儲罐內(nèi)防腐采用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)應(yīng)用概況分析

顧海成 胡紀(jì)全 孫 波 于 潔

中國石油化工股份有限公司金陵分公司 江蘇 南京 210033

1 工程概況

金陵分公司儲運(yùn)部108# 罐，該儲罐于2021 年9 月1 日進(jìn)行內(nèi)防腐，計劃于2021 年9 月15 日檢修結(jié)束，達(dá)到投用狀態(tài)交于生產(chǎn)投用，為了保證儲罐內(nèi)壁防腐，實現(xiàn)安全、質(zhì)量、施工進(jìn)度相統(tǒng)一的方針，儲罐內(nèi)防腐施工采用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)進(jìn)行作業(yè)，大幅度縮短施工周期，其工藝參數(shù)見表1。

表1 108# 罐工藝參數(shù)

2 設(shè)備概況

ZLDJ 20000 型油罐新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)是為了滿足儲罐內(nèi)壁檢修、防腐而設(shè)計的新型作業(yè)平臺。該設(shè)備分為罐頂安裝部分、罐頂固定部分、垂直立柱、提升機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、施工平臺等。額定最大起重量為300kg（直徑越大，額定載重量越?。?，旋轉(zhuǎn)平臺立柱高度不大于24m，旋轉(zhuǎn)平臺作業(yè)層高度不大于18.5m。

3 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的主要結(jié)構(gòu)組成及作用

新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)主要由標(biāo)準(zhǔn)立柱、底座、支腿、滑動機(jī)構(gòu)、牽引裝置、主卷揚(yáng)機(jī)、副卷揚(yáng)機(jī)、電控箱、支臂、載人藍(lán)框、防墜安全器等組成，組裝圖見圖1。

圖1 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)整機(jī)示意圖

（1）立柱為方形，采用無縫圓鋼管作為主體及軌道，采用φ76 立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)。每兩個標(biāo)準(zhǔn)節(jié)件間有專用接頭，并用M20 加強(qiáng)螺栓緊固，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。

（2）底座用4 根槽鋼焊接成型，上端設(shè)計有回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，將立柱安裝好后可實現(xiàn)自由回轉(zhuǎn)動作。

（3）支腿共有四套，分布在底座周圍，之間用調(diào)節(jié)絲杠拉緊，保證了設(shè)備整體的穩(wěn)定性和可靠性。結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 底座和支腿組裝圖

（4）滑動機(jī)構(gòu)共有四個焊接成型的框狀零件組裝而成，見圖3。在整套滑動機(jī)構(gòu)內(nèi)共有16 個抱輪分布在立柱的四根無縫圓鋼管外側(cè)，滑動機(jī)構(gòu)外側(cè)需安裝支臂，抱輪能保證在設(shè)備載重時每個抱輪沿立柱平穩(wěn)移動，防止支臂左右擺動，增加其穩(wěn)定性。

圖3 滑動機(jī)構(gòu)組裝圖

（5）牽引裝置在罐頂安裝，主要作用是設(shè)備安裝時使用。副卷揚(yáng)機(jī)安裝在牽引裝置上端，將立柱一節(jié)節(jié)進(jìn)行吊起，便于下一節(jié)的安裝。安裝前為了減輕罐頂?shù)某休d壓力，盡量在副卷揚(yáng)機(jī)架下面平鋪方木，增加受力面積，見圖4。

圖4 罐頂卷揚(yáng)機(jī)安裝圖

（6）固定軸起一端固定的作用，見圖5，將罐頂固定軸伸出管口法蘭的部分用專用的罐頂固定角鐵利用螺栓加緊后固定在管口法蘭上，將兩根罐頂固定角鐵用罐頂固定壓板壓緊，防止轉(zhuǎn)動或松動。罐頂卷揚(yáng)機(jī)要處于拉緊狀態(tài)后制動打開，防止立柱整體下滑，引發(fā)事故。

