小型儲罐倒裝法施工分析

1、小型儲罐倒裝手動倒鏈提升施工分析摘要：本文主要以5000m3儲罐為例介紹小型儲罐倒裝法手動倒鏈提升施工，通過對手段用料準(zhǔn)備、人力資源和機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備及投入、施工過程控制進(jìn)行分析，對類似或同樣的小型儲罐施工起到一定的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：倒鏈 手動提升 倒裝 儲罐在石油化工建設(shè)中，隨著裝置規(guī)模的大型化，儲罐的建造越來越多，而且像10000m3、5000m3、3000m3這樣的儲罐在一個單元中成批次的建造很多，這樣的小型儲罐一般采用倒裝法進(jìn)行施工，本文根據(jù)青島大煉油和孟加拉凝析油項(xiàng)目5000m3儲罐兩臺同時交叉施工進(jìn)行分析。一手段用料準(zhǔn)備1.抱桿、倒鏈的選用根據(jù)儲罐的重量和圓周長來確定抱桿的大小及數(shù)量，

2、 儲罐數(shù)據(jù)見下表1.1 儲罐數(shù)據(jù) 表1.1序 號項(xiàng) 目參 數(shù)單 位備 注1儲罐總重量M132798Kg2罐底重量M128000Kg3罐頂重量M214614Kg4底圈壁板重量M316956Kg5直徑21000m6壁板總高度H16m7每圈壁板高度H12m每臺儲罐：抱桿選用14根219×8的鋼管，高度為3.5米；選用14個10T倒鏈。根據(jù)倒裝法施工，在施工過程中抱桿和倒鏈所承載重量是罐頂和罐壁，罐底板有帶放水排污孔在施工中方便人員出入底圈壁板重量不計(jì)入承載負(fù)荷，底板沒有帶放水排污孔的為了施工方便將壁板安裝高度預(yù)抬高500mm（詳細(xì)見三儲罐施工中描述），底圈壁板重量計(jì)入承載負(fù)荷。本次數(shù)據(jù)計(jì)算

3、將底圈壁板計(jì)入承載負(fù)荷。承載重量M4=儲罐總重量M-底圈壁板重量M3=132798-28000=104798（Kg）材質(zhì)為Q235-A，其，許用應(yīng)，許用截應(yīng)力（1） 抱桿核算 單根抱桿受力如右圖1所示 圖1 拉力F與抱桿夾角為5。單根抱桿受力抱桿主要承受軸向力FY，根據(jù)強(qiáng)度條件確定鋼管的橫截面積為mm2選用219×8的鋼管，其橫截面積為4012mm2，滿足要求。（2） 倒鏈的負(fù)荷計(jì)算倒鏈承受力倒鏈負(fù)荷率，滿足施工要求。（3） 抱桿高度核定上表1中每帶板高度H1=2m，脹圈安裝在距每圈壁板下邊L1=0.2m處，倒鏈鉤頭L=0.5m，為了施工方便壁板預(yù)抬高H2=0.5m則：，抱桿高3.5

4、米滿足施工要求。2. 吊耳的選用吊耳選用如下圖2所示吊耳材質(zhì)采用區(qū)235-A，厚度為20mm的鋼板制作，所有開孔均采用機(jī)械制孔，保證開孔圓滑；1號孔掛倒鏈，2號孔掛平衡繩。（1）吊耳驗(yàn)算在斷面B1B2處，b=100mm，=20mm在斷面A1B1處，D=200mm，d=50mm，=20mm倒鏈提升方向最大拉應(yīng)力應(yīng)力小于，滿足施工要求。（2） 焊縫驗(yàn)算圖2所示焊縫P承受大的彎矩，核算焊縫P 焊縫厚度 焊縫總計(jì)算長度，等于焊縫實(shí)際長度減去焊縫P受剪切力很小，因而剪應(yīng)力很小，忽略不計(jì)，故：，滿足施工要求。3. 其它手段用料及用途見表2 其它手段用料及用途 表2序 號名 稱數(shù) 量用 途1脹圈兩套詳細(xì)見說

