液压顶升倒装法在大型立式圆柱形储罐安装中的应用

张春胜

（甘肃一安建设科技集团有限公司， 甘肃 兰州 730000）

引言

大型立式圆柱形储罐在石油化工等行业中应用较为广泛，其设计、制造以及安装流程对储罐使用性能造成直接影响，尤其是安装阶段，实际应用过程中对储罐质量的要求也相对较高。从实际发展角度分析，合理的安装技术可以有效提升安装效率，并确保储罐充分发挥其应用的功能。现阶段，常用安装方法有正装法和倒装法两大类别，前者如脚手架正装法等，后者如液压顶升倒装法、拉杆顶升倒装法等。考虑到安装工艺的重要性，从业技术人员对相关安装工艺问题进行深入的研究讨论[1]。

1 液压顶升倒装法原理概述

该工艺在实际应用过程中需要首先将液压顶升装置设置于储罐内壁圆周之上，在实际作业过程中利用该装置对罐顶以及罐体壁板进行提升，完成安装流程。在实际应用中需要利用自锁式液压千斤顶以及提升架、液压提升机等设备，作业过程中需要确保千斤顶设备上卡头卡紧罐壁，并利用液压控制系统控制千斤顶进油，进而实现举起提升杆以及胀圈带动罐体向上提升。千斤顶回油时，上卡头会随着活塞杆回程，此时下卡头会自动卡紧，确保提升杆不下滑。反复进行此流程进而带动罐体达到焊接施工要求高度。随后在完成上下层壁板对接组焊后，打开液压千斤顶上、下松卡装置，将提升杆以及胀圈移至下一层，反复进行此流程直至最后一层壁板组焊完成。

2 工程概述

为详细分析液压顶升倒装法使用要点，本文选择具体案例作为辅助进行具体说明。案例工程为某石化外输总站20 000 m3立式储罐安装施工工程。施工单位在结合实际情况以及工艺要求等因素的条件下，决定采用液压顶升倒装法进行本次工程[2]。

案例工程中涉及的大型储罐具体设计参数如下：公称容积为20 000 m3；储罐内径为Φ40.5 m；罐壁以及储液高度分别为17 430 mm 以及16 130 mm；储存介质为原油；储罐结构形式为单盘式浮顶储罐；计算容积以及单台罐重分别为20 867 m3以及439.322 t。主要实物工程量如表1 所示[3]。

3 液压顶升倒装法施工工艺流程

3.1 施工工法及主体安装程序

案例工程在实际作业过程中依照工艺要求准备吊车、叉车等设备配合施工作业，在完成项圈壁板组焊施工后，施工人员开始沿壁板内部进行胀圈安装流程，胀圈设备的作用在于以下两方面：第一，发挥支撑平台作用，为罐壁提升操作提供便利条件；第二，实现控制储罐直径及椭圆度的目的。

在完成上述操作后，施工人员围绕罐体圆周设置液压升降总成器，本次施工作业中共使用液压顶升柱28 根，并沿圆周进行均匀布设。随后施工人员开始连接液压管线以及液压站主油路。此工序完成后，即可利用控制器开展罐体提升作业，依照设备性能要求，施工人员依照100 mm/次的频率开展作业，并利用人工方式进行闭锁操作，使得液压油退回至管线中，为下次提升提供必要条件。重复此流程直至罐体上升至下一层罐体组焊施工所需高度并罐壁控制阀门。案例工程在实际作业过程中，技术人员依照设备性能以及工艺要求，设计控制程序以及焊接工序分别采用半自动操作模式以及手工电弧焊工艺，焊接作业开展过程中采用逐层重复组焊作业模式。此外，依照施工设计要求，施工人员依照罐壁提升进度开展附件安装作业，主体施工均采取地面作业模式，施工安全性得到显著提升[1]。

3.2 施工工艺要点

3.2.1 罐底安装

案例工程罐底板安装工序采用手工电弧焊工艺。先焊中幅板后焊边缘板靠边缘的300 mm 部位，等壁板施工结束后焊接壁板与底板角焊缝，最后焊接边缘板剩余部分及边缘与中幅板之间的收缩缝。中幅板在进行焊接作业前需要在焊缝两端部分设置防变形夹具，焊接作业过程中采用由罐中心向四周并隔道对称焊接，分段退焊或跳焊，各焊缝在进行打底作业时进行分段退焊，对盖面进行填充作业时应对确保相邻两道焊缝焊接方向呈现出相反态势；罐底边缘板在完成焊接工序后，利用立板进行磨平处理[2]。

