論外浮頂儲(chǔ)罐鋼制浮頂?shù)氖┕すに?/h1>
2013-12-11 03:32李友戰(zhàn)陜西化建工程有限責(zé)任公司
化工管理 2013年24期
李友戰(zhàn) (陜西化建工程有限責(zé)任公司)
一、施工工藝原理
1、外浮頂儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
我公司在近幾年在榆林煉油廠承建了多臺(tái)20000m3原油儲(chǔ)罐，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為立式圓筒鋼制外浮頂儲(chǔ)罐，全部采用現(xiàn)場(chǎng)制安的施工組織方法。其中鋼制外浮頂由外圈浮艙、單盤、定位立柱及附屬機(jī)構(gòu)（刮蠟機(jī)構(gòu)、密封裝置、旋轉(zhuǎn)鋼梯、排水系統(tǒng)等）組成。浮艙由18段密封艙組成，單盤由5mm厚鋼板搭接焊制，定位立柱為外協(xié)機(jī)加工件總計(jì)54個(gè)。浮艙與單盤在距浮艙底200mm處與整圈角鋼搭接焊。
2、2 0000m3儲(chǔ)罐主要的設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1 罐本體
儲(chǔ)罐內(nèi)徑：￠40000mm儲(chǔ)罐高度：16040mm
罐底板坡度：15：1000
2.2 浮頂參數(shù)
浮頂主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量：83633Kg（約84噸）
浮艙內(nèi)半徑：r=17300mm
浮艙外半徑：r=19800mm
浮艙外側(cè)板高度：800mm
3、施工工藝原理
在儲(chǔ)罐外浮頂現(xiàn)場(chǎng)制安過程中，施工規(guī)范要求及傳統(tǒng)施工工藝都是在罐內(nèi)搭設(shè)網(wǎng)格狀滿堂紅支架，支架高度略高于浮頂立柱高度，以便于立柱安裝。支架我公司一般都用∠75角鋼制作。這種施工方法工人懸空操作，安全隱患多，手段用料多（搭架子），進(jìn)出不方便，單盤鋪板時(shí)平整度難于控制，搭拆滿堂紅支架費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力且要保證搭設(shè)精度。
“電動(dòng)倒鏈提升法”制安浮頂取消了滿堂紅支架搭設(shè)、拆除過程，單盤及浮艙組裝在罐底板布置簡(jiǎn)易的臨時(shí)支撐把單盤墊起來，貼近罐底板制安。支撐布置可與底板坡度一致，留出間距以保證單盤與浮艙焊接，同時(shí)保證定位立柱導(dǎo)管下端45mm伸出單盤下。浮頂柱結(jié)構(gòu)組裝完畢用懸掛于罐壁板上的電動(dòng)倒鏈整體提升浮頂，在提升過程中插在導(dǎo)管內(nèi)的立柱自由溜下，從最外圈開始一次完成所有立柱的安裝（插銷子）。最后落下倒鏈，完成后續(xù)工作，浮頂制安完成。因浮艙結(jié)構(gòu)等同于以一箱式環(huán)形封閉鋼梁，只要吊耳布置恰當(dāng)在起吊過程中不會(huì)拉扯變形。
二、施工工藝流程及操作要點(diǎn)
1、施工工藝流程
罐體制安→罐壁人孔開孔→浮頂立柱墊板安裝→臨時(shí)支撐布置→浮艙安裝→單盤安裝→浮艙與單盤整體焊接→浮頂中心孔及人孔開孔→浮頂立柱導(dǎo)管安裝→罐內(nèi)壁布置電動(dòng)倒鏈→電動(dòng)倒鏈同步提升→立柱流放安裝銷子→落下倒鏈由立柱支撐浮頂→拆除倒鏈、清理罐底→附屬機(jī)構(gòu)等安裝。
2、操作要點(diǎn)
(1)施工準(zhǔn)備
1）儲(chǔ)罐壁板及底板焊接完畢，底板雜物已清理干凈，罐壁人孔已開好。
2）浮艙基本上分段預(yù)制完畢，外協(xié)機(jī)加工件到場(chǎng)，手段用料到場(chǎng)，電動(dòng)倒鏈及控制箱完好無損。
(2)臨時(shí)支撐布置
