徐立新

（上海赫燕安裝工程有限公司 上海 201508）

前言

圓筒式帶圓形頂儲罐使用一段時間后，容易因構(gòu)件老化、受污染或腐蝕等原因，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)缺陷，影響其正常使用。在開展維護(hù)檢修工作中，主要以《立式圓筒形鋼制焊接有關(guān)施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《儲罐檢驗(yàn)，維修，改造和重建》等為依據(jù)，通過對其具體缺陷問題進(jìn)行檢測，制定維修施工方案，并在維修過程中對施工質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而恢復(fù)圓筒式帶圓頂性儲罐的正常使用狀態(tài)。因此，有必要對其維護(hù)檢修方法進(jìn)行研究，為實(shí)際生產(chǎn)提供參考。

1 圓筒式帶圓形頂儲罐維護(hù)檢修的基本要求

圓筒式帶圓形頂儲罐需要進(jìn)行定期維修，在具體維護(hù)檢修工作中，可根據(jù)相關(guān)規(guī)范要求，采取有效的分析檢測手段，對儲罐狀態(tài)進(jìn)行評價。并以此為依據(jù)，向主管部門提出申請，適當(dāng)對其維修周期進(jìn)行調(diào)整。圓筒式帶圓形頂儲罐檢測工作應(yīng)在達(dá)到維修周期一年前進(jìn)行，延長維修周期的儲罐，則需要每年進(jìn)行一次檢測評價，確保其狀態(tài)安全。在對儲罐進(jìn)行維修前，需要由專業(yè)資質(zhì)檢測單位對其進(jìn)行現(xiàn)場檢測，并出具檢測評定報告。然后委托具有儲罐設(shè)計(jì)資質(zhì)和一定經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)單位進(jìn)行維修技術(shù)方案設(shè)計(jì)，并向主管部門申報批準(zhǔn)。在整個維修過程中，必要保證生產(chǎn)安全，組好相關(guān)檢驗(yàn)和計(jì)算工作，全面實(shí)現(xiàn)圓筒式帶圓頂儲罐維修要求[1]。

2 工程概況

本工程的TK0113儲罐屬于圓筒式帶圓形頂儲罐，不含頂蓋高度為18m，內(nèi)直徑為φ14.1m，凈重115t。經(jīng)過前期的檢測評價，確定本次工程的主要維修任務(wù)包括：①清除儲罐原混凝土表面瀝青，重新噴涂一道熱瀝青；②清通儲罐檢漏管；③清除混凝土結(jié)構(gòu)與儲罐間受損壞的絕緣層，按設(shè)計(jì)圖紙重新鋪筑，瀝青砂絕緣層重鋪厚度為100mm；④對儲罐底板焊縫缺陷進(jìn)行修復(fù)，包括已探知的300mm焊縫缺陷和其他可能存在的焊縫缺陷。

為完成以上維修任務(wù)，需要合理設(shè)計(jì)維修施工計(jì)劃，并做好相關(guān)輔助工作。為確保維修施工的順利進(jìn)行，應(yīng)拆除可能影響儲罐抬升的連接結(jié)構(gòu)，在維修后予以恢復(fù)。儲罐抬升前要對儲罐進(jìn)行檢測，包括其支撐點(diǎn)焊縫現(xiàn)狀、儲罐垂直度和橢圓度等。將儲罐抬升到制定高度后，對其進(jìn)行固定。完成焊縫缺陷修復(fù)施工，再次進(jìn)行檢測，確認(rèn)無誤后，恢復(fù)儲罐狀態(tài)，最后進(jìn)行壓水試驗(yàn)，確保缺陷問題被有效排除[2]。

