張春勝

（甘肅一安建設(shè)科技集團(tuán)有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

引言

大型立式圓柱形儲(chǔ)罐在石油化工等行業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，其設(shè)計(jì)、制造以及安裝流程對(duì)儲(chǔ)罐使用性能造成直接影響，尤其是安裝階段，實(shí)際應(yīng)用過程中對(duì)儲(chǔ)罐質(zhì)量的要求也相對(duì)較高。從實(shí)際發(fā)展角度分析，合理的安裝技術(shù)可以有效提升安裝效率，并確保儲(chǔ)罐充分發(fā)揮其應(yīng)用的功能?，F(xiàn)階段，常用安裝方法有正裝法和倒裝法兩大類別，前者如腳手架正裝法等，后者如液壓頂升倒裝法、拉桿頂升倒裝法等?？紤]到安裝工藝的重要性，從業(yè)技術(shù)人員對(duì)相關(guān)安裝工藝問題進(jìn)行深入的研究討論[1]。

1 液壓頂升倒裝法原理概述

該工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中需要首先將液壓頂升裝置設(shè)置于儲(chǔ)罐內(nèi)壁圓周之上，在實(shí)際作業(yè)過程中利用該裝置對(duì)罐頂以及罐體壁板進(jìn)行提升，完成安裝流程。在實(shí)際應(yīng)用中需要利用自鎖式液壓千斤頂以及提升架、液壓提升機(jī)等設(shè)備，作業(yè)過程中需要確保千斤頂設(shè)備上卡頭卡緊罐壁，并利用液壓控制系統(tǒng)控制千斤頂進(jìn)油，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)舉起提升桿以及脹圈帶動(dòng)罐體向上提升。千斤頂回油時(shí)，上卡頭會(huì)隨著活塞桿回程，此時(shí)下卡頭會(huì)自動(dòng)卡緊，確保提升桿不下滑。反復(fù)進(jìn)行此流程進(jìn)而帶動(dòng)罐體達(dá)到焊接施工要求高度。隨后在完成上下層壁板對(duì)接組焊后，打開液壓千斤頂上、下松卡裝置，將提升桿以及脹圈移至下一層，反復(fù)進(jìn)行此流程直至最后一層壁板組焊完成。

2 工程概述

為詳細(xì)分析液壓頂升倒裝法使用要點(diǎn)，本文選擇具體案例作為輔助進(jìn)行具體說明。案例工程為某石化外輸總站20 000 m3立式儲(chǔ)罐安裝施工工程。施工單位在結(jié)合實(shí)際情況以及工藝要求等因素的條件下，決定采用液壓頂升倒裝法進(jìn)行本次工程[2]。

案例工程中涉及的大型儲(chǔ)罐具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下：公稱容積為20 000 m3；儲(chǔ)罐內(nèi)徑為Φ40.5 m；罐壁以及儲(chǔ)液高度分別為17 430 mm 以及16 130 mm；儲(chǔ)存介質(zhì)為原油；儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式為單盤式浮頂儲(chǔ)罐；計(jì)算容積以及單臺(tái)罐重分別為20 867 m3以及439.322 t。主要實(shí)物工程量如表1 所示[3]。

3 液壓頂升倒裝法施工工藝流程

3.1 施工工法及主體安裝程序

案例工程在實(shí)際作業(yè)過程中依照工藝要求準(zhǔn)備吊車、叉車等設(shè)備配合施工作業(yè)，在完成項(xiàng)圈壁板組焊施工后，施工人員開始沿壁板內(nèi)部進(jìn)行脹圈安裝流程，脹圈設(shè)備的作用在于以下兩方面：第一，發(fā)揮支撐平臺(tái)作用，為罐壁提升操作提供便利條件；第二，實(shí)現(xiàn)控制儲(chǔ)罐直徑及橢圓度的目的。

