金属罐体液压顶升施工技术

金属罐体液压顶升施工技术

郑尚琦

贵安新区公共资源交易中心贵州贵阳550025

摘要：本文作者结合工程实例，介绍储罐安装中的液压提升倒装法基本原理和施工工艺，指出应用液压提升倒装时须注意的问题，对今后使用液压提升倒装技术提出建议，供参考。

关键词：储罐；液压提升；倒装；安装；应用

1工程概况

本储罐工程共6座10000m3钢制储罐，均为拱顶罐，罐壁为对接型式。为保证储罐的制造安装质量和安全，对储罐均采用液压顶升倒装法施工。

2液压顶升倒装原理

将液压提升装置（成套设备）均布于储罐内壁圆周上，先提升罐顶及罐体的上层（第一层及罐顶）壁板，然后逐层组焊罐体的壁板。采用自锁式液压千斤顶和提升架、提升杆组成的提升装置（液压提升机），通过液压控制系统，使液压千斤顶进油时，通过其上卡头卡紧并举起提升杆和胀圈，从而带动罐体（包括罐顶）向上提升，当千斤顶回油时，其上卡头随活塞杆回程，此时其下卡头自动卡紧提升杆不会下滑。千斤顶如此反复运动使提升杆带着罐体不断上升，直到预定的高度（空出下一层板的高度）。当下一层壁板对接组焊后，打开液压千斤顶的上、下松卡装置，松开上下卡头将提升杆以及胀圈下降到下一层壁板下壁胀紧、焊好传力筋板，再进行提升。如此反复，使已组焊好的罐体上升，直到最后一层壁板组焊完成，达到倒装法施工工艺要求。

3施工工艺流程

罐基础复验→罐底中幅板铺设→罐底弓形边缘板铺设→顶两圈壁板组装→包边角钢组装→拱顶组装→围下圈壁板→液压提升顶圈壁板→中间各圈壁板、组对→底圈壁板组装（封大圈）→罐体充水试验→交工

4施工操作要点

4.1底板铺设、焊接及组装

1）对储罐基础进行复查，按平面图的方位，在储罐基础上划出两条相互垂直的中心线，储罐安装过程中不得损坏基础。

2）底板的下表面进行喷砂除锈，涂刷第一道环氧煤沥青漆时，应注意每块板的边缘50mm的范围内不刷，待漆层表干后涂刷第二环氧煤沥青漆，直到漆层实干后并经检验合格，方可用于底板的铺设；

3）按排版图先铺设边缘板，再铺设罐底中心板向两端逐块铺设中间一行中幅板，从中间一行开始，向两侧逐行铺设中幅板，每行中幅板应向两侧依次铺设，中幅板应搭接在边缘板的上面。

4）搭接接头三层钢板重叠部分，应将上层底板切角。切角长度应为搭接长度的2倍，其宽度应为搭接长度的2/3。在上层底板铺设前，应先焊接上层底板覆盖部分的角焊缝。

4.2壁板组装

1）首先确定壁板的安装半径，安装半径的计算公式如下：

R1=（R+na/2π）/cosβ

式中：R1―壁板安装内半径（mm）；

R―储罐的内半径（mm）；

n―壁板立焊缝数；

a―每条立焊缝的收缩量（mm），手工焊取2；

β―基础坡度夹角（°）。

2）按照安装圆内半径在罐底划出圆周线及每张壁板的安装位置线，并在安装圆内侧100mm画出检查圆线，并打样冲眼作出标记；

3）组装顶带壁板前应在安装圆的内侧焊上挡板，挡板与壁板之间加组对垫板，垫板厚度按下列公式计算：

δ=na/2π

式中：δ―垫板厚度（mm）；

n―壁板立焊缝数；

a每条立焊缝的收缩量，手工焊取2mm。

4）在壁板上应按组装夹具及吊装夹具位置划线，在壁板组对前，在存运胎架上安装好方帽，龙门板及蝴蝶板，壁板的吊装用吊车进行，并使用吊梁。

5）壁板逐张组对，每张安装三个加减丝以调节壁板垂直度。安装纵缝组对卡具及方楔子，用以将壁板固定，整圈壁板全部组装后调整壁板立纵缝组对错边量，上口水平度及壁板的垂直度应符合以下要求，并检查1m高处任意点半径的偏差不得超过±32mm。

