论外浮顶储罐钢制浮顶的施工工艺

李友战 (陕西化建工程有限责任公司)

一、施工工艺原理

1、外浮顶储罐结构特点

我公司在近几年在榆林炼油厂承建了多台20000m3原油储罐，其结构特点为立式圆筒钢制外浮顶储罐，全部采用现场制安的施工组织方法。其中钢制外浮顶由外圈浮舱、单盘、定位立柱及附属机构（刮蜡机构、密封装置、旋转钢梯、排水系统等）组成。浮舱由18段密封舱组成，单盘由5mm厚钢板搭接焊制，定位立柱为外协机加工件总计54个。浮舱与单盘在距浮舱底200mm处与整圈角钢搭接焊。

2、2 0000m3储罐主要的设计参数

2.1 罐本体

储罐内径：￠40000mm储罐高度：16040mm

罐底板坡度：15：1000

2.2 浮顶参数

浮顶主体结构质量：83633Kg（约84吨）

浮舱内半径：r=17300mm

浮舱外半径：r=19800mm

浮舱外侧板高度：800mm

3、施工工艺原理

在储罐外浮顶现场制安过程中，施工规范要求及传统施工工艺都是在罐内搭设网格状满堂红支架，支架高度略高于浮顶立柱高度，以便于立柱安装。支架我公司一般都用∠75角钢制作。这种施工方法工人悬空操作，安全隐患多，手段用料多（搭架子），进出不方便，单盘铺板时平整度难于控制，搭拆满堂红支架费工、费时、费力且要保证搭设精度。

“电动倒链提升法”制安浮顶取消了满堂红支架搭设、拆除过程，单盘及浮舱组装在罐底板布置简易的临时支撑把单盘垫起来，贴近罐底板制安。支撑布置可与底板坡度一致，留出间距以保证单盘与浮舱焊接，同时保证定位立柱导管下端45mm伸出单盘下。浮顶柱结构组装完毕用悬挂于罐壁板上的电动倒链整体提升浮顶，在提升过程中插在导管内的立柱自由溜下，从最外圈开始一次完成所有立柱的安装（插销子）。最后落下倒链，完成后续工作，浮顶制安完成。因浮舱结构等同于以一箱式环形封闭钢梁，只要吊耳布置恰当在起吊过程中不会拉扯变形。

二、施工工艺流程及操作要点

1、施工工艺流程

罐体制安→罐壁人孔开孔→浮顶立柱垫板安装→临时支撑布置→浮舱安装→单盘安装→浮舱与单盘整体焊接→浮顶中心孔及人孔开孔→浮顶立柱导管安装→罐内壁布置电动倒链→电动倒链同步提升→立柱流放安装销子→落下倒链由立柱支撑浮顶→拆除倒链、清理罐底→附属机构等安装。

2、操作要点

(1)施工准备

1）储罐壁板及底板焊接完毕，底板杂物已清理干净，罐壁人孔已开好。

2）浮舱基本上分段预制完毕，外协机加工件到场，手段用料到场，电动倒链及控制箱完好无损。

(2)临时支撑布置

支撑分两圈布置。最外圈用罐底板、壁板的料头或扁钢制作即可。径向长度≥5m。外端头高度减除浮舱连接角钢和单盘板厚度（8mm+5mm）后，定为185mm，用连接板与罐底板断焊定位。支撑上平呈水平状态，内端头与罐底板保证55mm间隙。

内圈支撑可用槽钢或角钢整根倒扣在底板上（不用焊接），或用扁钢点焊在底板上，与罐底板保证55mm间隙。径向长度要达到浮顶中心向外第2圈立柱处。如图1所示：

(3）浮舱与单盘安装

先安装浮舱，再由内向外铺设单盘板。单盘板焊接仿罐底板焊接顺序，隔缝跳焊，焊工对称布置，先长缝，后短缝。最后完成单盘与浮舱整圈连接角钢的焊接，以控制焊接变形。

（4）浮顶立柱导管安装时按设计要求满焊，插好立柱等待浮盘起升。

（5）确定电动倒链台数

1）选用10吨电动倒链。使用统一厂家、同一批、同一规格型号的倒链。

2）台数计算

电动倒链台数 n=（G×β1）/（10×β2）=（83.633×1.1）/（10×0.75）=12.3

选取n≧13台

其中：浮顶质量G=83633Kg

β1—质量扩大系数取1.1

β2—倒链安全载荷系数取0.75

3）台数确定

根据以上计算，按浮舱由18个密封舱组成的结构特点，最终确定使用18台电动倒链。

（6）吊耳布置。

1）倒链悬挂点吊耳焊接在罐内壁板上，用δ≧12mm钢板制作，由耳板（300mm×200mm）及罐壁补强板(400mm×400mm)组成。提升吊耳(300×180mm)焊接在密封舱外侧板上部。角缝要求满焊。

2)上吊耳与下吊耳高差确定

H=h1+h2+h3+h4其中：H—吊耳高差

h1—浮舱本体起吊高度800mm-200mm=600mm

h2—浮顶立柱设计高度1800mm

h3—起吊时中心悬垂度300～500mm，取值500mm

h4—倒链本体预留600mm

经计算H=3500mm。

3）吊耳布置要求：先安装下吊耳18个，对应下吊耳焊接上吊耳，保证上下吊耳垂直度，从而保证倒链提升时的垂直度，以免浮顶周向旋转、径向偏移。吊耳角缝要求满焊。如图2所示：

（7）电动倒链起升浮顶

1）清理浮盘上杂物，留少许操作人员。

2）操作人员通道设置。开好浮盘中心孔、浮盘人孔，与罐壁人孔组成人员上下、工具出入、杂物清理通道。

3）起吊前无负荷试动18台倒链，保持同步匀速状态。

4）浮顶起升时，先拉起离开地板，停止后检查吊耳、倒链状态，无异常继续起吊。操作人员根据起吊高度，由外向内圈立柱逐圈安装销子。安销子时倒链要逐圈停下来。

5）立柱销子安装完，落下倒链，完成后续工作。

6）浮顶起升时要注意罐壁人孔外要有专人监护，以免闲杂人员在人孔处探头张望，发生伤亡事故。

浮顶提升前状态，如图3。

浮顶提升后立柱销子已安装，如图4

（8）浮顶落下后续工作。

1）立柱垫板纠偏。

2）拆除临时支撑。拆除吊耳。焊疤打磨干净。

3）完成浮盘下部焊接。焊接顺序与上部焊接相同。

4）检查浮盘不平整度，凹凸控制在70mm以下。超标时割开缺陷附近焊缝，用型钢支在下部校正。

5）完成浮顶附属机构安装。

6）储罐充水试验时，检查浮盘焊缝，从18个浮舱人孔进入浮舱内检查浮舱焊缝有无渗漏。

结束语

“电动倒链提升法”制安浮顶的施工工艺，与常用的搭设满堂红钢架施工相比，其优越性表现在：临时支撑布置简单，简化了搭、拆过程，缩短了工期。手段用料减少，材料选型无要求，节约施工成本。贴底板组装浮顶，避免了工人悬空操作，降低了劳动强度。施工过程安全、简便，提高了工效。能有效控制焊接变形，浮顶外观成形好。

[1]GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》.

[2]SH/T3530《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐施工工艺标准》.

[3]《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB50341-2003.

[4]陕西化建《施工工艺标准》QB/SHJ第四册.