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大型儲罐倒裝法施工安全技術的分析

文檔作者：吳正平文檔來源：十一冶建設集團有限責任公司			點擊數：
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2013 年 6月 建 材 與 裝 飾
大型儲罐倒裝法施工安全技術的分析
吳正平
（十一冶建設集團有限責任公司）
摘要：大型的浮頂儲罐新興的施工工藝為大型的儲罐倒裝法工藝。此施工的施工優勢明顯，只是在頂升的時候罐體
很容易發生傾斜，這是倒裝法存在最主要的風險。因此在施工中要特別注意，以防發生此類事件。最廣泛應用的方法就是
在施工之前，通過計算它的承載力來重新設計液壓頂升裝置，最大限度限制施工的載荷量來使在儲罐頂升的過程中保持
平衡和平穩，在施工的現場的安全施工達到了制度化、規范化以及標準化。
關鍵詞：浮頂儲罐；倒裝法；承載力
中圖分類號：TE972 文獻標識碼：B 文章編號：1673-0038（2013）18-0191-02
前言
大型儲罐倒裝法的施工優勢在于：操作人員操作方便、運用
先進的技術減少了高空中的大量作業，保證了高效率的施工且
容易控制施工的質量，最主要的優勢是安全性能高。例如我國某
原油商業儲備庫擬建設160 萬m3的雙盤式浮頂的原油儲罐，10
萬m3的原油儲罐的油罐內徑為80m，高度為21.8m。罐壁板從上
到下共有9 圈，板的厚度由小到大依次為12mm、15mm、19mm、
22mm、27mm 及32mm。罐壁板的材質依次為Q235原B、Q235原B
和08MnNiVR。據估算，這個油罐的罐壁板總重量高達780t，其中
浮頂的重量為495t，罐底的重量為492t。在罐體的周圍還要安裝
兩道加強圈和抗風圈。因儲罐存儲的介質為原油，所以常壓的設
計就足夠了。操作人員在現場對這個龐然大罐的安裝進行了現
場指導和研究。
1 大型儲罐倒裝法施工工藝安全風險分析
1援1 大型儲罐倒裝法施工工藝流程
大型的儲罐倒裝法采用的是先進的倒裝組裝壁板的施工工
藝，提升工具就是液壓缸，采用逐層提升的方法，自最頂層直到
最后一層壁板，還要在壁板的提升過程安裝各個層的抗風圈、包
邊角鋼等附件。
（1）最頂層（第9 圈）罐壁組裝。
主要有三個步驟：
第一步，將第9 圈壁板安裝到組裝好的罐壁墊塊上。
第二步，在罐壁板的圍板上安排版圖，就是在圍板的兩側從
沿罐的圓周相差將近180毅的點對立焊接縫隙，在緊固銷的下部
焊接打緊，并要切除搭口的多余的壁板板料，切除完后還要在焊
接好。
第三步，在壁板的第9 圈上劃上包邊角鋼、第一道抗風圈的
劃線。
（2）圍第8 圈板。
首先，按排版圖開始在沿罐相差180毅的兩個點開始將兩個
搭口收起，然后用5t的倒鏈將兩個搭口收緊，最后立刻進行焊
接，但是要注意兩個焊口不應焊接。
接著，要在第八圈的罐壁板上劃上抗風圈、定方位和三腳架
的劃線。
（3）提升第九圈板。
要將每個液壓缸進行詳盡的調試，保證在提升時沒有誤差
出現；在連接整體后，為了保證接頭連接的牢固性，一定要仔細的
檢查和檢驗。檢查完后，為了將第9 圈壁板提升起來，要將液壓提
升系統開啟，首先要提升2m，在確認提升的同步情況、液壓的泄
漏、擋板焊接沒有問題后，再將第8 圈和第9 圈提升到能對接的
準確位置，在提升時要注意罐的直徑很大，在提升的過程中要及
時的全面檢查，保證提升過程中設備正常工作，一般安排檢查人
員6~8人即可。在第9 圈提升到位后，為了保證對口的縫隙在0~
2mm 的誤差范圍之內，要在提升過程中按順序單個液壓罐，收緊
對口的兩個搭口，收緊罐內壁，并銷緊使其恰好在罐內限位板上。
對環焊接接縫時要分成四組，兩兩焊接兩個搭口，要保證罐壁銷
緊的方向和點焊的方向相同。通常廣泛應用主要有千斤頂、直棍
和撬棍等工具。點焊點的長度要符合全國的標準即焊點長度為
40mm，兩個焊點的間隔要保證在3m。還要切除搭接的那部分，并
將搭口進行焊接，焊接完后要用半自動的切割機切除在壁板搭口
上多余的余料。焊接第8 圈的壁板時，要保證與第9 圈的環縫組
對和焊接，示意圖要根據事例的圖示所示。
在第9 圈提升完成后，把液壓缸回落到對應的位置，落下脹
圈，完成這幾項工作后就要準備提升第8 圈，將罐內進行焊縫并
打磨罐內的焊疤。
（4）安裝第九圈板上的附件。
安裝第九圈的附件（包角邊鋼、第一道抗風圈）時，要確保他
們的安裝高度在4m 以上，在安裝的過程中，要用組隊平臺的小
車在罐壁的周圍安裝好。
（5）后續工序與上述相似，重復圍板、提升操作，需注意：
首先要組對進行焊接第二道抗風圈和抗風圈的支撐三腳架，
一定要在提起第8 圈時，在第6 圈板圍上以后在進行組裝。還要
根據圖紙準確焊接加強圈上的支撐三腳架，將其焊接在加強圈的