在完成上述操作后，施工人員圍繞罐體圓周設(shè)置液壓升降總成器，本次施工作業(yè)中共使用液壓頂升柱28 根，并沿圓周進(jìn)行均勻布設(shè)。隨后施工人員開始連接液壓管線以及液壓站主油路。此工序完成后，即可利用控制器開展罐體提升作業(yè)，依照設(shè)備性能要求，施工人員依照100 mm/次的頻率開展作業(yè)，并利用人工方式進(jìn)行閉鎖操作，使得液壓油退回至管線中，為下次提升提供必要條件。重復(fù)此流程直至罐體上升至下一層罐體組焊施工所需高度并罐壁控制閥門。案例工程在實(shí)際作業(yè)過程中，技術(shù)人員依照設(shè)備性能以及工藝要求，設(shè)計(jì)控制程序以及焊接工序分別采用半自動(dòng)操作模式以及手工電弧焊工藝，焊接作業(yè)開展過程中采用逐層重復(fù)組焊作業(yè)模式。此外，依照施工設(shè)計(jì)要求，施工人員依照罐壁提升進(jìn)度開展附件安裝作業(yè)，主體施工均采取地面作業(yè)模式，施工安全性得到顯著提升[1]。

3.2 施工工藝要點(diǎn)

3.2.1 罐底安裝

案例工程罐底板安裝工序采用手工電弧焊工藝。先焊中幅板后焊邊緣板靠邊緣的300 mm 部位，等壁板施工結(jié)束后焊接壁板與底板角焊縫，最后焊接邊緣板剩余部分及邊緣與中幅板之間的收縮縫。中幅板在進(jìn)行焊接作業(yè)前需要在焊縫兩端部分設(shè)置防變形夾具，焊接作業(yè)過程中采用由罐中心向四周并隔道對(duì)稱焊接，分段退焊或跳焊，各焊縫在進(jìn)行打底作業(yè)時(shí)進(jìn)行分段退焊，對(duì)蓋面進(jìn)行填充作業(yè)時(shí)應(yīng)對(duì)確保相鄰兩道焊縫焊接方向呈現(xiàn)出相反態(tài)勢(shì)；罐底邊緣板在完成焊接工序后，利用立板進(jìn)行磨平處理[2]。

3.2.2 罐壁安裝

案例工程中，施工技術(shù)人員依照以下三個(gè)條件確定罐壁板與罐底安裝時(shí)機(jī)：第一，罐底板組裝除邊緣板剩余部分及邊緣與中幅板之間的收縮縫外工序完成后；第二，罐底扇形邊緣板對(duì)接焊縫外側(cè)300 mm范圍內(nèi)焊接工序全部完成，且經(jīng)過探傷檢測(cè)；第三，阻力壁板位置邊緣板焊縫余高磨平。

隨后施工技術(shù)人員依照相關(guān)工藝要求在第八圈壁板安裝位置進(jìn)行劃線處理。在此環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員充分考慮到焊接收縮影響，并依據(jù)如下公式對(duì)壁板安裝沿罐底板防線內(nèi)徑進(jìn)行確定。

3.2.3 壁板防止以及卡具安裝

案例工程在實(shí)際開展壁板安裝作業(yè)前，首先使用叉車對(duì)壁板進(jìn)行散置，并利用方木確保其穩(wěn)固，在本流程作業(yè)中應(yīng)堅(jiān)決避免車輛軋、碰撞或放置沉重物品。

在卡具安裝流程中，需要施工人員首先在施工所需壁板內(nèi)側(cè)橫縫以及立縫組對(duì)所需的龍門班以及眼塊，卡具焊接過程中應(yīng)滿足單側(cè)焊滿要求，焊接工序完成后進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)[3]。

3.3 拱頂安裝要點(diǎn)

3.3.1 儲(chǔ)罐拱頂板安裝要點(diǎn)

