钢制拱顶储罐倒装法施工工艺改进

钢制拱顶储罐倒装法施工工艺改进

作者：史云飞

来源：《中国科技博览》2016年第29期

[摘要]在石油化工领域，大型储罐是石油储存的重要依托，钢制拱顶储罐的是施工工艺和施工质量也因此备受瞩目。在不断的发展过程中，传统的倒装法施工工艺逐渐暴露出了一些不足和问题，无法有效满足人性化管理的需求，需要相关技术人员的重视和改进。本文从当前钢制拱顶储罐倒装法施工中存在的问题出发，对工艺改进提出了几点合理化建议。

[关键词]钢制拱顶储罐倒装法施工工艺改进

中图分类号：TQ639.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0016-01

前言：在石油行业大型油库的建设中，钢制拱顶储罐占据了相当重要的份额，一般情况下，采用的是倒装法施工工艺，即在完成储罐底板的铺设后，首先进行顶层壁板以及包边角钢的焊接工作，依照从上到下的顺序进行施工。这种方法可以在保证安全的前提下，提升储罐的安装质量，不过也存在着一些不足，需要及时做好改进工作。

1 倒装法施工工艺存在的问题

对于钢制拱顶储罐的建设而言，倒装法是最为常用的施工工艺，经过了较长时间的发展，已经基本趋于成熟，具有相当显著的优点，一是不需要如同正装法一样进行高空作业，更加安全；二是不需要用到大型的吊装设备和脚手架，成本更加低廉；三是施工迅速，效率高，可以确保工程的按期交付；四是在施工过程中，可以及时发现存在的问题，保证良好的施工质量[1]。不过，最近几年，伴随着石油化工产业的发展，在工程建设中突出人性化管理，传统倒装法无法适应新的管理需求，也因此出现了一些不足和问题：

（1）预留孔设计问题：在传统倒装法工艺中，罐底板铺设焊接完成后，可以按照自上而下的顺序进行操作，而对第一圈壁板进行安装时，需要在储罐基础排污管线预留通道的位置，设置相应的人孔，以方便手工人员的进出。但是，从施工安全考虑和排污效率考虑，当前的储罐已经基本取消了罐底排污设计，如果依然按照以往的经验进行预留孔设计，必然会影响施工质量，也无法适应人性化施工管理的需求。

（2）施工操作问题：倒装法本身的施工特点在一定程度上限制了自动焊的使用，因此整个施工过程都需要由人工进行操作，不仅增大了施工人员的负担，而且会影响工程的施工进度。

（3）配件设置问题：在倒装法工艺中，罐顶的组装需要首先设置相应的配件，即支撑圈，一般采用DN50钢管，需要首先确定好支撑圈的具体位置，然后沿罐体周长，对其进行均

匀布设，而由于支撑圈立柱的数量众多，会在增大成本的同时，影响施工效率和施工质量[2]。

2 倒装法施工工艺改进措施

针对上述问题，技术人员应该立足人性化管理的需求，对倒装法施工工艺进行改进，提升施工效果。

2.1 改善作业环境

在实际施工环节，可以利用支撑柱，适当抬高罐壁（500mm左右），对储罐内的作业环境进行改善。通常来讲，当钢制拱顶储罐的底板铺设完成并且焊接牢固，焊缝检验合格后，就可以开始进行壁板的安装。而考虑到现行的储罐安装标准要求，对原本的储罐边缘板开孔方式进行了改进，以液压顶升装置进行板壁顶板的提升，以500mm支柱抬高壁板和顶板，在这种情况下，只需要关注提升设备本身的性能，在罐壁上选择合适的支撑点，避免变形问题，就能够在保证人员和机具正常进出的同时，改善罐内的通风条件和作业环境。在进行工艺改进的过程中，需要关注几个比较关键的问题：一是应该结合储罐本身的之中，从安全性、稳定性和可靠性等方面，对支撑柱的型号和数量进行合理选择；二是支撑柱之间的间距不能超过1.5m，以保证良好的支撑效果，避免壁板的变形问题；三是应该将所有的支撑柱控制在同一水平面上，确保水平度不超过2mm，并且对支柱进行牢固焊接；四是在顶板和壁板按章完成，取出支柱时，需要在储罐周围设置相应的限位挡板，以保证安全[3]。

