液压顶升法在新加坡储罐工程中应用技术

工程技术Ｉ　Ｅ＆Ｃ　Ｔｅｃｈｎｏ　Ｌｏｇｙ　夏吉龙迟焕娟　中国石油天然气第七建设公司　山东青岛２６６０６１　摘要通过新加坡ＵＴ储罐现场施工为例，介绍采用自动化程度较高液压顶升装置和罐壁自动焊结合，进行大型储罐倒　装法施工的工艺，该工艺首次在新加坡大型储罐工程应用一次成功，取得了良好的经济效益和社会效益，为在国际　大型储罐施工提供借鉴。　关键词新加坡ｕＴ储罐液压顶升大型储罐倒装法自动焊　中图分类号ＴＥ９６９　文献标识码Ｂ　文章编号１６７２—９３２３（２０１　１）０４—００５７—０３　１前言　储罐罐壁，液压顶升装置系统设备主要由液压缸、顶升臂、液压　钢制储罐罐壁的安装形式一般为正装法和倒装法两种类　泵站、控制台及胀圈等组成。利用均布在储罐内侧带有顶升臂的　型，对于２００００ｍ　以上的储罐，一般采用正装法施工。相反则采　液压缸，顶升与臂板下部临时用紧固定的胀圈，使安装完的罐顶　用倒装法施工。所谓的倒装法，即施工时按从罐顶到罐底的顺序　和第一圈壁板随胀圈一起上升到预定高度，组焊第二圈壁板，然　进行罐壁组装。由于采用倒装法施工时，减少高空作业，安全系　后将胀圈松开，降至第二圈壁板下部并胀紧、固定，顶升至预定　数大，安装所用时间短。尤其采用自动化程度较高液压顶升装　位置，如此反复至最后一圈壁板组焊完。施工工艺流程，以液压　置，使储罐罐壁倒装法工艺得到了很大的提高，在新加坡施工安　顶升倒装２００００ｍ　内浮顶油罐为例，施工艺流程如图１所示。　全、质量方面要求非常严格，中油七公司成功地把液压顶升法应　４施工前准备　用在新加坡储罐工程中。　施工前，根据罐内径制作支撑背杠，以及准备千斤顶等罐体　２工程概况及设计参数　提升时所必需的手段用料及工器具等。环形背杠制作，在施工前　采用该工艺方法在新加坡ＵＴ储罐工程中，共施工了１４台　根据施工图纸中罐体内径的大小，用型号合适的槽钢单支滚压　储罐包括８台５０００ｍ　和６台２００００ｍ。内浮顶油罐，储罐设计结　或双支滚压后对扣焊接进行预制。安装中对罐壁起到支撑向上　构为单盘内浮顶立式结构，共９圈罐壁，每圈罐壁由１２块壁板　提起的作用。罐内组装操作平台的制作，在罐内侧组对焊接的操　组成，加上罐底板和顶部１圈包边角钢，总重量为４０００００ｋｇ，罐　作平台结构形式如图２所示。用的　７５角钢做三脚架，然后在　底和内浮顶单盘的焊接接头形式为搭接，罐壁板接头形式为对　罐内均匀布置，将钢跳板并排布置绑扎在三脚架上，在立柱上用　接，施工方法采取液压顶升组装罐壁，焊接工艺为自动焊及手工　安全绳依次连接作为护腰即可。　焊相结合。其中２００００ｍ　内浮顶油罐设计参数如表１所示。　５液压顶升法工艺及操作要点　３液压顶升法工艺原理及工艺流程　５．１用液压顶升进行储罐组装程序如下　液压顶升法工艺原理采用液压顶升装置从上往下提升钢质　在储罐组装前按照正常的程序安装罐底板。待罐底板安装　表１浮顶油罐设计参数　结束后，从顶圈罐壁板向下逐圈进行安装。罐内浮顶等罐附件应　誊　痒号　薯《鼍｜ｌｌｊ曩置鲁秣　甏§强＃霉　ｉ鼍　§强　毪　设　参ｌ毫文毫琵４薯｜＼ｌ　与顶圈罐壁同时安装，为方便吊装作业，提高作业安全性，应在　１　公称容积　２００００ｍ　罐体的第二圈板安装前完成内浮顶，然后继续其他圈壁板的安　ｊ　２黉；　警　毪誊薯强　ｉ薯　鸯　毒毫誊｜薯曩　｜囊　§§｜毪　ｏ￡　ｉｌ　｝ｌ｜｜ｊ　装，罐壁的支架等附件应在罐壁的安装过程中同步完成。先安装　３　罐体高度　２２０００ｍｍ　顶圈罐壁板，依次调整每条焊缝间隙、错边量，安装反变形弧板，　§萋　ｌ４薯警　ｉ　毫ｌｌ§ｌ　§　ｌ｛瑟　魂痕　ｌ　薯鼍薯蚤｜　Ｅ　馥　§　§囊ｌ　｜琵ｔ　并在焊缝的两端进行点焊，然后在焊缝的背面安装铜垫板，焊接　５　设计压力　常压　纵缝。