5、明第1項(xiàng)2縱縫防變形板80塊詳細(xì)見說明第2項(xiàng)3扁楔子200個用于儲罐組對好后起臨時固定作用4平衡繩400米在提升過程中平衡每對抱桿受力5螺旋千斤頂20t的20個用于連接脹圈，頂死脹圈使脹圈貼緊壁板6部分角鋼槽鋼若干制作定位板和焊接防變形卡具7架桿2000米用于頂板組對支撐和防風(fēng)棚支撐說明：（1）脹圈根據(jù)最厚的壁板來確定，脹圈起到支撐壁板和壁板組對好后起弧，防止壁板變形，5000m3儲罐壁板最厚為15mm，選用20a槽鋼，兩根槽鋼對扣焊接，中間焊接加強(qiáng)筋板。 （2）縱縫防變形板，用鋼板制作，有內(nèi)弧板和外弧板，組對好縱縫后點(diǎn)焊防變形板，防止焊接中變形，用12mm鋼板制作，外弧防變形板如下圖2 圖2

6、4. 儲罐焊材用量計(jì)算儲罐焊材用量是以焊縫的實(shí)際熔敷金屬量為基礎(chǔ)乘以焊條熔敷率焊材用量計(jì)算公式（經(jīng)驗(yàn)公式）：公式：焊接材料所需量，單位g；， 截面積，單位cm2； 金屬密度，單位g/cm； 焊縫長度，單位cm； 焊條熔復(fù)率； 1.2焊縫余高按0.2倍原焊縫計(jì)；截面積計(jì)算公式 以儲罐單條縱縫計(jì)算為例：儲罐縱縫板厚，開單面的V型坡口，間隙 縱縫長度，材質(zhì)為碳鋼，碳鋼焊條熔復(fù)率，則按照此方法根據(jù)儲罐的各種板厚和不同的坡口型式可以計(jì)算出整個儲罐所需焊材的用量。2 人力資源和機(jī)械設(shè)備投入1. 人力資源投入 （1）焊工投入確定根據(jù)焊接量來確定所需焊工的數(shù)量，為了提高勞動效率，兩臺儲罐同時交叉施工，實(shí)現(xiàn)每天

7、一圈板，以最厚一圈壁板的焊接量來確定。5000m3儲罐最厚一圈壁板，板幅寬度、，儲罐直徑表1所示，縱縫和環(huán)縫的坡口型式及大小見下圖4 圖4則焊接工程量：縱縫數(shù)量，取； 縱縫長度 環(huán)縫長度根據(jù)焊材計(jì)算公式計(jì)算出焊縫的金屬熔敷量：總金屬熔敷量：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)每個電焊正常8小時工作日可熔化焊條金屬量約79Kg，取中間值8Kg計(jì)算，電焊數(shù)量，考慮工作時間系數(shù)為1.5，實(shí)際投入電焊數(shù)量為。（2） 鉚工投入確定：根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)鉚工投入約焊工總數(shù)的0.6，則鉚工投入人數(shù),考慮實(shí)際取12人。 （3）其它工種人數(shù)的確定 起重人數(shù)：根據(jù)工序預(yù)制和安裝同時進(jìn)行，需要起重進(jìn)行配合，起重取4人； 電工人數(shù)：儲罐施工電焊機(jī)很

8、多，用電量大，電工實(shí)際操作需要，電工2人； 焊條管理人數(shù)：儲罐施工焊條用量大，焊條領(lǐng)取頻繁，焊條管理人員2人；（4） 根據(jù)以上計(jì)算和管理需要，人力資源投入見下表3 人力資源投入 表3序 號人 員 類 別工 種數(shù) 量單 位1施工人員焊工18人2鉚工12人3起重工4人4電工2人5焊條管理人員2人6管理人員項(xiàng)目經(jīng)理1人7施工經(jīng)理1人8技術(shù)負(fù)責(zé)人1人9質(zhì)量管理人員1人10安全管理人員1人11物資管理人員1人2. 機(jī)械設(shè)備投入（1） 焊機(jī)投入：根據(jù)實(shí)際焊接工程量和所確定的焊工人數(shù)來確定焊機(jī)的投入量，儲罐焊接使用堿性焊條比較多，焊機(jī)考慮直流焊機(jī)和逆變焊機(jī)。（2） 吊車投入：儲罐施工，預(yù)制和安裝同時進(jìn)行，兩