圖5 罐頂固定軸安裝圖

（7）主卷揚(yáng)機(jī)作為設(shè)備的起升牽引設(shè)備，其啟動扭矩大，制動可靠，通電時制動器自動打開，斷電時制動器自動閉合。而且本機(jī)的制動裝置設(shè)置在機(jī)器內(nèi)部，能有效防止風(fēng)沙塵土的侵入，零部件不易磨損，使用壽命長。

（8）支臂為三角架形狀，用矩形管作為主體，每個支臂標(biāo)準(zhǔn)節(jié)間均有連接法蘭，通過12 件M10X50 的螺栓緊固。所有支臂對接好后形成一個直通載人籃筐的通道，便于操作人員行走。

（9）載人籃筐是操作人員施工的平臺，采用矩形管焊接成框后組裝成型，籃筐內(nèi)部空間為520mm×920mm，足夠操作人員在內(nèi)部活動。籃筐利用花紋板作為底板，可有效起到防滑的作用。載人籃筐和支臂配合使用，在立柱兩側(cè)對稱安裝，起到平衡的作用。

（10）防墜器采用JSF15 KN 型，利用凸輪原理安裝在立柱上，一旦鋼絲繩斷裂，防墜器能瞬間將立柱的無縫管抱死，防止大臂和操作人員下行墜落。

（11）行程限位開關(guān)采用重錘式限位，常閉狀態(tài)，當(dāng)支臂上升到預(yù)定位置后，將沖頂盤托起，牽動沖頂盤上的鋼絲繩將限位開關(guān)的重錘拉起，限位開關(guān)打開、斷電，支臂將不再起升。

（12）回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是將罐頂固定軸和下底座之間的立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)實現(xiàn)可回轉(zhuǎn)動作，設(shè)備中立柱進(jìn)行上下兩端固定，中間有兩套回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)利用深溝球軸承和壓力軸承實現(xiàn)轉(zhuǎn)動靈活自如。

安裝完成后通過主卷揚(yáng)機(jī)將支臂提升至最高位置，試驗限位開關(guān)的靈敏度、可靠性。重復(fù)此動作3～5 次，必須保證每次限位開關(guān)靈敏可靠。支臂提升過程中，分別在5m 高、10m 高、15m 高等位置做回轉(zhuǎn)動作，做回轉(zhuǎn)運(yùn)動時依靠操作人員通過牽引繩牽動支臂緩慢移動，必須保證支臂端面不能與罐壁發(fā)生摩擦、碰撞等干涉。在罐內(nèi)不同高度上做往返運(yùn)行3～5 次，試驗上升和下降過程中是否有防墜器卡死的現(xiàn)象，若不能平滑下降且防墜器卡死，可適當(dāng)調(diào)整防墜器的安裝角度，使其平滑過渡即可，最后經(jīng)專業(yè)人員驗收合格后才能投入使用。

4 新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)與滿堂腳手架綜合指標(biāo)對比分析

（1）作業(yè)平臺搭建拆除周期。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)安裝拆卸方便，所有零部件均根據(jù)儲罐人孔大小進(jìn)行設(shè)計制造，將部件搬運(yùn)到罐內(nèi)進(jìn)行組裝。對于11000m3的108#罐，使用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)搭拆平臺需要4d，而滿堂腳手架作業(yè)搭拆平臺需12d，縮短了8d。因此，該新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)完全顛覆以往滿堂腳手架的搭建方式，搭拆均在地面搭設(shè)，不需要高處作業(yè)，施工周期可節(jié)省60%～70%，有效節(jié)省人力、物力成本，施工效率大幅度提高。

（2）靈活適應(yīng)性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)垂直立柱由立柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)、調(diào)整節(jié)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等組成，可根據(jù)罐頂高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，使用新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)進(jìn)行油罐內(nèi)壁的檢修防腐，可以滿足不同直徑、高度的施工狀況使用。而搭設(shè)后的滿堂腳手架無法進(jìn)行靈活性地調(diào)整、改變位置和大小。