支撐分兩圈布置。最外圈用罐底板、壁板的料頭或扁鋼制作即可。徑向長(zhǎng)度≥5m。外端頭高度減除浮艙連接角鋼和單盤板厚度（8mm+5mm）后，定為185mm，用連接板與罐底板斷焊定位。支撐上平呈水平狀態(tài)，內(nèi)端頭與罐底板保證55mm間隙。
內(nèi)圈支撐可用槽鋼或角鋼整根倒扣在底板上（不用焊接），或用扁鋼點(diǎn)焊在底板上，與罐底板保證55mm間隙。徑向長(zhǎng)度要達(dá)到浮頂中心向外第2圈立柱處。如圖1所示：
(3）浮艙與單盤安裝
先安裝浮艙，再由內(nèi)向外鋪設(shè)單盤板。單盤板焊接仿罐底板焊接順序，隔縫跳焊，焊工對(duì)稱布置，先長(zhǎng)縫，后短縫。最后完成單盤與浮艙整圈連接角鋼的焊接，以控制焊接變形。
（4）浮頂立柱導(dǎo)管安裝時(shí)按設(shè)計(jì)要求滿焊，插好立柱等待浮盤起升。
（5）確定電動(dòng)倒鏈臺(tái)數(shù)
1）選用10噸電動(dòng)倒鏈。使用統(tǒng)一廠家、同一批、同一規(guī)格型號(hào)的倒鏈。
2）臺(tái)數(shù)計(jì)算
電動(dòng)倒鏈臺(tái)數(shù) n=（G×β1）/（10×β2）=（83.633×1.1）/（10×0.75）=12.3
選取n≧13臺(tái)
其中：浮頂質(zhì)量G=83633Kg
β1—質(zhì)量擴(kuò)大系數(shù)取1.1
β2—倒鏈安全載荷系數(shù)取0.75
3）臺(tái)數(shù)確定
根據(jù)以上計(jì)算，按浮艙由18個(gè)密封艙組成的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定使用18臺(tái)電動(dòng)倒鏈。
（6）吊耳布置。
1）倒鏈懸掛點(diǎn)吊耳焊接在罐內(nèi)壁板上，用δ≧12mm鋼板制作，由耳板（300mm×200mm）及罐壁補(bǔ)強(qiáng)板(400mm×400mm)組成。提升吊耳(300×180mm)焊接在密封艙外側(cè)板上部。角縫要求滿焊。
2)上吊耳與下吊耳高差確定
H=h1+h2+h3+h4其中：H—吊耳高差
h1—浮艙本體起吊高度800mm-200mm=600mm
h2—浮頂立柱設(shè)計(jì)高度1800mm
h3—起吊時(shí)中心懸垂度300～500mm，取值500mm
h4—倒鏈本體預(yù)留600mm
經(jīng)計(jì)算H=3500mm。
3）吊耳布置要求：先安裝下吊耳18個(gè)，對(duì)應(yīng)下吊耳焊接上吊耳，保證上下吊耳垂直度，從而保證倒鏈提升時(shí)的垂直度，以免浮頂周向旋轉(zhuǎn)、徑向偏移。吊耳角縫要求滿焊。如圖2所示：
（7）電動(dòng)倒鏈起升浮頂
1）清理浮盤上雜物，留少許操作人員。
2）操作人員通道設(shè)置。開好浮盤中心孔、浮盤人孔，與罐壁人孔組成人員上下、工具出入、雜物清理通道。
3）起吊前無負(fù)荷試動(dòng)18臺(tái)倒鏈，保持同步勻速狀態(tài)。
4）浮頂起升時(shí)，先拉起離開地板，停止后檢查吊耳、倒鏈狀態(tài)，無異常繼續(xù)起吊。操作人員根據(jù)起吊高度，由外向內(nèi)圈立柱逐圈安裝銷子。安銷子時(shí)倒鏈要逐圈停下來。
5）立柱銷子安裝完，落下倒鏈，完成后續(xù)工作。
6）浮頂起升時(shí)要注意罐壁人孔外要有專人監(jiān)護(hù)，以免閑雜人員在人孔處探頭張望，發(fā)生傷亡事故。
浮頂提升前狀態(tài)，如圖3。
浮頂提升后立柱銷子已安裝，如圖4
（8）浮頂落下后續(xù)工作。
1）立柱墊板糾偏。
2）拆除臨時(shí)支撐。拆除吊耳。焊疤打磨干凈。
3）完成浮盤下部焊接。焊接順序與上部焊接相同。
4）檢查浮盤不平整度，凹凸控制在70mm以下。超標(biāo)時(shí)割開缺陷附近焊縫，用型鋼支在下部校正。
5）完成浮頂附屬機(jī)構(gòu)安裝。
6）儲(chǔ)罐充水試驗(yàn)時(shí)，檢查浮盤焊縫，從18個(gè)浮艙人孔進(jìn)入浮艙內(nèi)檢查浮艙焊縫有無滲漏。
結(jié)束語(yǔ)