①相邻两壁板上口水平的允许偏差，不应大于2mm，在整个圆周上任意两点水平的允许偏差，不应大于6mm。②壁板的垂直允许偏差，不大于3mm。③纵向焊缝的错边量，不大于1mm。④环向焊缝的错边量（任意点），不大于板厚的1/5，且不大于3mm。

6）其余带板的组装方法参照顶带壁板的组装。环缝应安装组对用龙门板、槽钢。

7）组对上一带板时在下带板上搭设脚手架，在罐入孔处搭设斜梯，以供人员进出，每台罐两层脚手架循环使用。

4.3拱顶安装

1）罐顶拱顶板的安装。①在罐中心设置中心支架，中心高宜比设计值高出30~50mm。②搭内满堂红钢脚手架作为支撑及钢网架施工平台。③罐顶蒙皮板，按排板图铺板，拱顶板采用搭接焊接，铺设完后由中心向四周退焊。拱顶板安装焊接完后用弧形样板检查，其间隙不得大于10mm。④罐顶拱顶板组装时应在罐中心位置设置中心柱及伞架，中心高比设计值高40-60mm，在包边角钢，中心伞架上标出每块拱顶板的位置线，并焊挡板，在轴对称位置上，先组装两组或四组顶板，用撑杆调整弧度，调整后进行定位焊，再组装其它顶板，并调整宽度，搭接宽度为50mm，搭接宽度的允差为±5mm。⑤安装拱顶中心顶板透光孔、量油孔、泡沫发生器及护栏等附件。⑥拱顶焊接成形后用所形样板检验，其间隙不得大于15mm。

2）拱顶的焊接。①拱顶定位焊后，先焊接拱顶的内侧焊缝，后焊拱的外侧焊缝；②拱顶的肋板接头的焊接采用双面满角焊；③拱顶外侧的长焊缝应采用隔缝对称施焊的方法进行焊接，并由中心向外分段退焊；④拱顶板与包边角钢的焊接，外侧采用连续焊，焊脚高度8mm，内侧不得焊接，焊接时焊工应对称均匀分布，并沿同一方向分段退焊；⑤拱顶的内肋板不得与壁板及包边角钢焊接。

4.4提升系统

1）顶带壁板及拱顶安装完毕后，拆除罐内脚手架、中心支架。

2）在罐内壁安装胀圈，胀圈应紧贴壁板，如有缝隙应进行调整。

3）在罐内均布24套SYD-160液压千斤顶，罐顶相对应位置开φ400工艺孔，提升装置与罐壁连接。

4）围下一圈壁板，组对要求或如前所述，并焊接纵缝，预留一条纵缝不焊。

5）对提升机具及连接进行检查，合格后方可进行提升操作，提升操作时罐内安排一人指挥，用对讲机与罐外人员保持联系，当刚刚离开地板时，应对设备及各起升点进行检查，确认牢固后方可继续提升，当起升到位后，调整下圈壁板，上下圈板内表面对齐，对接焊缝错边最大超过板厚的10%且不大于1.6mm当板厚≤10mm时不应大于1mm，筒体对接固定好后方可全部焊接。

5质量安全控制

按现行有关标准对罐几何尺寸进行检查，对焊缝进行外观和无损检验，质量控制点如下：罐底板组对检查；罐底板焊缝检查；罐底板严密性试验；第一层壁板组对检查；焊缝外观及几何尺寸检查；焊缝无损检测及严密性试验；储罐总体试验。

安全控制点：现场施工用电接地检查、提升装置稳定性检查、筋板焊接质量检查、罐体充水试验规程检查。

结束语

大型储罐的施工不仅反映施工单位的技术力量水平，也反映了施工单位的总体协调水平。液压顶升倒装法是目前较理想的一种储罐制造安装新方法，对1000m3以上储罐的制造安装施工都适用，特别是对10000m3以上的拱顶罐、内浮顶罐及浮顶罐的制造安装更具有其他施工方法不可比拟的优点，具有广阔的发展前景，值得推广应用。通过对大型储罐倒装法施工的安全性和施工工效、质量、工期、成本等方面的可行性分析，大型储罐倒装法施工工艺在施工工效、安全性、施工质量等方面均占有优势，开发大型储罐倒装法施工技术能够加快我国的大型储罐施工建设，降低成本，可在类似工程中推广应用。

参考文献

[1]杨守全.低温双层贮罐组装施工技术综述[J].石油化工建设，2015，27（4）：15-18.

[2]束廉阶，顾炜，施广明，等.大型低温液化天然气钢筋混凝土储罐预应力设计与施工技术[C]//中国土木工程学会2007预应力上海论坛.2017.