在一圈壁板的纵缝焊接并处理完成后，在其外侧用吊车吊　８　霉　ｌｌ　设诗温霞罄　ｔ警　§　§蠹蠹蕾毒强鼙ｌ蠢　ｃ｜鼍萋Ｉ　ｌｌｌｌ　装围下圈壁板。除留一道纵缝作封口焊缝用倒链进行连接外，其　９　容器类别　Ｉ类　余焊缝全部用卡具连接，并用销子调整出较为合适的间隙。然后　甏　、、Ｑ臻Ｑ　§　§ｌ§　镰桶粥或鼍　§　ｌ　《羹薯誊餮率盘肉译砸ｌ立　文《ｌｌ　ｉｌ　§　用液压提升装置提升内部的罐壁板到合适的位置，调整纵缝的　石油化工建设２０１１．０４　ｌ５７　Ｅ＆Ｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｌ工程技术　基础验收　中幅板　铺设　边板铺设　组焊加　墨　墅壁堡塑叁　第七圈壁板项升　５．３顶层第九圈罐壁及顶部附　件安装的安装　边板外３００ｒａｍ焊接　中幅板焊接　ＰＴＶＴ　ＰＴＲＴ　强圈　Ｈ６　焊接Ｊ＼…　＜垂直度　组焊盘梯三角架　壁板组装前，在底板上放　出罐体内圆周线，并沿圆周线　点焊内挡板，安装壁板斜撑及　壁板垫块。在罐底及罐壁之间　每隔ｌｍ垫一个槽钢垫块，以　便于下口水平的控制及电焊把　线的进出、焊接时烟气的排放。　—Ｔ—　Ｖ９放线　第九圈壁板组装　苎　蜜壁堡塑薹　第六圈壁板项升　Ｈ５　焊接Ｊ＼…　＜垂直度　组焊盘梯三角架　Ｖ９焊接　Ｊ＜　三度榆杏　项升装　置就位　上段盘　梯吊装　苤四鱼壁堡塑堑　第五圈壁板顶升　Ｈ４　墨　里矍　塑鳖　第九圈壁板顶升　顶圈壁板调节支撑形式如图３　所示。壁板之间用立缝夹具连　接，整圈壁板就位后，用壁板斜　撑、立缝夹具调整罐壁垂直度、　Ｈ８　焊接Ｊ＼　＜垂戢　夏鬲　＿Ｔ　焊接Ｊ＼　＜垂直度　组焊盘梯三角架　苎三堕壁堑塑茎　抗风圈及劳动保护组装焊接　第四圈壁板项升　椭圆度、上口水平度及罐壁半　厂　面　蔓当里壁堡堡堑　第八圈壁板顶升　Ｈ３　焊接Ｊ＼…　＜垂直度　组焊盘梯三角架　径等尺寸如图４所示，合格后　进行立缝焊接。顶部包边角钢　的安装应将预制合格的角钢逐　根就位安装，整体调整其椭圆　度合格后，进行焊接。　苎三国星堡塑蓥　第三圈壁板顶升　ＲＴ＞ｌ　组焊盘梯三角架　浮项台架搭设　Ｈ蒜２　焊接Ｊ＼…　＜垂直度　组焊盘梯三角架　５．４液压顶升系统设备安装　液压顶升系统设备主要由　液压缸、顶升臂、液压泵站、控　堡堡堡塑堡　浮项板断续焊焊　苤＝鬯壁堡堑薹　第二圈壁板项升　下段盘　浮顶附件组焊　梯吊装　Ｈ１　焊接Ｊ＼…　＜垂直度　组焊盘梯三角架　ＰＴＶＴ　盯ＶＴ　制台及胀圈等组成。液压顶升　系统设备布置如图５所示。　旋转浮梯预制　台架与罐壁连接　船舱吊装　２００００ｍ　罐的单台提升重量约　为４００ｔ，按单缸最大承载力为　２００ｋＮ设计，且相邻提升位置　项升装置撇出罐外　罐板和边板焊接　船舱组对焊接　浮项全部焊接　边板和边板焊接　距离不超过５ｍ，选用ＹＧ型冶　金标准油缸２４条，其缸套直径　为１２５ｍｍ，柱塞直径为　边板和中幅板焊接　ＰｒｒＶＴ　浮项立柱安装　拆除台架　罐体剩余附件组焊　安装收尾　充水试验　９０ｒａｍ，最大推力为１９６ｋＮ。为　保证液压缸的稳定性，将其底　座固定于罐底板上后，设２根　钢管对缸套进行斜支撑，液压　排水管组焊　刮腊机构、软密封安装　防腐　缸在罐壁内侧沿同一圆周均匀　布置。顶升臂采用６＝２０ｒａｍ　图１液压顶升倒装工艺流程图　间隙及错变量等至满足要求，焊接纵缝，然后调整环缝进行自动　焊焊接，完后拆除卡具，处理焊缝并磨除焊疤，进行无损检测，不　合格的及时进行返修。然后重复上述工序，逐圈完成各圈壁板的　安装。　钢板制作，每条液压缸设２只顶升臂，靠金属轴悬挂在液压缸两　侧。为防止顶升过程中液压缸前倾，在罐壁与液压缸之间设支撑　板，支撑板是由钢板切成的矩形板，一侧顶在罐壁上，另一侧用　两根型钢与顶升臂相接，液压泵站主要由２台高压柱塞泵、油箱　及管路、阀件等组成，油箱内装机械油。