2.2 改进施工流程

在传统倒装法施工工艺中，需要先安装两次储罐提升装置，而罐内和罐外的提升装置并不一致，因此容易导致人工和原材料的浪费，而如果仅在罐内安装一次提升装置，则受空间的限制，会造成立柱高度不足，影响罐顶的强度以及罐体外观。对此，经技术人员分析和讨论，改变了现有的施工流程，首先组装两节壁板，然后对储罐顶板进行施工，这样，只需要安装一次提升装置，也可以满足施工的要求。不过，这样的施工流程存在一定的局限性，即壁板容易出现变形问题，同时顶板本身的组装高度会有所增加，诱发风险因素。因此，还必须做好相应的管控工作：首先，严格依照标准和规范的要求，对壁板进行找方，以机械切割的方式进行切割下料和坡口加工，避免火焰切割导致的材料受热变形；其次，应该对壁板弧度和垂直度进行检验，经滚弧处理后，放置在壁板胎具上，防治弹性变形；然后，应该采用分段焊接的方式，选择直径较小的焊条，保证焊透，预防焊接变形问题；最后，必须在顶板焊接环节，采用活动平台，设置高空安全带、安全网等，保证施工安全[4]。

2.3 引入先进技术

考虑到储罐盘梯预制精度对于施工质量和施工精度的影响，可以在盘梯预制环节，结合计算机三维造型技术，构筑相应的三维模型（如图1所示）。在计算机上，可以对模型进行缩

放，查看细节，也可以结合查询命令，获得每一级踏步在内外侧板上的夹角，获取相邻两级踏步在内外侧板上的间距。以此为参照，可以对盘梯进行组对预制，在焊接完成后，盘梯会自动成型，不需要去计算大样半径，也不需要在平台上进行放样预制，精度更高，可以一次性组装成型。

2.4 做好焊缝处理

焊缝的质量直接关系着储罐的稳定和安全，做好焊缝处理非常重要。可在进行壁板内侧焊缝的清根打磨工作时，可以引入碳弧气刨工艺，能够起到良好的清根效果。该工艺主要是利用石墨或者碳棒作为电极，通过电弧熔化金属，以压缩空气对熔化的金属进行吹除，可以用来清除焊缝缺陷以及背面清根、刨槽等。在运用碳弧气刨工艺时，需要注意几个方面的问题，一是应该严格依照相关焊接工艺的要求，对储罐进行焊接，以小直径焊条保证焊透，防止出现刨槽过深导致的焊接变形问题；二是如果刨槽深度过大，应该结合对称分段跳焊的原则，以1m为间距，在焊道清根后立即进行焊接，利用碳弧气刨对质量缺陷进行处理；三是如果刨削速度与碳棒的送进速度不一致，可能导致短路熄弧问题，碳棒会与没有完全融化的金属粘连在一起，形成焊道夹碳问题，引发气孔和裂纹。对此，需要调整好刨削速度和碳棒的送进速度，如果已经出现夹碳，需要以气刨或者砂轮进行清理[5]。

3 结语

总而言之，伴随着石油化工产业的飞速发展，钢制拱顶储罐的施工质量和施工效率受到了越来越多的关注，传统的倒装法施工工艺虽然已经趋于成熟，但是在新的发展环境下，也出现了一些不足和问题，需要技术人员的重视，立足实际施工需求，对倒装法施工工艺进行改进和完善，在充分保证施工质量和施工安全的前提下，提高施工效率，降低施工成本，使得钢制拱顶储罐的施工工艺能够得到进一步的完善。

参考文献

[1] 高飞，向爱丽.倒装法安装固定拱顶储罐施工概述[J].石油石化节能，2010，26（11）：60-62.

[2] 王宏强.8万m？金属双壁低温储罐倒装法施工工艺[J].石油化工建设，2011，33（2）：52-55.

[3] 林屹.大型立式拱顶油罐的施工方法分析[J].有色设备，2015，（4）：11-14.

[4] 田旭英.浅谈钢制拱顶储罐倒装法施工工艺改进[J].山东化工，2014，43（4）：128-130.

[5] 张社梅.浅谈大型钢制圆筒式储罐施工技术——导链式倒装法[J].化工管理，2013，（14）：261-262.