关于圆筒式带圆形顶储罐维修施工方法的研究

2018-11-09徐立新

建材与装饰 2018年43期

徐立新

（上海赫燕安装工程有限公司上海 201508）

前言

圆筒式带圆形顶储罐使用一段时间后，容易因构件老化、受污染或腐蚀等原因，产生结构缺陷，影响其正常使用。在开展维护检修工作中，主要以《立式圆筒形钢制焊接有关施工及验收规范》、《储罐检验，维修，改造和重建》等为依据，通过对其具体缺陷问题进行检测，制定维修施工方案，并在维修过程中对施工质量进行严格控制，从而恢复圆筒式带圆顶性储罐的正常使用状态。因此，有必要对其维护检修方法进行研究，为实际生产提供参考。

1 圆筒式带圆形顶储罐维护检修的基本要求

圆筒式带圆形顶储罐需要进行定期维修，在具体维护检修工作中，可根据相关规范要求，采取有效的分析检测手段，对储罐状态进行评价。并以此为依据，向主管部门提出申请，适当对其维修周期进行调整。圆筒式带圆形顶储罐检测工作应在达到维修周期一年前进行，延长维修周期的储罐，则需要每年进行一次检测评价，确保其状态安全。在对储罐进行维修前，需要由专业资质检测单位对其进行现场检测，并出具检测评定报告。然后委托具有储罐设计资质和一定经验的专业单位进行维修技术方案设计，并向主管部门申报批准。在整个维修过程中，必要保证生产安全，组好相关检验和计算工作，全面实现圆筒式带圆顶储罐维修要求[1]。

2 工程概况

本工程的TK0113储罐属于圆筒式带圆形顶储罐，不含顶盖高度为18m，内直径为φ14.1m，净重115t。经过前期的检测评价，确定本次工程的主要维修任务包括：①清除储罐原混凝土表面沥青，重新喷涂一道热沥青；②清通储罐检漏管；③清除混凝土结构与储罐间受损坏的绝缘层，按设计图纸重新铺筑，沥青砂绝缘层重铺厚度为100mm；④对储罐底板焊缝缺陷进行修复，包括已探知的300mm焊缝缺陷和其他可能存在的焊缝缺陷。

为完成以上维修任务，需要合理设计维修施工计划，并做好相关辅助工作。为确保维修施工的顺利进行，应拆除可能影响储罐抬升的连接结构，在维修后予以恢复。储罐抬升前要对储罐进行检测，包括其支撑点焊缝现状、储罐垂直度和椭圆度等。将储罐抬升到制定高度后，对其进行固定。完成焊缝缺陷修复施工，再次进行检测，确认无误后，恢复储罐状态，最后进行压水试验，确保缺陷问题被有效排除[2]。

3 圆筒式带圆形顶储罐维修施工方法研究

3.1 基本施工流程

在本次维修任务中，圆筒式带圆形储罐的整体提升高度为1.8m，若人员在底部作业危险性较大，存在许多不可控因素。根据以往储罐抬升维修经验，决定在罐体开设门洞，供人员和材料进出。将罐体底板和壁板分离，并在罐体设置12个支撑点，顶升5～8cm，将底板分块取出。分块大小根据相邻两支点距离设计，完成分离后，清除罐体内部的原有沥青砂，再用冷沥青砂混合料进行重新填充。完成后将罐体底板装回，并将罐体回落。由于在维修施工过程中底板已经拆除，因此施工空间较大，可以确保施工过程的安全性，同时方便维修施工技术质量控制，具体施工流程如图1所示。

3.2 主要施工方法

3.2.1 拆除施工

完成技术方案编制后，需要按照施工方案内容做好前期准备工作。在本次施工中，首先要进行罐体附件、管道和电仪的拆除施工。具体包括：①拆除与罐体连接的管道及其法兰螺栓和垫片。管道拆卸后，应采用塑料布进行封堵，并做好标记工作，以便完成施工后恢复施工；②拆除电气仪表的连接线和接地线，对拆除部分进行保护；③打开罐体顶部和罐壁的人孔，断开与罐体连接的过桥平台。

