大型球罐几种组装施工方法的优缺点

大型球罐几种组装施工方法的优缺点

发表时间：2018-12-17T09:32:18.373Z 来源：《防护工程》2018年第26期作者：赵福臣[导读] 大型球罐是工业生产领域常用的设备，在组装过程中选择合适的工艺技术，才能提高施工安全性。中油吉林化建安装工程有限公司吉林吉林 132021 摘要：大型球罐是工业生产领域常用的设备，在组装过程中选择合适的工艺技术，才能提高施工安全性。本文首先指出大型球罐组装施工技术要点，然后分析了几种不同组装施工方法的优缺点，最后介绍了新工艺的应用，以供参考。

关键词：大型球罐；组装施工；技术要点；优缺点对于化工企业而言，大型球罐的数量多、规格不同，选择组装工艺时，要考虑到球罐的壁厚、容积等要素。如果采用不同的组装工艺，不仅增加了机具设备投入成本，而且现场施工难度加大。以下结合实践，探讨了不同组装施工方法的优缺点，并对施工期间的技术要点进行总结。

1.大型球罐组装施工技术要点 1.1准备工作

大型球罐组装前的准备工作如下：①编制施工方案，合理配置人员和机具，了解施工图纸和现场环境，进行场地平整。②基础验收，看基础是否满足设计文件和规范要求，以中心座为例，检查位置、标高、平整度是否达标。③材料验收，首先看出厂证明、说明书、检验合格证等资料是否齐全；然后检测钢材的外观和力学性能，并在施工前制作检验样板，标记出半径、尺寸、名称等要素。

1.2组装温带板/赤道带板

温带板和赤道带板的组装工艺基本相同，首先吊装1#赤道带板，以定位圆为核心，在圆内放置支柱底板，并拧紧地脚螺栓。然后使用钢丝绳，对赤道带板进行斜拉固定，防止出现位移、倾倒。最后重复以上步骤，吊装2#赤道带板，在完成固定的、有支柱的赤道带板中间，组装不带支柱的赤道带板，并使用卡具进行固定，直至整个赤道带板完全闭合。

1.3组装上下支柱

采用中心支柱单片散装法，可在地面上对赤道板的上支柱、下支柱进行焊接拼装。当赤道板、球罐上支柱连接后，利用三角形中线原理进行测量控制，调整上下端支柱的位置，保证支柱垂直，并进行电焊固定[1]。如果采用无中心柱或倒挂中心柱单片散装法，则在现场拼装上下支柱，使用定位卡、标线，并且涂抹润滑油，方便支柱移动。在球罐基础安装下支柱和拉杆，搭设外部脚手架，保证两者高度一致。完成后即可安装球壳板，使用卡具将其固定在支柱上，并且测量支柱的长度和垂直度。

1.4组装上级带板

上级带板的组装，首先在边板外侧焊接吊耳，在赤道带上环口部位，吊装1#上级带的外边板。然后进行整理和锚固，配合使用环缝卡具。重复以上步骤，依次完成所有上级带边板的吊装，并且进行紧固处理，直至吊装完成。

1.5组装下级带侧板

采用无中心柱或倒挂中心柱单片散装法，将赤道上环口作为基准，下垂吊钩吊装。组装1#下级带边板时，要控制遛绳方向和赤道带下环口，然后对壳板的上下两端进行固定。最后调整接头弧度，以1#块板为准安装其他板，直至闭合。如果采用中心支柱单片散装法，不同之处主要是中心支柱会影响下级带板，因此要在球罐焊接后才能安装，其余步骤基本一致。

2.几种不同组装施工方法的优缺点 2.1中心支柱单片散装法

该组装方法的应用时间长，优点包括：①上下支柱组对时，直接在地面焊接，能保证垂直度要求，可以提高球罐的安装精度。②在壳板指定位置焊接三角挂架，可以增加高空作业的安全性，降低内部搭设脚手架产生的成本。③首先进行上部焊接，然后安装下级板，能改善焊接环境，避免温度、烟气带来的损害。④工艺技术简单，适用于不同规格的球罐。⑤内部挂架一次施工，可以在后续重复利用，减少脚手架搭设费用[2]。

