防侧倾固定装置在大型储罐拆除施工中的应用

张屹世

大庆油田工程建设有限公司油建二公司，黑龙江大庆163000

防侧倾固定装置在大型储罐拆除施工中的应用

张屹世

大庆油田工程建设有限公司油建二公司，黑龙江大庆163000

以某炼油加工厂改造工程中3台1万m3钢制拱顶储罐的拆除施工为例，介绍了一种采用防侧倾固定装置拆除大型储罐的施工方法，详细描述了该方法的工艺原理、工艺程序以及吊车的选择及站位，吊耳的设计制作，防侧倾固定装置的焊接、安装，起吊后储罐的平稳性控制和储罐逐层倒拆等操作要点。通过应用该施工方法，使各工种及设备之间得到很好的配合，具有拆除效率高、高空作业量少、工人劳动强度低、避免外购专用提升工具、节省工程成本等特点，顺利完成了该工程储罐的拆除施工，可为同类工程提供借鉴。

储罐；防侧倾；装置；拆除；倒拆

在油田产能建设中，一些已建储罐因老化、腐蚀、扩容及改建等原因需要拆除。传统大型储罐拆除主要做法有在储罐外侧搭设脚手架的正拆法、内置倒链提升或液压起升的倒拆法[1-3]。本文以某炼油加工厂改造工程中3台1万m3钢制拱顶储罐的拆除施工为例，介绍了防侧倾固定装置在大型储罐拆除施工中的应用。

1 工艺原理

采用吊车作为罐体的提升装置，提升前根据储罐设计参数确定吊耳形式并焊接于罐壁顶部，在储罐内部设置防侧倾固定装置（主要为了在罐壁内侧均布挡杆），防止储罐罐体起吊离地后发生侧倾、移位等情况。储罐罐体提升后，用火焊切割底圈一层罐板，拆除后再将罐体匀速、缓慢落至罐底板上，对下一圈罐壁板进行拆除。如此重复，直至完成罐壁板的全部拆除施工。

2 施工程序

吊车的选择及站位→吊耳的设计制作及焊接→安装防侧倾固定装置→吊车起升罐体→拆除罐板。

3 操作要点

3.1 吊车的选择及站位

经过现场实测，1万m3储罐的拆除参数见表1。

表1 储罐拆除参数

储罐需使用吊车提升的部分为罐顶和罐壁合体，所以提升部分的总质量G1=G总-G罐底=236.6 t-75.7 t=160.9 t。吊车荷载分配计算：储罐提升部分的总质量G1为160.9 t，吊装索具、卡环的总质量G2为4 t，合计质量G为164.9 t，取吊车脱离地面摆动系数k1=1.2，则总吊装能力Q计总=G×k1=197.9 t。该施工场地狭小，罐体直径较大，为保证储罐受力均匀，采用5台50 t吊车配合起吊。查吊车性能表，50 t汽车吊工作幅度4 m、杆长15 m时，起重质量40 t，满足要求。根据吊车站位平面布置示意图在现场进行实地放样编号，以便起升时指挥各台吊车。吊车站位时，尽可能保证最小的作业半径，使吊车具有最大的吊装能力。

图1 吊车站位平面布置示意

3.2 吊耳的设计制作及焊接

由于罐体直径大（周长达100.5 m），且罐壁板较薄，吊装过程中可能撕裂壁板，发生危险，要充分考虑吊耳与罐壁板焊接处的局部强度，设置吊耳时要控制间距且数量要多一些。按此原则，按每台吊车与2个20 t板式吊耳相连，共设置10个吊耳，并均匀分布于罐壁顶部，如图2所示。

图2 吊装吊耳平面布置示意

吊耳要与罐壁板和抗风圈同时焊接在一起（见图3），以增加吊耳处壁板的强度，且每个吊耳的方向要与吊装绳扣的角度保持一致，以减少侧向力。为每个吊耳配钢丝绳1根（长度2 m），选用直径φ32 mm、强度等级1 770 MPa的6×37+1钢芯钢丝绳，使用时采用2股，安全系数取6，钢丝绳实际最大受力199 kN，最小破断拉力645 kN；安全系数为645×2/199=6.5＞6，满足要求。

图3 吊装吊耳焊接示意

3.3 安装防侧倾固定装置

罐体的吊装极易发生侧倾、移位，造成吊机侧翻危险，需要特别注意。为增加罐体起吊的平稳性，在储罐内部安装防侧倾固定装置。清洗储罐至满足拆除条件后，在罐底一圈壁板上用火焊切割出进出通道一处（高度为一层壁板的高度，宽度为2.5 m），以便将防侧倾固定装置及工具运送至罐内；该装置主要由若干挡杆、底座和斜支撑组成，挡杆为φ159 mm×6 mm焊接钢管，长度为第一圈壁板高度的1.5倍，在罐底挨近罐壁板处焊接200 mm×200 mm×10 mm的钢板底座，在底座贴紧罐壁板处焊接挡杆，然后焊接斜支撑加强挡杆，如图4所示。根据罐体直径设置挡杆数量，在1万m3储罐内部需均匀布置挡杆30组（见图5），使得罐体起吊后，挡杆用来支撑罐壁，防止罐体侧倾移位。

