大型石油儲罐底板和基礎(chǔ)更換施工

向宇林(中海油惠州石化有限公司，廣東 惠州 516086)

0 引言

某石化公司5 000 m3原料油儲罐罐底板發(fā)生泄漏需要更換儲罐底板及罐基礎(chǔ)。該儲罐罐壁板加罐頂總計(jì)約100 t，且檢修期間正處于南方沿海臺風(fēng)季節(jié)，如何安全的提升儲罐壁板及罐頂，防止其變形及惡劣天氣下出現(xiàn)儲罐移位甚至坍塌風(fēng)險(xiǎn)是本次施工需要著重考慮的問題。罐底板泄漏后部分原料油泄漏到基礎(chǔ)中，在儲罐切割舊罐底板時(shí)如何防止產(chǎn)生火災(zāi)甚至爆炸也是本次施工中急需解決的難題。面對以上種種問題，我們采取罐外提升儲罐、罐頂增加防臺措施、舊地板切割前打孔測油氣等方法，成功完成了該大型原料油儲罐罐底板及罐基礎(chǔ)更換施工。本文對更換施工的整體方案做簡要回顧。

1 罐體提升機(jī)構(gòu)施工

(1)儲罐罐壁膨脹圈焊接及開檢修孔。在該罐體離基礎(chǔ)100 mm高處的地方，在該罐體外側(cè)焊接19個(gè)脹圈，焊接方式采用間斷性雙面焊接，脹圈焊接得必須貼實(shí)焊牢，這樣可以防止焊接脫落罐體傾斜變形。在該罐體內(nèi)部離焊接脹圈的上下各10 mm的地方沿著罐壁一圓周長焊接二圈圓弧支撐，這樣做的目的是防止儲罐支撐過程中儲罐焊接脹圈的壁板周圍由于局部受力過大出現(xiàn)變形的情況。罐內(nèi)清掃結(jié)束無安全隱患并達(dá)到檢修施工條件后，罐體開檢修口，開檢修口的位置根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場情況確定在靠近停靠吊車施工點(diǎn)(如圖1所示)，開檢修口的面積在滿足施工的同時(shí)盡可能的小，這樣可以減少儲罐開檢修孔處壁板變形的概率，且檢修孔恢復(fù)時(shí)施工量小，施工難度低，故根據(jù)施工要求，現(xiàn)場且開檢修口的面積為3 m×3 m(如圖2所示)。開檢修口前在開檢修口處先制作罐內(nèi)脹圈，焊接在儲罐內(nèi)罐壁板上，經(jīng)現(xiàn)場確定脹圈焊接牢靠合格后再割除檢修口處壁板。在開檢修口的地方焊接罐內(nèi)脹圈也是為了防止開檢修口切割時(shí)此處壁板出現(xiàn)變形，導(dǎo)致檢修口恢復(fù)時(shí)施工難度大。

圖1 檢修施工方位圖

圖2 儲罐檢修口圖

(2)儲罐罐體外側(cè)提升機(jī)構(gòu)設(shè)置。根據(jù)該儲罐的周長75 m,罐壁及罐頂重量約100 t，通過計(jì)算我們決定在儲罐外壁焊接好的脹圈下面均勻安裝19個(gè)提升柱。提升柱選用HW150×150×7×10的H型鋼，提升柱和水泥地面接觸處鋪設(shè)﹠=20 mm，0.8 m×0.8 m的鋼板，并和提升柱焊接牢固。提升柱和千斤頂接觸面鋪設(shè)﹠=20 mm，0.2 m×0.2 m的鋼板，并和提升柱焊接牢固。將制作好的19個(gè)提升柱平均分布在已經(jīng)焊接好的脹圈下側(cè)，在每個(gè)提升柱上放置1個(gè)10 t的千斤頂，總計(jì)19個(gè)千斤頂。該儲罐罐壁重約69 t，罐頂重約27 t。具體做法及分布(如圖3所示)。

圖3 提升柱圖

2 儲罐防臺措施施工

該儲罐施工時(shí)正處于臺風(fēng)季節(jié)，因此必要的防臺措施可以有效提升儲罐提升后面對臺風(fēng)等惡劣天氣的安全性。我們采取的防臺措施在罐頂壁板上平均焊接16個(gè)吊耳，地面打樁做錨點(diǎn)，利用Φ24鋼絲繩做纜風(fēng)繩，在罐體提升機(jī)構(gòu)將罐壁和罐頂提升至指定高度穩(wěn)定牢靠后鎖緊繩索，將罐體整體固定防止晃動傾斜。罐體提升高度在滿足施工要求的高度下，越低越好，罐體提升高度越低，罐體的抗臺能力越強(qiáng)。