起升时，高压柱塞泵驱动　机械油将带有顶升臂的液压缸柱塞杆顶到预定高度，然后停泵　或泵打回流，整个顶升过程由控制台控制。在罐壁内侧沿圆周安　５．２罐底组装　基础验收合格后，根据罐底板排版图确定放线半径，根据实　际放线半径，铺设边缘板，进行整体间隙检查调整。边缘板对缝　焊接前，为防止焊后角变形，每道焊缝加两组反变形板。中幅板　铺设，在边缘板铺放完后根据罐底排板图由中心向边缘铺设大　板。铺设整体检查配置、组装情况，并按焊接顺序进行焊接。　装数段胀圈，每段胀圈由２根［２２槽钢冷弯成所需曲率，对扣焊　接而成，各段胀圈相互间通过螺旋千斤顶相联。顶升前，在胀圈　上边缘把承重挡板按一定间隔焊在罐壁内侧，胀圈的作用是通　５８　Ｉ石油化工建设２０１１．０４　安全绳　图２罐内操作平台结构形式　图３顶圈壁板调节支撑形式图　图４焊缝调整示意图　过千斤顶保证罐壁的圆度，承担被顶升罐体的重量。　５．５工艺方法及操作要点　顶层第八圈至其第一圈罐壁安装利用均布在储罐内侧带有　顶升臂的液压缸，顶升与臂板下部临时用紧固定的胀圈，使安装　完的罐顶和第九圈壁板随胀圈一起上升到预定高度，组焊第八　圈壁板，然后将胀圈松开，降至第八圈壁板下部并胀紧、固定，顶　升至预定位置，如此反复至最后第一圈壁板组焊完。上圈壁板的　安装按照排板图将下圈壁板吊放到位，将壁板之间的立缝调整　好后，留一道活口，其余立缝可以进行定位焊，活口处用２台５ｔ　手动倒链封口。立缝焊完后，在壁板外侧顶部沿圆周每隔ｌｍ设　置一个挡板，作为组对环缝用。液压顶升设备使用　提升前应对　背杠及罐壁挡板等焊接进行检查确认无误后，准备提升壁板。需　要注意的是在每一圈安装背杠时要严格的控制每节背杠之间的　间距。利用液压提升柱使罐体提升到位，逐渐将活口收紧，使上　圈板的下端紧贴下圈板上圆周的挡板，下圈板的下端紧贴罐底　内挡板，局部不到位的地方用刀形板和方销子调整。横缝间隙通　过加减丝调整，合格后进行定位焊。横缝组对后，活口处割去多　余的壁板，打磨出坡口，待组对调整好后再进行点焊，焊前应在　活口立缝内侧均匀的设置４～５块弧板，以控制焊接变形。各圈　图６罐壁施工　＾　网　＼　幽　＆／　图５液压顶升系统设备布置图　壁板均按上述方法施工如图６所示。　６结论　在新加坡ＵＴ储罐工程中，４个月共完成１４台储罐壁板安　装。其中２０天完成单台２００００ｍ　储罐共９圈１０８张壁板安装，　ｌＯｄ完成单台５０００ｍ　储罐共９圈７２张壁板安装。由于施工作　业面低，辅助工作量少，罐体技术指标容易控制，罐主体施工与　浮顶施工可以同时进行，从而大大提高了施工速度。特别是罐体　焊接采用埋弧自动焊与二氧化碳气体保护焊相结合的焊接工　艺，确保了焊缝内部质量及外部的成型美观，焊缝一次合格率　９７％。吊装作业方便的特点，从而便于更好地进行质量控制和技　术指导，各圈壁板的安装质量都得到了现场总包单位及监理公　司的好评，为公司赢得了良好的信誉。　实践证明，液压顶升法用于储罐壁板安装在质量、进度、安　全方面上效果非常明显，效益显著。尤其在大型储罐群中应用效　果更明显。设备、工装、卡具通用率高。作业面高度为每带板的宽　度，因此不需要大型的吊装机械。各种工装、卡具可重复使用且　需求量只是正装罐的１／４。采用液压顶升完成一圈壁板提升仅　需１名液压操作工、１名电焊工、４名铆工，约８０ｒａｉｎ，而且罐壁提　升过程中除液压操作工以外，其他人只需监督液压装置的工作状　况即可。减少了施工人员的劳动强度，安装无需搭设脚手架，工效　比正装法施工提高了３０％。在地面上设置的工作平台减少了高空　作业的安全隐患，对员工的作业难度及施工风险大为降低，消减　了大量的风险因素。给施工创造了良好的安全作业环境。　参考文献：　１新加坡ｕＴ储罐施工技术文件．　（收稿日期：２０１１—０１—２８）　石油化工建设２０１１．０４　ｌ５９