“電動(dòng)倒鏈提升法”制安浮頂?shù)氖┕すに?，與常用的搭設(shè)滿堂紅鋼架施工相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：臨時(shí)支撐布置簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了搭、拆過程，縮短了工期。手段用料減少，材料選型無要求，節(jié)約施工成本。貼底板組裝浮頂，避免了工人懸空操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。施工過程安全、簡(jiǎn)便，提高了工效。能有效控制焊接變形，浮頂外觀成形好。
[1]GB50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》.
[2]SH/T3530《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》.
[3]《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50341-2003.
[4]陜西化建《施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》QB/SHJ第四冊(cè).
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2、2 0000m3儲(chǔ)罐主要的設(shè)計(jì)參數(shù)
2.1 罐本體
儲(chǔ)罐內(nèi)徑：￠40000mm儲(chǔ)罐高度：16040mm
罐底板坡度：15：1000
2.2 浮頂參數(shù)
浮頂主體結(jié)構(gòu)質(zhì)量：83633Kg（約84噸）
浮艙內(nèi)半徑：r=17300mm
浮艙外半徑：r=19800mm
浮艙外側(cè)板高度：800mm
3、施工工藝原理
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2、操作要點(diǎn)
(1)施工準(zhǔn)備
1）儲(chǔ)罐壁板及底板焊接完畢，底板雜物已清理干凈，罐壁人孔已開好。
2）浮艙基本上分段預(yù)制完畢，外協(xié)機(jī)加工件到場(chǎng)，手段用料到場(chǎng)，電動(dòng)倒鏈及控制箱完好無損。
(2)臨時(shí)支撐布置
支撐分兩圈布置。最外圈用罐底板、壁板的料頭或扁鋼制作即可。徑向長(zhǎng)度≥5m。外端頭高度減除浮艙連接角鋼和單盤板厚度（8mm+5mm）后，定為185mm，用連接板與罐底板斷焊定位。支撐上平呈水平狀態(tài)，內(nèi)端頭與罐底板保證55mm間隙。
內(nèi)圈支撐可用槽鋼或角鋼整根倒扣在底板上（不用焊接），或用扁鋼點(diǎn)焊在底板上，與罐底板保證55mm間隙。徑向長(zhǎng)度要達(dá)到浮頂中心向外第2圈立柱處。如圖1所示：
(3）浮艙與單盤安裝
先安裝浮艙，再由內(nèi)向外鋪設(shè)單盤板。單盤板焊接仿罐底板焊接順序，隔縫跳焊，焊工對(duì)稱布置，先長(zhǎng)縫，后短縫。最后完成單盤與浮艙整圈連接角鋼的焊接，以控制焊接變形。
（4）浮頂立柱導(dǎo)管安裝時(shí)按設(shè)計(jì)要求滿焊，插好立柱等待浮盤起升。
（5）確定電動(dòng)倒鏈臺(tái)數(shù)
1）選用10噸電動(dòng)倒鏈。使用統(tǒng)一廠家、同一批、同一規(guī)格型號(hào)的倒鏈。
2）臺(tái)數(shù)計(jì)算
電動(dòng)倒鏈臺(tái)數(shù) n=（G×β1）/（10×β2）=（83.633×1.1）/（10×0.75）=12.3
選取n≧13臺(tái)
其中：浮頂質(zhì)量G=83633Kg
β1—質(zhì)量擴(kuò)大系數(shù)取1.1
β2—倒鏈安全載荷系數(shù)取0.75
3）臺(tái)數(shù)確定