3 圓筒式帶圓形頂儲罐維修施工方法研究

3.1 基本施工流程

在本次維修任務(wù)中，圓筒式帶圓形儲罐的整體提升高度為1.8m，若人員在底部作業(yè)危險性較大，存在許多不可控因素。根據(jù)以往儲罐抬升維修經(jīng)驗(yàn)，決定在罐體開設(shè)門洞，供人員和材料進(jìn)出。將罐體底板和壁板分離，并在罐體設(shè)置12個支撐點(diǎn)，頂升5～8cm，將底板分塊取出。分塊大小根據(jù)相鄰兩支點(diǎn)距離設(shè)計(jì)，完成分離后，清除罐體內(nèi)部的原有瀝青砂，再用冷瀝青砂混合料進(jìn)行重新填充。完成后將罐體底板裝回，并將罐體回落。由于在維修施工過程中底板已經(jīng)拆除，因此施工空間較大，可以確保施工過程的安全性，同時方便維修施工技術(shù)質(zhì)量控制，具體施工流程如圖1所示。

3.2 主要施工方法

3.2.1 拆除施工

完成技術(shù)方案編制后，需要按照施工方案內(nèi)容做好前期準(zhǔn)備工作。在本次施工中，首先要進(jìn)行罐體附件、管道和電儀的拆除施工。具體包括：①拆除與罐體連接的管道及其法蘭螺栓和墊片。管道拆卸后，應(yīng)采用塑料布進(jìn)行封堵，并做好標(biāo)記工作，以便完成施工后恢復(fù)施工；②拆除電氣儀表的連接線和接地線，對拆除部分進(jìn)行保護(hù)；③打開罐體頂部和罐壁的人孔，斷開與罐體連接的過橋平臺。

圖1 圓筒式帶圓頂儲罐維修施工流程圖

3.2.2 開設(shè)門洞施工

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，在開設(shè)門洞施工中，設(shè)置了寬為2m，高為1.7m的門洞。為防止門洞開啟時出現(xiàn)罐體變形問題，需要在門洞外側(cè)加設(shè)加固裝置，可采用10mm厚、150mm寬的鋼板進(jìn)行焊接，對門洞進(jìn)行加固。開洞后，罐體上出現(xiàn)一個缺口，其上方會產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)自身重力，加固鋼板可以解決其產(chǎn)生的抗彎強(qiáng)度，相當(dāng)于將門洞上方鋼結(jié)構(gòu)自身重量全部承壓在加固鋼板上。因此，需要確保上部承力小于加固鋼板自身屈服強(qiáng)度。本工程中罐體重量為115T，門洞上部承受的自身重量約為50411.2N，加固鋼板自身屈服強(qiáng)度則應(yīng)大于33.607MPa。因此可選用Q235B鋼板進(jìn)行加固，其屈服強(qiáng)度為235MPa，遠(yuǎn)高于33.607MPa。

3.2.3 罐體頂升

在罐體頂升施工中，首先要根據(jù)罐體重量和支撐點(diǎn)數(shù)量以及風(fēng)載等因素，合理選擇千斤頂，該工程每臺千斤頂?shù)捻斏|(zhì)量約為10.26T，考慮到風(fēng)載影響，選擇2.5倍30T千斤頂較為合適。因本次頂升施工是對整個罐體進(jìn)行頂升，且底板已經(jīng)拆除，必須采取罐體加固措施，防止頂升過程產(chǎn)生的拉力對管壁造成破壞。可采用C20號槽鋼進(jìn)行加固，在罐體內(nèi)壁與頂升點(diǎn)位置相同處進(jìn)行焊接，每隔2000mm焊接50mm焊縫。為防止底板拆除可能出現(xiàn)的下部外張力，還需要在下部支點(diǎn)處設(shè)置一圈環(huán)形工裝，其彎曲度應(yīng)與罐體一致，也采用段焊形式。頂升前還需要拆除罐底幅板、罐體外緣板等。此時罐體除了地腳螺栓外已經(jīng)全部分離，應(yīng)緩慢松開地腳螺栓，檢查各千斤頂受力情況，直到完全松開。分別在每個頂升點(diǎn)安排一名技術(shù)人員進(jìn)行手動泵油壓控制，在罐體3m進(jìn)行操作，每提升5mm暫停作業(yè)，對各支點(diǎn)受力情況進(jìn)行檢查，確保提升高度的一致性。為防止千斤頂失效，還應(yīng)采取型鋼+多層鋼板方式進(jìn)行剛性固定，確保施工安全性[3]。