图4 防侧倾固定装置安装示意

图5 防侧倾固定装置布置示意

3.4 吊车起升罐体

现场确认无误后，正式进行吊装。指挥5台吊车同时起钩，当每台吊车显示的吊装质量为10 t时，停止起升吊钩；检查罐体有无变形、吊车及吊耳的受力情况等；继续起升吊钩，每次增加的幅度不超过2 t，将罐壁板变形产生的弹性势能逐渐释放出来；当每台吊车的吊装质量显示为应承重的理论计算值时，停止起升吊钩，采用火焊沿罐底一层壁板的下横缝进行切割，使罐体与罐底分离，然后检查罐体是否离开罐底。在实际操作过程中，各角度的吊车显示吊装质量的数值可能不同，这时需使罐体已离开罐底板区域的吊车停止起升，其余没有离开罐底板位置的吊车继续起升，直到整个罐体离开罐底为止。操作过程应特别注意保证每台吊车的起升幅度尽可能一致，并在方案设计时对每台吊车的负荷进行有效预留。

3.5 拆除罐板

（1）罐体离开罐底后，采用火焊沿着罐底一层壁板的上横焊缝进行切割，切割下来每张罐壁板的长度以现场适应于拉运车辆车厢长度为宜，罐底一层壁板拆除后如图6所示。然后5台吊车缓慢、均速地完成储罐主体下落，进行上一圈罐壁板的切割拆除，如此重复多次，即完成罐壁板的拆除施工。在拆除时，使用12 t履带吊将拆除的切割板吊至指定场地堆放，并进行标号、检尺，统一拉运。

图6 罐底一层壁板拆除后示意

（2）当只剩两层罐壁板时，在罐顶板对应防侧倾固定装置的挡杆位置火焊切割出天窗，以便罐壁板继续拆除施工，防止挡杆与罐顶板相冲；将罐壁板拆除至只剩一层时，即可对罐顶板及其附件进行拆除——在最后一层罐壁板上火焊切割进出口一处，用3根φ114 mm×4.5 mm钢管分别将罐顶的中心顶板和罐底板焊接固定成一体，并用3根φ60 mm×3.5 mm钢管斜支撑进行加固，防止拆除时倾倒，按照罐顶瓜皮板焊缝对称切割拆除罐顶板，然后对罐顶中心顶板进行拆除；最后切割剩余的一圈罐壁板，即完成了罐壁与罐顶的拆除；剩余的罐底板按照原焊缝位置进行火焊切割、拆除即可。

4 拆除技术方案对比

以拆除1座1万m3钢制拱顶储罐为例，三种拆除技术方案具体效益分析见表2。

表2 拆除1万m3储罐三种技术方案效益分析表

由表2可知，采用防侧倾固定装置进行大型储罐的拆除施工，通过使用汽车吊、履带吊、档杆、电气焊等施工器具，组织较少的施工人员，在最短的时间内完成施工任务，比倒链提升倒拆法和搭设脚手架正拆法分别节省工期5 d和11 d，且施工成本最低。

5 结束语

采用防侧倾固定装置拆除大型储罐的施工方法能够使各工种及各设备之间实现良好配合，具有拆除效率高、高空作业量少、工人劳动强度低、避免外购专用提升工具、节省工程成本等特点。应用该施工方法顺利完成了3座1万m3钢制拱顶储罐的拆除施工，取得了较好的经济效益和社会效益，可为今后同类工程施工提供借鉴。

[1]马永春.油田立式钢制储罐拆除施工技术[J].科技与企业，2015（12）：142-142.

[2]肖扬.倒装法在储罐拆除施工中的应用[J].油气田地面工程，2014，33（5）：87-87.

[3]黄勇.电动倒链多点提升倒装法在立式储罐拆除中的应用[J].中国化工贸易，2015（35）：250-251.

[4]GB 50798-2012，石油化工大型设备吊装工程规范[S].

[5]石磊，余雷，李朋，等.大型储罐整体搬迁施工技术[J].石油工程建设，2007，33（6）：53-55.

Use ofanti-sideswayfixed device in demolished construction oflarge storage tank

ZHANG Yishi
Daqing Oilfield No.2 Engineering Construction Company，Daqing 163000，China

Taking the three sets of 10 000 m3steel vault storage tanks in an oil refining plant for example，this paper introduces a construction method of demolishing large storage tank，which applies the anti-sidesway fixed device.The principle and procedure of the method，selecting and positioning cranes，designing and fabricating lifting eyes,welding and installing anti-sidesway fixed device，key operation points such as stability controlof lifting the tank and inverted demolishing it layer by layer are described in this paper.This construction method can coordinate various types of work and equipment and has the advantages of high demolishment efficient，less aerial work，low labor strength，avoiding purchase of other special lifting tools and saving cost.The practice of the successful demolishment of the large storage tanks can offer reference for similar construction projects.

storage tank；anti-sidesway；device；demolish；inverted demolition

10.3969/j.issn.1001-2206.2017.02.014

张屹世（1985-），男，吉林长春人，工程师，2008年毕业于大庆石油学院机械设计制造及自动化专业，现从事油田地面工程建设相关工作。Email：461578073@qq.com

2016-12-02