（3）安全可靠性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)兩支臂依靠拉繩向中間立柱鎖緊，而支臂下端無支撐，其立柱依靠上下兩端固定，因此作業(yè)時支臂會產(chǎn)生向下的撓度，若使用單支臂，另一端支臂籃筐內(nèi)必須放置相應(yīng)重量的配重，以便保持支臂兩端平衡，穩(wěn)定性較滿堂腳手架差。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)是依靠卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行上升和下降作業(yè)平臺，因此在立柱上端和下端均安裝限位開關(guān)，若限位開關(guān)故障失效，易造成作業(yè)人員傷亡事故。滿堂腳手架穩(wěn)定性較好，作業(yè)平臺發(fā)生失穩(wěn)概率小，其安全可靠性較新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)高。

（4）作業(yè)人數(shù)的局限性。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)額定最大起重量為300kg，兩支臂籃筐內(nèi)部空間為520mm×920mm，作業(yè)人數(shù)不大于2 人，而滿堂腳手架作業(yè)平臺施工作業(yè)人數(shù)根據(jù)施工需要人數(shù)不受局限，因此，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)受作業(yè)人數(shù)的嚴(yán)格限制，具有局限性。

（5）搭建作業(yè)平臺的安裝技術(shù)要求。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的安裝和操作人員必須經(jīng)過設(shè)備廠家的專業(yè)培訓(xùn)，合格后方可施工操作，嚴(yán)禁非專業(yè)人員私自安裝和操作設(shè)備。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)所附帶的所有零部件均具有獨特的作用，安裝人員需嚴(yán)格按照使用說明書進(jìn)行安裝，嚴(yán)禁某個零部件漏裝或特意不裝。新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的驗收標(biāo)準(zhǔn)不僅要滿足安全標(biāo)準(zhǔn)，而且安裝技術(shù)較滿堂腳手架要求更高。

（6）搭拆作業(yè)平臺的施工成本。為了適應(yīng)各種儲罐管口尺寸，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的各機(jī)構(gòu)為可拆卸形式，便于運(yùn)輸和搬運(yùn)，在儲罐內(nèi)組裝成整機(jī)，具有安裝簡便、重復(fù)使用便利等特點。經(jīng)預(yù)算，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)施工費用較滿堂腳手架節(jié)省30%～35%。

兩種作業(yè)平臺針對不同應(yīng)用場合及要求各有優(yōu)劣，針對不同施工要求選用不同的作業(yè)平臺。因此，針對油罐內(nèi)壁檢修，新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)靈活應(yīng)用性更高，而針對油罐外部檢修，滿堂腳手架的應(yīng)用更安全、更可靠。

5 建議

為保障新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)運(yùn)行的安全可靠性，結(jié)合108# 罐新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)的實際應(yīng)用，提供幾點建議：

（1）主卷揚(yáng)機(jī)為開放式，在油罐內(nèi)防腐噴砂過程中，易造成砂礫進(jìn)入卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備，也會將其他物件卷入卷揚(yáng)機(jī)內(nèi)，引發(fā)設(shè)備故障，產(chǎn)生安全隱患，需增設(shè)防護(hù)設(shè)施。

（2）新型旋轉(zhuǎn)提升機(jī)兩支臂沿圓周方向轉(zhuǎn)動時依靠操作人員通過繩索的牽引力單方向進(jìn)行移動，因此在移動時其設(shè)備的穩(wěn)定性大幅度降低，存有安全隱患。建議采取兩個操作人員配合牽引的方式，1 人牽引移動，另1 人維持移動的穩(wěn)定性和停止運(yùn)行，確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。

（3）垂直立柱依靠上下兩端進(jìn)行固定，上端依靠副卷揚(yáng)機(jī)通過吊鉤的拉力進(jìn)行固定和保持垂直度，安裝前為了減輕罐頂?shù)某休d壓力，在副卷揚(yáng)機(jī)架下方平鋪方木，增加受力面積，其受力面為罐頂拱頂面，對于腐蝕嚴(yán)重的拱頂罐受力不均勻時會造成拱頂面凹陷，甚至塌陷，引發(fā)安全隱患，因此使用前需進(jìn)行罐頂承載力分析。