3.2.2 罐壁安装

案例工程中，施工技术人员依照以下三个条件确定罐壁板与罐底安装时机：第一，罐底板组装除边缘板剩余部分及边缘与中幅板之间的收缩缝外工序完成后；第二，罐底扇形边缘板对接焊缝外侧300 mm范围内焊接工序全部完成，且经过探伤检测；第三，阻力壁板位置边缘板焊缝余高磨平。

随后施工技术人员依照相关工艺要求在第八圈壁板安装位置进行划线处理。在此环节中，技术人员充分考虑到焊接收缩影响，并依据如下公式对壁板安装沿罐底板防线内径进行确定。

3.2.3 壁板防止以及卡具安装

案例工程在实际开展壁板安装作业前，首先使用叉车对壁板进行散置，并利用方木确保其稳固，在本流程作业中应坚决避免车辆轧、碰撞或放置沉重物品。

在卡具安装流程中，需要施工人员首先在施工所需壁板内侧横缝以及立缝组对所需的龙门班以及眼块，卡具焊接过程中应满足单侧焊满要求，焊接工序完成后进行质量检测[3]。

3.3 拱顶安装要点

3.3.1 储罐拱顶板安装要点

施工单位在储罐拱顶施工前，首先在罐中心位置设立中心支架，为了考虑后续施工工序和操作方便，应将中心支架实际高度高于设计高度值30～50 mm 内。随后在塔内设置脚手架作为支撑以及储罐顶施工平台。等准备工序完成检查合格后，将固定罐顶钢板敷设于搭设脚手支架上，罐顶板的敷设严格依照施工前的工艺排板图组织施工，并对拱顶板进行搭接组织点焊固定。待储罐顶板固定检查合格后，焊接由中心向四周的顺序进行分段退焊跳焊。在储罐顶板焊接完成后，技术人员利用弧形样板对罐顶及焊缝焊接质量进行检查，确保间隙在10 mm 以内。

储罐拱顶板组装时应在罐中心位置设置中心柱及胎具，中心高比设计值高40～60 mm，在包边角钢，中心胎具上标出每块拱顶板的位置线，并焊接挡板，并设置在轴线的对称位置上。先组装两组或四组顶板，用支撑杆调整弧度，调整后进行定位焊，再组装其它罐顶顶板，并调整宽度，搭接宽度为50 mm，搭接宽度的允许偏差为±5 mm。

在拱顶板上安装透光孔、量油孔等附件时，要增设空洞加强圈，焊接时防止变形。在拱顶施工完成后，利用样板对其拱顶质量进行全面检查，检查质量符合储罐相关质量验收规范，焊缝确保间隙控制在15 mm以内。

3.3.2 储罐拱顶焊接要点

首先，施工人员在完成拱顶定位焊工序后，依照先短后长工序对各焊缝进行焊接作业，由内到外依次完成焊接作业目标；其次，施工人员应采用双面满角焊工艺对拱顶部分的肋板接头位置进行焊接作业；再次，施工人员在实际进行作业工作中应采用隔缝对称焊接工艺战队拱顶外侧长焊缝进行作业，并依照由内向外的顺序进行跳焊或退焊；除此以外，施工人员在针对拱顶板以及包边角钢部分进行焊接作业过程中，应依照内外实际要求采取相应的焊接工艺，具体即是针对外侧部分应依照焊脚高度8 mm 的标准采取连续焊作业，内侧则不做焊接处理。在实际进行焊接作业过程中应确保其均匀分布，并沿同一方向采取分段退焊模式进行作业；最后，施工人员应注意拱顶内肋板不与壁板以及包边角钢进行焊接处理。

4 结语

案例工程在应用液压顶升倒装法进行施工后取得了施工成本大幅降低、施工效率有效提升、施工安全性得到保障等成果，从综合效益层面分析，本工程达到预期成果目标。由此可见，液压顶升倒装法具备较强的推广应用价值。