3.2.4 罐體底板移除

罐體頂升至設(shè)計(jì)高度后，罐體已經(jīng)與外緣板完全分離。將罐體固定后，施工人員可進(jìn)入罐體拆除外緣板，將每個外緣板分成兩塊，外部一塊、內(nèi)部一塊，割線如圖2所示。完成拆除后，對其進(jìn)行復(fù)拼和編號，方便后續(xù)安裝施工使用。

圖2 外緣板分割線

3.2.5 瀝青砂施工

瀝青砂施工首先要對原瀝青砂進(jìn)行拆除，施工人員可進(jìn)入罐體內(nèi)部，采用風(fēng)鎬進(jìn)行拆除，在接近罐體基礎(chǔ)部分時，改用人工鐵鏟方式，防止對罐體基礎(chǔ)造成破壞。完成原瀝青砂拆除施工后，做好混凝土基礎(chǔ)清理工作，確認(rèn)無雜質(zhì)和污染物，人工涂刷界面劑，保證均勻攤鋪。瀝青砂鋪筑厚度為10cm，每平方米內(nèi)擺放4.5袋瀝青砂。用壁紙刀割開包裝袋，將瀝青砂倒入就近位置，然后使用鐵鍬進(jìn)行初步平攤，再用推板進(jìn)行二次平攤，最后進(jìn)行壓實(shí)。壓實(shí)施工可采用手扶路壓機(jī)，按照從外向內(nèi)的順去進(jìn)行逐圈壓實(shí)，確保壓實(shí)效果。

3.2.6 底板移入及拼接

在底板移入和拼接過程中，首先依次進(jìn)行底板下料、邊緣板下料和中幅板下料。其中底板為工廠預(yù)制板，經(jīng)過火焰切割，確保切口平整。邊緣板為厚度12mm的Q235B鋼板，在制作模板時，每塊模板上開2個螺栓孔。中幅板長度不小于2000mm，寬度不小于1000mm，不規(guī)則中幅板最小直邊尺寸不小于700mm。然后按照施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行底板組裝，其中邊緣板安裝需要再次進(jìn)行罐體提升，以滿足施工高度需求。

3.2.7 罐體回落及恢復(fù)施工

罐體回落施工是與頂升施工相反的過程，同樣將每次下降高度控制為5mm，分別檢查各個頂升點(diǎn)的受力情況，確保其下降高度一致。罐體回落后，將地腳螺栓把緊，采用經(jīng)緯儀對其垂直度進(jìn)行檢測，無誤后進(jìn)行終擰。最后拆除內(nèi)部工裝，對開設(shè)的門洞進(jìn)行復(fù)位，然后進(jìn)行真空箱和水壓試驗(yàn)。

3.3 質(zhì)量保證措施

為保證圓筒式帶圓形頂罐體維修施工質(zhì)量，應(yīng)采取以下幾點(diǎn)質(zhì)量保障措施：①建立質(zhì)保體系，做好質(zhì)量培訓(xùn)和上崗前考核工作，電氣焊作業(yè)人員必須持證上崗；②控制好焊接質(zhì)量，本次焊接施工主要為手工電弧焊，焊條為J427，入庫溫度應(yīng)在10～25℃，相對濕度應(yīng)小于50%，使用前對其進(jìn)行烘烤，然后放入恒溫箱備用，焊接施工環(huán)境要求風(fēng)速小于6m/s，相對濕度小于80%，且不能在雨天施工；③水壓試驗(yàn)要在干燥天氣下進(jìn)行，并對罐體進(jìn)行嚴(yán)密性檢測，充水至設(shè)計(jì)最高液面，保持48h，無滲漏和變形現(xiàn)象為合格，此外還要做好成品保護(hù)措施。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對圓筒式帶圓形頂罐體維修施工要求進(jìn)行分析，可以為其維修施工方案的制定提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合維修工程實(shí)際情況，采取有效的維修施工技術(shù)，可以消除圓筒式帶圓形頂罐體存在的缺陷問題，使其恢復(fù)正常使用狀態(tài)。