图1 圆筒式带圆顶储罐维修施工流程图

3.2.2 开设门洞施工

根据现场实际情况，在开设门洞施工中，设置了宽为2m，高为1.7m的门洞。为防止门洞开启时出现罐体变形问题，需要在门洞外侧加设加固装置，可采用10mm厚、150mm宽的钢板进行焊接，对门洞进行加固。开洞后，罐体上出现一个缺口，其上方会产生钢结构自身重力，加固钢板可以解决其产生的抗弯强度，相当于将门洞上方钢结构自身重量全部承压在加固钢板上。因此，需要确保上部承力小于加固钢板自身屈服强度。本工程中罐体重量为115T，门洞上部承受的自身重量约为50411.2N，加固钢板自身屈服强度则应大于33.607MPa。因此可选用Q235B钢板进行加固，其屈服强度为235MPa，远高于33.607MPa。

3.2.3 罐体顶升

在罐体顶升施工中，首先要根据罐体重量和支撑点数量以及风载等因素，合理选择千斤顶，该工程每台千斤顶的顶升质量约为10.26T，考虑到风载影响，选择2.5倍30T千斤顶较为合适。因本次顶升施工是对整个罐体进行顶升，且底板已经拆除，必须采取罐体加固措施，防止顶升过程产生的拉力对管壁造成破坏。可采用C20号槽钢进行加固，在罐体内壁与顶升点位置相同处进行焊接，每隔2000mm焊接50mm焊缝。为防止底板拆除可能出现的下部外张力，还需要在下部支点处设置一圈环形工装，其弯曲度应与罐体一致，也采用段焊形式。顶升前还需要拆除罐底幅板、罐体外缘板等。此时罐体除了地脚螺栓外已经全部分离，应缓慢松开地脚螺栓，检查各千斤顶受力情况，直到完全松开。分别在每个顶升点安排一名技术人员进行手动泵油压控制，在罐体3m进行操作，每提升5mm暂停作业，对各支点受力情况进行检查，确保提升高度的一致性。为防止千斤顶失效，还应采取型钢+多层钢板方式进行刚性固定，确保施工安全性[3]。

3.2.4 罐体底板移除

罐体顶升至设计高度后，罐体已经与外缘板完全分离。将罐体固定后，施工人员可进入罐体拆除外缘板，将每个外缘板分成两块，外部一块、内部一块，割线如图2所示。完成拆除后，对其进行复拼和编号，方便后续安装施工使用。

图2 外缘板分割线

3.2.5 沥青砂施工

沥青砂施工首先要对原沥青砂进行拆除，施工人员可进入罐体内部，采用风镐进行拆除，在接近罐体基础部分时，改用人工铁铲方式，防止对罐体基础造成破坏。完成原沥青砂拆除施工后，做好混凝土基础清理工作，确认无杂质和污染物，人工涂刷界面剂，保证均匀摊铺。沥青砂铺筑厚度为10cm，每平方米内摆放4.5袋沥青砂。用壁纸刀割开包装袋，将沥青砂倒入就近位置，然后使用铁锹进行初步平摊，再用推板进行二次平摊，最后进行压实。压实施工可采用手扶路压机，按照从外向内的顺去进行逐圈压实，确保压实效果。

3.2.6 底板移入及拼接

在底板移入和拼接过程中，首先依次进行底板下料、边缘板下料和中幅板下料。其中底板为工厂预制板，经过火焰切割，确保切口平整。边缘板为厚度12mm的Q235B钢板，在制作模板时，每块模板上开2个螺栓孔。中幅板长度不小于2000mm，宽度不小于1000mm，不规则中幅板最小直边尺寸不小于700mm。然后按照施工设计方案进行底板组装，其中边缘板安装需要再次进行罐体提升，以满足施工高度需求。

3.2.7 罐体回落及恢复施工

罐体回落施工是与顶升施工相反的过程，同样将每次下降高度控制为5mm，分别检查各个顶升点的受力情况，确保其下降高度一致。罐体回落后，将地脚螺栓把紧，采用经纬仪对其垂直度进行检测，无误后进行终拧。最后拆除内部工装，对开设的门洞进行复位，然后进行真空箱和水压试验。

3.3 质量保证措施

为保证圆筒式带圆形顶罐体维修施工质量，应采取以下几点质量保障措施：①建立质保体系，做好质量培训和上岗前考核工作，电气焊作业人员必须持证上岗；②控制好焊接质量，本次焊接施工主要为手工电弧焊，焊条为J427，入库温度应在10～25℃，相对湿度应小于50%，使用前对其进行烘烤，然后放入恒温箱备用，焊接施工环境要求风速小于6m/s，相对湿度小于80%，且不能在雨天施工；③水压试验要在干燥天气下进行，并对罐体进行严密性检测，充水至设计最高液面，保持48h，无渗漏和变形现象为合格，此外还要做好成品保护措施。