根據(jù)以上計(jì)算，按浮艙由18個(gè)密封艙組成的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，最終確定使用18臺(tái)電動(dòng)倒鏈。
（6）吊耳布置。
1）倒鏈懸掛點(diǎn)吊耳焊接在罐內(nèi)壁板上，用δ≧12mm鋼板制作，由耳板（300mm×200mm）及罐壁補(bǔ)強(qiáng)板(400mm×400mm)組成。提升吊耳(300×180mm)焊接在密封艙外側(cè)板上部。角縫要求滿焊。
2)上吊耳與下吊耳高差確定
H=h1+h2+h3+h4其中：H—吊耳高差
h1—浮艙本體起吊高度800mm-200mm=600mm
h2—浮頂立柱設(shè)計(jì)高度1800mm
h3—起吊時(shí)中心懸垂度300～500mm，取值500mm
h4—倒鏈本體預(yù)留600mm
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3）吊耳布置要求：先安裝下吊耳18個(gè)，對(duì)應(yīng)下吊耳焊接上吊耳，保證上下吊耳垂直度，從而保證倒鏈提升時(shí)的垂直度，以免浮頂周向旋轉(zhuǎn)、徑向偏移。吊耳角縫要求滿焊。如圖2所示：
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1）清理浮盤上雜物，留少許操作人員。
2）操作人員通道設(shè)置。開好浮盤中心孔、浮盤人孔，與罐壁人孔組成人員上下、工具出入、雜物清理通道。
3）起吊前無負(fù)荷試動(dòng)18臺(tái)倒鏈，保持同步勻速狀態(tài)。
4）浮頂起升時(shí)，先拉起離開地板，停止后檢查吊耳、倒鏈狀態(tài)，無異常繼續(xù)起吊。操作人員根據(jù)起吊高度，由外向內(nèi)圈立柱逐圈安裝銷子。安銷子時(shí)倒鏈要逐圈停下來。
5）立柱銷子安裝完，落下倒鏈，完成后續(xù)工作。
6）浮頂起升時(shí)要注意罐壁人孔外要有專人監(jiān)護(hù)，以免閑雜人員在人孔處探頭張望，發(fā)生傷亡事故。
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浮頂提升后立柱銷子已安裝，如圖4
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1）立柱墊板糾偏。
2）拆除臨時(shí)支撐。拆除吊耳。焊疤打磨干凈。
3）完成浮盤下部焊接。焊接順序與上部焊接相同。
4）檢查浮盤不平整度，凹凸控制在70mm以下。超標(biāo)時(shí)割開缺陷附近焊縫，用型鋼支在下部校正。
5）完成浮頂附屬機(jī)構(gòu)安裝。
6）儲(chǔ)罐充水試驗(yàn)時(shí)，檢查浮盤焊縫，從18個(gè)浮艙人孔進(jìn)入浮艙內(nèi)檢查浮艙焊縫有無滲漏。
結(jié)束語(yǔ)
“電動(dòng)倒鏈提升法”制安浮頂?shù)氖┕すに?，與常用的搭設(shè)滿堂紅鋼架施工相比，其優(yōu)越性表現(xiàn)在：臨時(shí)支撐布置簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了搭、拆過程，縮短了工期。手段用料減少，材料選型無要求，節(jié)約施工成本。貼底板組裝浮頂，避免了工人懸空操作，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。施工過程安全、簡(jiǎn)便，提高了工效。能有效控制焊接變形，浮頂外觀成形好。
[1]GB50128-2005《立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工及驗(yàn)收規(guī)范》.
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[3]《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50341-2003.
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