3 儲罐舊罐底板割除

由于該儲罐底板泄漏后較多原料油(屬重油類)泄漏到儲罐基礎(chǔ)中去，如不做任何防護(hù)措施直接火焊割除底板，極有可能引起火災(zāi)。因此在動明火之前我們首先在整個(gè)罐底板上用水鉆均勻打孔總計(jì)100個(gè)孔，然后在儲罐內(nèi)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警儀，通過在罐外觀測可燃?xì)怏w報(bào)警儀是否報(bào)警。打孔后經(jīng)過一天的觀察，可燃?xì)怏w檢測儀未報(bào)警，說明沒有可燃?xì)怏w揮發(fā)。這一步完成后，我們按照該儲罐底板排版圖中的下料尺寸，在舊罐底板中幅板上畫線，火焊分割，火焊分割時(shí)作業(yè)人員佩戴四合一報(bào)警儀，準(zhǔn)備好滅火器，一旦切割底板時(shí)起火及時(shí)進(jìn)行滅火。我們還為罐內(nèi)作業(yè)人員配備了安全繩，罐外設(shè)置警戒人員，以防萬一。我們在罐頂還設(shè)置了防爆抽風(fēng)機(jī)，將切割過程中產(chǎn)生的煙霧及時(shí)排出罐內(nèi)。切割底板作業(yè)時(shí)，在該罐外道路上了安排了公司消防車進(jìn)行警戒，如發(fā)生較大火災(zāi)可以及時(shí)進(jìn)行處理。得力于以上安全措施，切割罐底板時(shí)未發(fā)生任何安全事故，成功切割了罐底板。切割下來的罐底板從該罐檢修孔處運(yùn)用小車分段運(yùn)處，利用吊車及平板車運(yùn)送至倉庫料場處理。

4 儲罐罐體提升

罐體提升所有準(zhǔn)備工作做好以后，將提升柱上將19個(gè)千斤頂頂至受力點(diǎn)，撐住整個(gè)罐體。這時(shí)候再割除該儲罐的邊緣板與壁板間的角焊縫，角焊縫割除完畢后調(diào)節(jié)19個(gè)千斤頂?shù)捻斏Γ瑢⒐摅w整體提升50 mm，然后抽出舊邊緣板運(yùn)送至罐外指定地方。整個(gè)提升罐體過程中最關(guān)鍵也是也最危險(xiǎn)的就是調(diào)節(jié)19個(gè)千斤頂頂升力的速度把控與同一性把控，速度把控是指在整個(gè)抬升罐體的過程中千斤頂操作速度一定要緩慢，操作過程中要時(shí)刻關(guān)注罐體的狀態(tài)，一旦出現(xiàn)罐體偏移或罐體變形立即停止此項(xiàng)作業(yè)；同一性是指在整個(gè)抬升罐體的過程中每個(gè)千斤頂操作人員需要保持一致性，同步同頻率操作，這樣是為了避免罐體受力不均勻發(fā)生移位或變形。在整個(gè)罐體抬升過程中我們的施工人員很好的把控了速度與同一性，安全的將整個(gè)罐體抬升至了制定高度，抽出了該儲罐的邊緣板。

5 儲罐基礎(chǔ)更換和新底板安裝

人工清理出基礎(chǔ)內(nèi)被漏油污染的瀝青沙及其他基礎(chǔ)層，裝袋，搬運(yùn)至自卸車后，運(yùn)至指定地點(diǎn)進(jìn)行環(huán)保處理。清理過程中需使用防爆工具且污染物搬運(yùn)過程中做好防滲漏措施，避免油污落地污染環(huán)境。該罐被污染的基礎(chǔ)層清理完畢以后，按照儲罐基礎(chǔ)施工相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)完成該罐的基礎(chǔ)施工。儲罐新基礎(chǔ)施工完畢后進(jìn)行儲罐底板安裝，儲罐新底板安裝過程中要嚴(yán)格執(zhí)行常壓儲罐底板安裝焊接規(guī)范，底板安裝完畢檢測合格后進(jìn)行下一部工序封檢修口[1]，封檢修口前必須清理罐內(nèi)雜物廢物，焊接底層壁板與邊緣板角焊縫，恢復(fù)壁板檢修口。檢修口焊接完成后對壁板處直焊縫，環(huán)焊縫，丁字縫按要求進(jìn)行射線檢測。檢修口恢復(fù)質(zhì)量要求一定要高，焊縫的檢測必須百分百合格，且檢修口焊接恢復(fù)后無變形受損。

6 充水試驗(yàn)及防腐

儲罐底板及檢修口恢復(fù)后，對該儲罐進(jìn)行充水試驗(yàn)[2]。充水試驗(yàn)合格后對罐內(nèi)進(jìn)行清掃、除銹合格后進(jìn)行防腐作業(yè)。防腐作業(yè)以后還需要對整個(gè)儲罐特別是罐壁清潔度進(jìn)行檢查，最好是對整個(gè)罐壁進(jìn)行脫鹽水沖洗，保證整個(gè)儲罐干凈。避免儲罐投用，物料進(jìn)入后由于儲罐罐壁不干凈、灰層較多，進(jìn)而污染物料。

該儲罐按以上施工方法成功完成了儲罐基礎(chǔ)及底板的更換并投入使用，儲罐施工期間未產(chǎn)生任何安全問題，投入使用后至今已正常運(yùn)行2年有余，由此證實(shí)了罐外提升儲罐進(jìn)行罐基礎(chǔ)及底板更換此技術(shù)的可行性及安全性，為后續(xù)儲罐發(fā)生類似情況后采用此施工技術(shù)提供了真實(shí)案例。