液壓頂升倒裝法在大型立式圓柱形儲罐安裝中的應用

張春勝

（甘肅一安建設科技集團有限公司， 甘肅 蘭州 730000）

引言

大型立式圓柱形儲罐在石油化工等行業(yè)中應用較為廣泛，其設計、制造以及安裝流程對儲罐使用性能造成直接影響，尤其是安裝階段，實際應用過程中對儲罐質量的要求也相對較高。從實際發(fā)展角度分析，合理的安裝技術可以有效提升安裝效率，并確保儲罐充分發(fā)揮其應用的功能?，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)技術人員對相關安裝工藝問題進行深入的研究討論[1]。

1 液壓頂升倒裝法原理概述

該工藝在實際應用過程中需要首先將液壓頂升裝置設置于儲罐內(nèi)壁圓周之上，在實際作業(yè)過程中利用該裝置對罐頂以及罐體壁板進行提升，完成安裝流程。在實際應用中需要利用自鎖式液壓千斤頂以及提升架、液壓提升機等設備，作業(yè)過程中需要確保千斤頂設備上卡頭卡緊罐壁，并利用液壓控制系統(tǒng)控制千斤頂進油，進而實現(xiàn)舉起提升桿以及脹圈帶動罐體向上提升。千斤頂回油時，上卡頭會隨著活塞桿回程，此時下卡頭會自動卡緊，確保提升桿不下滑。反復進行此流程進而帶動罐體達到焊接施工要求高度。隨后在完成上下層壁板對接組焊后，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，反復進行此流程直至最后一層壁板組焊完成。

2 工程概述

為詳細分析液壓頂升倒裝法使用要點，本文選擇具體案例作為輔助進行具體說明。案例工程為某石化外輸總站20 000 m3立式儲罐安裝施工工程。施工單位在結合實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行本次工程[2]。

案例工程中涉及的大型儲罐具體設計參數(shù)如下：公稱容積為20 000 m3；儲罐內(nèi)徑為Φ40.5 m；罐壁以及儲液高度分別為17 430 mm 以及16 130 mm；儲存介質為原油；儲罐結構形式為單盤式浮頂儲罐；計算容積以及單臺罐重分別為20 867 m3以及439.322 t。主要實物工程量如表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

案例工程在實際作業(yè)過程中依照工藝要求準備吊車、叉車等設備配合施工作業(yè)，在完成項圈壁板組焊施工后，施工人員開始沿壁板內(nèi)部進行脹圈安裝流程，脹圈設備的作用在于以下兩方面：第一，發(fā)揮支撐平臺作用，為罐壁提升操作提供便利條件；第二，實現(xiàn)控制儲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，并沿圓周進行均勻布設。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。案例工程在實際作業(yè)過程中，技術人員依照設備性能以及工藝要求，設計控制程序以及焊接工序分別采用半自動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組焊作業(yè)模式。此外，依照施工設計要求，施工人員依照罐壁提升進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

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。中幅板在進行焊接作業(yè)前需要在焊縫兩端部分設置防變形夾具，焊接作業(yè)過程中采用由罐中心向四周并隔道對稱焊接，分段退焊或跳焊，各焊縫在進行打底作業(yè)時進行分段退焊，對蓋面進行填充作業(yè)時應對確保相鄰兩道焊縫焊接方向呈現(xiàn)出相反態(tài)勢；罐底邊緣板在完成焊接工序后，利用立板進行磨平處理[2]。

3.2.2 罐壁安裝

案例工程中，施工技術人員依照以下三個條件確定罐壁板與罐底安裝時機：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，罐底扇形邊緣板對接焊縫外側300 mm范圍內(nèi)焊接工序全部完成，且經(jīng)過探傷檢測；第三，阻力壁板位置邊緣板焊縫余高磨平。

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

3.2.3 壁板防止以及卡具安裝

案例工程在實際開展壁板安裝作業(yè)前，首先使用叉車對壁板進行散置，并利用方木確保其穩(wěn)固，在本流程作業(yè)中應堅決避免車輛軋、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)側橫縫以及立縫組對所需的龍門班以及眼塊，卡具焊接過程中應滿足單側焊滿要求，焊接工序完成后進行質量檢測[3]。

3.3 拱頂安裝要點

3.3.1 儲罐拱頂板安裝要點

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

儲罐拱頂板組裝時應在罐中心位置設置中心柱及胎具，中心高比設計值高40～60 mm，在包邊角鋼，中心胎具上標出每塊拱頂板的位置線，并焊接擋板，并設置在軸線的對稱位置上。先組裝兩組或四組頂板，用支撐桿調整弧度，調整后進行定位焊，再組裝其它罐頂頂板，并調整寬度，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，要增設空洞加強圈，焊接時防止變形。在拱頂施工完成后，利用樣板對其拱頂質量進行全面檢查，檢查質量符合儲罐相關質量驗收規(guī)范，焊縫確保間隙控制在15 mm以內(nèi)。

3.3.2 儲罐拱頂焊接要點

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

4 結語

案例工程在應用液壓頂升倒裝法進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，本工程達到預期成果目標。由此可見，液壓頂升倒裝法具備較強的推廣應用價值。