儲(chǔ)罐倒裝法施工過程中存在的問題及處理研究

陳杰（青海油田地面集輸工程公司，甘肅 酒泉736202）

儲(chǔ)罐倒裝法指在完成儲(chǔ)罐底板的鋪設(shè)與焊接后，依照自上而下的順序依次完成頂層、各層與底層壁板及包邊角鋼的組裝焊接。當(dāng)前針對中小型儲(chǔ)罐常采用倒裝法電動(dòng)葫蘆提升施工方法，可有效降低高空作業(yè)帶來的安全隱患，在節(jié)約施工成本的基礎(chǔ)上提升作業(yè)效率，在儲(chǔ)罐倒裝施工過程中具備良好應(yīng)用價(jià)值。

1 儲(chǔ)罐倒裝法施工的基本工藝流程分析

1.1 工程概況

以某中小型儲(chǔ)罐安裝工程為例，該工程計(jì)劃建設(shè)容積為3000m3的拱頂罐，儲(chǔ)罐總重量為132798kg，罐底重量為28000kg、罐頂重量為14614kg，底圈壁板重量為16956kg，直徑為20m，壁板總高度為12m，每圈壁板高度為1.5m；罐壁板由上至下共分為8 圈，選取Q235-B 鋼、08MnNiVR 鋼兩種材質(zhì)的鋼板作為罐壁板材料，在罐體外圍加裝有2道加強(qiáng)圈、抗風(fēng)圈。

1.2 基本工藝流程

通常倒裝法主要采用一套內(nèi)抱桿提升，針對帶頂儲(chǔ)罐需在頂板上開孔，便于安裝抱桿立柱。為控制施工質(zhì)量、減少焊縫、加快安裝進(jìn)度，在該工程中采用內(nèi)、外兩套抱桿系統(tǒng)，利用外抱桿提升第一壁板和頂板，利用內(nèi)抱桿完成后續(xù)起重。在完成儲(chǔ)罐底板組裝焊接后，需通過質(zhì)量檢查保障底部的平整度；隨后依次完成第一圈壁板、罐頂板及其附件的裝配與焊接；再次在罐體外部安裝外抱桿提升系統(tǒng)，用于將第一圈壁板與頂板結(jié)構(gòu)提升2m，為安裝內(nèi)抱桿立柱預(yù)留足夠空間；接下來在罐內(nèi)完成內(nèi)抱桿的安裝與調(diào)試，確保各立柱上的電動(dòng)葫蘆受力均勻，將受力轉(zhuǎn)移至內(nèi)抱桿系統(tǒng)中；最后拆除外抱桿，開始組裝、焊接第二圈壁板，利用電動(dòng)葫蘆帶動(dòng)儲(chǔ)罐整體上升，開始進(jìn)行下一圈壁板的組裝與焊接，直至全部完成。

2 儲(chǔ)罐倒裝法施工過程中存在的問題及其處理措施探討

2.1 儲(chǔ)罐底板焊接變形問題

在儲(chǔ)罐底板焊接環(huán)節(jié)，由于底板焊縫數(shù)量較多、承重較大，因此在焊接過程中極易引發(fā)焊接變形問題，其質(zhì)量控制要點(diǎn)體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

2.1.1合理調(diào)節(jié)焊接順序

通常儲(chǔ)罐底板與壁板的角焊縫處為最大承力位置，應(yīng)著重選取罐底邊緣板靠近邊緣的300mm 部位加強(qiáng)對焊接工藝的把控，配合RT檢測提高焊接質(zhì)量[1]。為實(shí)現(xiàn)對焊縫收縮變形問題的有效補(bǔ)償，需在底板下料環(huán)節(jié)依照設(shè)計(jì)直徑的0.1%-0.15%進(jìn)行底板尺寸的放大處理，并將邊緣板與中幅板的收縮縫留待最后進(jìn)行焊接，借此有效克服焊接變形問題。在焊接順序的設(shè)計(jì)上，需先焊接中幅板，再焊接罐底邊緣板對接焊縫靠近邊緣的300mm 的部位，隨后焊接底板與壁板連接處的角焊縫，接下來完成邊緣板其他對接焊縫的焊接處理，最后進(jìn)行邊緣板與中幅板間收縮縫的焊接。

2.1.2選取適宜焊接工藝

首先是底板焊接環(huán)節(jié)，需結(jié)合具體焊接位置與構(gòu)件進(jìn)行焊接工藝的把控：其一是中幅板，可選取焊條電弧焊搭接焊接接頭，依照先短、后長的原則完成焊縫焊接，并采用分段退焊法進(jìn)行初層焊道的焊接處理；其二是邊緣板，需選取對稱施焊法進(jìn)行對接焊縫的初層焊處理，采用分段退焊法進(jìn)行邊緣板與中幅板間收縮縫的焊接；其三是罐底板與壁板間的角焊縫，對此應(yīng)安排多對焊工呈對稱狀均勻分布，沿罐內(nèi)、外沿同向進(jìn)行分段焊接，并采用分段退焊法進(jìn)行初層焊道的焊接處理。其次是罐壁焊接環(huán)節(jié)，需依照先縱向、后環(huán)向的順序完成焊縫的焊接處理，在完成相鄰圈壁板縱向焊縫焊接處理的基礎(chǔ)上，再完成壁板間環(huán)向焊縫的焊接，并保障多名焊工呈均勻分布，沿同向完成焊接處理。最后是運(yùn)用自動(dòng)焊接工藝時(shí)的工藝要點(diǎn)，通常在選用氣電立焊工藝時(shí)，應(yīng)依照由下而上的順序進(jìn)行焊縫焊接；在選用埋弧自動(dòng)焊進(jìn)行對接環(huán)焊縫的焊接處理時(shí)，需保障焊機(jī)呈均勻分布狀態(tài)、沿同向施焊。