腹板上。安裝加強圈的時候要充分利用抗風圈上的三腳架，為了
節約工時，在工程施工的時候還要兩面開工。在第7 圈壁板提起
后、第5 圈的壁板圍上后咋安裝第一道加強圈。
（6）脹圈、液壓缸拆除。
1援2 大型儲罐倒裝法施工安全風險分析
罐體傾斜一直是困擾大型儲罐倒裝法施工過程中的安全系
數很大的問題，但是自從運用倒裝法來提升罐體的時候，就可以
在地面進行組對、焊接以及對罐體的射線探傷和安全檢查等問
題，這些風險便可迎刃而解。從而將高空中的風險降到最低，經過
工藝與設備
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建 材 與 裝 飾 2013年 6 月
數次的研究和思索，總結出影響罐體出現傾斜的主要因素有三
點：
淤罐體出現傾斜主要是由于在單體液壓缸不同步的提升。于
如果提升罐體提升的高度太高，罐體就很容易出現傾斜。在實際
中，10m3 的油罐在提升的高度達到21m，第5 圈的罐頂提升到
12m 時，雖然液壓缸的基座只有2m 高，但如果進一步提升罐體
就很容易出現罐體傾斜的情況。盂如果在施工的現場施工遇到
惡劣的天氣情況，如刮風，當風速過大時就可能影響到罐體的平
衡，導致罐體出現傾斜并倒塌的狀況。
2 大型儲罐倒裝法防傾斜安全技術措施
2援1 液壓提升系統
2援1援1 液壓缸的數量
假設液壓缸的數量為m，安全系數為k，提升的總量為n，液
壓的噸位用H來表示。
就可以寫出書中的參照公式：m=k伊n/H；
令n越932.8t，H越25t，k越1.6，計算得m越59.7，取值60。
根據上面所計算得到，如果要將10 萬m3的油罐提升，需要
的液壓缸的數量為60 個，間距為每個液壓缸布置為4.2m。
2援1援2 液壓缸提升速度
若內徑為1.8m 的液壓缸。要進行兩次提升，即行程要被放大
兩倍，按2.5m的提升高度計算高度，每個液壓缸的提升體積為
31L；因為采用的工作方式是單缸單泵，所以工作的提升時間為
9.8 分。
2援1援3 液壓缸提升系統設計
（1）采用新的泵站來控制液壓缸，在液壓缸的提升系統里，一
個泵站只能控制四個液壓缸，因此六十個液壓缸需要被十五個
泵站來控制，這十五個泵站再由一個統一的總系統控制，這種分
級控制的系統有很好的優勢，可以控制提升每個液壓缸的高度，
并且很準確，還能通過液壓控制系統來防止液壓缸上升、下降的
忽快忽慢的問題，從而保證液壓缸同步提升的目標。
（2）在液壓缸提升的過程中，如果在其中用一個帶滾輪的撐
桿來撐護液壓缸的基座，通過防止液壓缸不同步的提升，也可能
避免罐體因提升的高度出現的傾斜問題。
2援2 壁板垂直度調節
在施工過程中常采用如圖1 所示的吊錘和角尺來調節壁板
的垂直度。
2援3 抗風安全技術措施
2援3援1 抗風裝置
如果施工中采用倒裝法，在提升上層罐壁時，焊接下層的圍
板就需要更多的懸空的時間。因為施工要防止風的影響，但是罐
壁的抗風能力很低，因此要設計抗風裝置，來保證施工的安全。
這個裝置的設計初衷就是抗風的安全性，采取上下立柱接頭鉸
鏈，焊接上套管和脹圈，這種設計既能方便安裝和拆除，又能將
結構的受力情況更好地分擔。在施工之前，就要提前安裝好立柱
的抗風裝置，用銷子將提升到位的套管銷住，還要均勻布置儲罐
的容量和提升高度，就拿10 萬m3的油罐來講，順次安裝最多不
能超過20 套。
2援3援2 抗風措施
（1）要焊接兩塊擋板在罐壁處，要保證焊接的每塊擋板承受
的重力大于吊點，在提升最后的三圈時，每塊擋板的承重力不能
低于一臺的液壓缸的最大提升力，即最低的承重力為25t。
（2）要保證工作的安全度，要布置一臺防滑落的保險裝置在
兩個液壓缸之間，使其能安全正常的工作。
3 結論
采用倒裝法這項安全措施后，罐體的傾斜問題得到有效的解
決，在實際的施工中很少出現儲罐傾斜的問題，這樣能更高質量
的完工，既能保證施工的質量，又能確保施工的安全。快速、高效
的完成施工任務。相信在不遠的將來，這項技術會在儲罐的罐體
的應用上發揮更大的作用。
參考文獻
[1]李志飛，劉輝.大型儲罐倒裝法施工安全技術研究與應用[J].電焊機，
2012，8（8）：77~79.
[2]宗濤，王新.大型儲罐倒裝法施工立縫和環縫的組對工藝[J].電焊機，
2012，8（1）：45~46.
[3]李衛國.大型儲罐倒裝法施工立焊自動焊接工藝[J].電焊機，2012，2
（16）：34~35.
[4]楊建強.大型儲罐倒裝法施工液壓提升原理及應用[J].電焊機，2011，7
（12）：74~75.
收稿日期：2013-6-10
作者簡介：吳正平（1958-），工程師，大專，主要從事項目施工管
理、職務項目經理工作。
圖1 垂直度檢查圖
工藝與設備
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