缺点包括：①安装前要制作无缝钢管作为中心支柱，不仅延长了工期，而且带来了安装和拆除成本。②中心支柱不稳定，在垂直度上容易产生偏移，影响组对质量。③组装需要大小吊车相互配合，且需要使用大量钢丝绳，直接增加了设备和机具成本。④球罐不能整体组对，最后会剩下一块下级板，对施工技术要求高。⑤定位块、卡具大多位于球罐内，施工人员需要在球罐内作业，不利于和外界交流，容易产生安全隐患。

2.2无中心柱单片散装法

该组装方法是一种新型组装技术，优点包括：①不需预制中心支柱、伞形支架，可以节约施工用地，由于组装难度小、进度快，有利于控制施工质量。②省去了中心支柱安装和拆除环节，脚手架的搭设工程量减小，因此相应的施工成本降低。③辅助性材料用量减少，打磨、无损检测费用明显降低。④采用流水作业，施工效率显著提高，有利于缩短工期。⑤对起吊设备的要求不高，能提高组装速度。⑥卡具多固定在球罐外部，能改善作业环境，提高施工安全性[3]。缺点则是组装过程利用了球罐的刚性特点，上下支柱的垂直度会受到板材性能影响，调整支柱的垂直度时，存在较大难度。

2.3倒挂中心柱单片散装法

该组装方法是在中心支柱单片散装法的基础上，进行的技术改良，主要采用伞形支架，在焊接前完成全部组装工作。优点包括：①球罐内部的挂架能重复使用，从而降低脚手架费用。②组装时，先将三角挂架焊接在壳板上，能保证高空作业的安全性。③相比于无中心柱单片散装法，不需要搭设内部脚手架，从而缩短工期、降低成本。④相比于中心支柱单片散装法，安装上下级板时，不会受到中心柱的影响，有利于控制组装质量[4]。

缺点包括：①中心柱不稳定，缝隙调节有困难。②定位赤道带板、下级板时，均在球罐内完成，作业环境不佳，且安全隐患大。③定位板拆除时，要进行补焊和打磨，不仅作业难度高，且易出现漏焊、漏磨等情况。④倒挂中心柱时，会产生制作、安装、拆除等费用。

3.大型球罐组装施工的新工艺

3.1球罐参数

以国内某石油化工企业为例，大型液态烃球罐的主体材质，是低合金高强钢板，主要参数如下：球罐内径为19.7m，容积为4000m3，钢板厚度为46/48mm，设计压力为1.77MPa，设计温度为-19~50℃，容器类别属于III类。

3.2工艺流程

本次组装施工，采用无胎具、无中心柱的直接组对法。顺着经线方向，将上支柱的赤道板垂直立起来，支柱靠近地面；然后水平吊装下支柱，对两者进行对接。径向调整时，在长度方向上使用粉线，确保两端和对口处的距离相同，以此保证径向垂直度标准。轴向调整时，以赤道线面、支柱外侧母线的交点为基准，然后在赤道线上等距离取两点，看到达支柱下段母线上的某点距离是否相同。

3.3偏差控制

在偏差控制上，针对间隙、错边等情况，组对施工时均预留1天时间用于调节，结果显示偏差控制在允许范围内，见下表1。该组装方法的应用，优点包括：①不使用胎具，节省了胎具制作费用；②不使用中心柱，节省了中心柱制作费用、脚手架搭设费用；③工期明显缩短，经济效益提高。

表1：组对尺寸偏差控制结果

结语

综上所述，大型球罐是化工企业生产中的重要设备，球罐组装施工的技术要点，主要包括准备工作、组装温带板/赤道带板、组装上下柱、组装上级带板、组装下级带侧板。文中以中心支柱、无中心柱、倒挂中心柱单片散装法为例，分析了施工优点和缺点，并结合工程实例介绍了新工艺的应用效果。希望为类似工程提供经验借鉴，以提高组装质量和施工安全性。

参考文献

[1]徐建.大型球罐组装施工方法的探讨[J].当代化工研究,2018,(6):137 -138.

[2]张岩.浅谈大型球罐几种组装施工方法的优缺点[J].化工管理,2018, (7):196.

[3]范海俊,张新建,牛铮.大型液化气球罐现场安装技术及质量管理[J].化工装备技术,2016,(3):59-62.

[4]王安军,蒋军,王传标,等.10000m3丁烷球罐施工质量控制措施[J].管道技术与设备,2015,(6):28-30.