施工單位在儲(chǔ)罐拱頂施工前，首先在罐中心位置設(shè)立中心支架，為了考慮后續(xù)施工工序和操作方便，應(yīng)將中心支架實(shí)際高度高于設(shè)計(jì)高度值30～50 mm 內(nèi)。隨后在塔內(nèi)設(shè)置腳手架作為支撐以及儲(chǔ)罐頂施工平臺(tái)。等準(zhǔn)備工序完成檢查合格后，將固定罐頂鋼板敷設(shè)于搭設(shè)腳手支架上，罐頂板的敷設(shè)嚴(yán)格依照施工前的工藝排板圖組織施工，并對(duì)拱頂板進(jìn)行搭接組織點(diǎn)焊固定。待儲(chǔ)罐頂板固定檢查合格后，焊接由中心向四周的順序進(jìn)行分段退焊跳焊。在儲(chǔ)罐頂板焊接完成后，技術(shù)人員利用弧形樣板對(duì)罐頂及焊縫焊接質(zhì)量進(jìn)行檢查，確保間隙在10 mm 以內(nèi)。

儲(chǔ)罐拱頂板組裝時(shí)應(yīng)在罐中心位置設(shè)置中心柱及胎具，中心高比設(shè)計(jì)值高40～60 mm，在包邊角鋼，中心胎具上標(biāo)出每塊拱頂板的位置線，并焊接擋板，并設(shè)置在軸線的對(duì)稱位置上。先組裝兩組或四組頂板，用支撐桿調(diào)整弧度，調(diào)整后進(jìn)行定位焊，再組裝其它罐頂頂板，并調(diào)整寬度，搭接寬度為50 mm，搭接寬度的允許偏差為±5 mm。

在拱頂板上安裝透光孔、量油孔等附件時(shí)，要增設(shè)空洞加強(qiáng)圈，焊接時(shí)防止變形。在拱頂施工完成后，利用樣板對(duì)其拱頂質(zhì)量進(jìn)行全面檢查，檢查質(zhì)量符合儲(chǔ)罐相關(guān)質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范，焊縫確保間隙控制在15 mm以內(nèi)。

3.3.2 儲(chǔ)罐拱頂焊接要點(diǎn)

首先，施工人員在完成拱頂定位焊工序后，依照先短后長(zhǎng)工序?qū)Ω骱缚p進(jìn)行焊接作業(yè)，由內(nèi)到外依次完成焊接作業(yè)目標(biāo)；其次，施工人員應(yīng)采用雙面滿角焊工藝對(duì)拱頂部分的肋板接頭位置進(jìn)行焊接作業(yè)；再次，施工人員在實(shí)際進(jìn)行作業(yè)工作中應(yīng)采用隔縫對(duì)稱焊接工藝戰(zhàn)隊(duì)拱頂外側(cè)長(zhǎng)焊縫進(jìn)行作業(yè)，并依照由內(nèi)向外的順序進(jìn)行跳焊或退焊；除此以外，施工人員在針對(duì)拱頂板以及包邊角鋼部分進(jìn)行焊接作業(yè)過程中，應(yīng)依照內(nèi)外實(shí)際要求采取相應(yīng)的焊接工藝，具體即是針對(duì)外側(cè)部分應(yīng)依照焊腳高度8 mm 的標(biāo)準(zhǔn)采取連續(xù)焊作業(yè)，內(nèi)側(cè)則不做焊接處理。在實(shí)際進(jìn)行焊接作業(yè)過程中應(yīng)確保其均勻分布，并沿同一方向采取分段退焊模式進(jìn)行作業(yè)；最后，施工人員應(yīng)注意拱頂內(nèi)肋板不與壁板以及包邊角鋼進(jìn)行焊接處理。

4 結(jié)語

案例工程在應(yīng)用液壓頂升倒裝法進(jìn)行施工后取得了施工成本大幅降低、施工效率有效提升、施工安全性得到保障等成果，從綜合效益層面分析，本工程達(dá)到預(yù)期成果目標(biāo)。由此可見，液壓頂升倒裝法具備較強(qiáng)的推廣應(yīng)用價(jià)值。