2.2 拉升過程中罐壁變形問題

由于儲(chǔ)罐的罐壁較薄，在拉升過程中易受側(cè)拉力影響造成變形問題，嚴(yán)重影響到施工質(zhì)量，對此需做好組對與圓度控制。其一是在施工現(xiàn)場煨制角鋼、槽鋼，利用型鋼對儲(chǔ)罐進(jìn)行加固處理，起到對拉升下沿的保護(hù)作用；其二是控制預(yù)制脹圈尺寸與罐壁板內(nèi)徑保持一致，保障提升裝置沿儲(chǔ)罐內(nèi)圈呈均勻分布狀態(tài)，且與罐壁呈接觸良好狀態(tài)，確保在提升過程中罐壁始終保持均勻受力；其三是在壁板組裝環(huán)節(jié)，在提升上一圈壁板與罐體的基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)楔子，使壁板下部與限位擋板呈緊密貼合狀態(tài)，限位擋板的圓直徑等同于儲(chǔ)罐內(nèi)徑，借此保障新安裝壁板的內(nèi)表面齊平；其四是針對壁板上部對接處進(jìn)行處理，沿上圈壁板內(nèi)壁與待安裝壁板間焊接擋板進(jìn)行限位，在壁板最后一圈縱縫組對時(shí)調(diào)節(jié)手拉葫蘆進(jìn)行拉緊，使壁板上部緊貼已安裝壁板，利用限位擋板控制儲(chǔ)罐圓度、提升安裝效率與質(zhì)量，克服罐壁變形問題[2]。

2.3 罐體傾斜問題

通常在采用倒裝法進(jìn)行中小型儲(chǔ)罐安裝施工時(shí)，諸如罐體提升高度較大、施工現(xiàn)場風(fēng)速過大等均有可能引發(fā)罐體傾斜問題，對此可采用以下兩項(xiàng)安全技術(shù)措施進(jìn)行處理：

2.3.1調(diào)節(jié)壁板垂直度

在施工過程中可采用罐內(nèi)用吊錘、罐外用吊錘與角尺分別圍繞罐內(nèi)、罐外調(diào)節(jié)壁板的垂直度，做好垂直度檢查工作，防止在提升過程中產(chǎn)生罐體傾斜問題。

2.3.2合理采用抗風(fēng)裝置

采用鉸鏈形式進(jìn)行立柱上下接頭處理，將套管和脹圈進(jìn)行焊接，以此作為抗風(fēng)裝置，既便于安裝和拆除，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力的均勻分擔(dān)。在施工前需完成抗風(fēng)裝置的安裝，利用銷子將提升到位的套管銷住，并且保障儲(chǔ)罐容量與提升高度的均勻性。同時(shí)，還可以在罐壁處加裝2塊擋板進(jìn)行焊接處理，確保擋板承受的重力超出吊點(diǎn)，并且在提升最后三圈時(shí)需確保擋板具備足夠承重力，保障施工安全。此外，在立柱安裝環(huán)節(jié)，需注重控制好立柱的垂直度，待罐體提升結(jié)束后或在提升過程中遇到大風(fēng)停止施工時(shí)，需選取方銷子插入到立柱與脹圈上的護(hù)瓦間隙內(nèi)，使其正對脹圈處的兩側(cè)，確?？癸L(fēng)裝置能夠有效承載。

2.4 施工過程中的其他注意事項(xiàng)

需落實(shí)原材料質(zhì)量檢驗(yàn)工作，針對抱桿的材質(zhì)、規(guī)格、型號、數(shù)目等進(jìn)行嚴(yán)格核對，確保符合施工要求；應(yīng)加強(qiáng)對吊點(diǎn)與抱桿、脹圈的檢查，確保關(guān)鍵受力部位應(yīng)滿焊，杜絕存在焊接缺陷；針對外抱桿人字形立柱的垂直度進(jìn)行檢查，確保其與底板實(shí)現(xiàn)連接固定，并且內(nèi)抱桿立柱于圓周均勻分布，設(shè)置斜撐與底板連接，使立柱間、立柱與中心柱連接構(gòu)成整體，增強(qiáng)其抗風(fēng)能力；確保倒鏈型號一致、限位靈敏，在提升過程中所有倒鏈實(shí)現(xiàn)同步勻速上升，并安排專人進(jìn)行監(jiān)督，防范出現(xiàn)倒鏈卡住等情況，保障施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

儲(chǔ)罐倒裝法在中小型儲(chǔ)罐安裝施工中具有良好的使用價(jià)值，在實(shí)際施工過程中需密切關(guān)注儲(chǔ)罐下料尺寸、儲(chǔ)罐底板焊接變形、焊接工藝選取、壁板拉升變形問題、活口處理要點(diǎn)以及罐體傾斜等常見問題，并采用嚴(yán)格把控焊接順序、做好儲(chǔ)罐加固處理等技術(shù)措施，進(jìn)一步提升儲(chǔ)罐安裝施工質(zhì)量、保障作業(yè)安全。