9、個地方都需要吊車，吊裝重量小，但吊裝比較頻繁；預(yù)制廠吊車使用比較靈活裝車、卸車，考慮施工25噸汽車吊；安裝場地主要用于儲罐圍板和倒板，吊車使用和站位頻繁，考慮使用25噸履帶吊車。（3） 根據(jù)實(shí)際機(jī)型設(shè)備投入見下表4 機(jī)型設(shè)備投入 表4序 號名 稱規(guī) 格數(shù) 量用 途1汽車吊25T1如在加工廠可以不用2履帶吊25T1用在施工現(xiàn)場3拖板車10T1運(yùn)輸材料4滾板機(jī)20×3000mm1滾制壁板5半自動切割機(jī)4用于下料6直流焊機(jī)87逆變焊機(jī)ZX400128真空泵20L/min，真空度小于20KPa1用于罐底真空試驗(yàn)9空壓機(jī)6m3/min2用于碳弧汽刨10焊條恒溫箱111焊條烘干箱112試壓泵11

10、3無齒鋸400114手持砂輪機(jī)1002015手持砂輪機(jī)1802016焊條庫117焊機(jī)房218軸流風(fēng)機(jī)3用于通風(fēng)19梯子420搖臂鉆25121螺旋千斤頂20T20頂緊脹圈用22手動倒鏈10T30提升用 說明：（1）逆變焊機(jī)要有兩臺用于汽刨用。 （2）根據(jù)邊緣板圓弧的直徑在現(xiàn)場制作弧型導(dǎo)軌，使用半自動切割機(jī)對邊緣板的下料，提高邊緣板下料效率和成形美觀。3 儲罐施工1. 儲罐倒裝施工工序施工準(zhǔn)備基礎(chǔ)驗(yàn)收材料入庫驗(yàn)收底板下料頂板下料壁板下料附屬結(jié)構(gòu)下料底板下防腐頂板預(yù)制壁板滾弧底板安裝焊接及質(zhì)量檢測安裝頂圈壁板、脹圈及包邊角鋼焊接，安裝頂板的安裝胎具罐頂板安裝組對焊接（預(yù)留抱桿位置）安裝抱桿等提升工具

11、抱桿、脹圈等提升工具預(yù)制完畢安裝頂圈第二圈壁板后提升組對焊接檢測安裝原頂板預(yù)留位置依次循環(huán)安裝其它各壁板并檢測，附屬盤梯等跟著壁板安裝拆除手段用料，焊接大角縫，焊接底板預(yù)留焊縫附件安裝，附屬結(jié)構(gòu)安裝等共檢水壓及沉降試驗(yàn)共檢整理資料交工2. 儲罐提升工具的安裝儲罐底板沒有設(shè)計(jì)帶放水的排污孔，為了避免施工過程中進(jìn)出罐翻越壁板，避免高空行走，根據(jù)施工需要將罐安裝壁板先預(yù)抬高500mm，在距離底板500mm的位置進(jìn)行儲罐的壁板的安裝，預(yù)抬高支撐件用25槽鋼對扣中間加筋焊接組成箱型鋼，外側(cè)焊接加強(qiáng)筋板。預(yù)抬高支撐件見圖5。抱桿的布置要按儲罐的周長均布，保證每個抱桿受力一致；為了避免頂板少留抱桿開孔，在提

12、升頂圈壁板時，可以根據(jù)重量盡可能少的安裝抱桿，等提升頂圈壁板完畢后，將所有抱桿安裝完畢；為了保證在提升時抱桿受力一致，不發(fā)生側(cè)向小彎曲，每對抱桿之間拉上平衡繩，并且在抱桿受力反方向用鋼管進(jìn)行斜拉支撐。抱桿提升布置見圖6。 圖5 圖63. 施工中預(yù)制和安裝控制（1） 預(yù)制時重點(diǎn)控制：板材找方；底板中幅板下料余量和邊緣板預(yù)留活口板；壁 板預(yù)留活口板和壁板卷板時弧度控制；頂板預(yù)制胎具弧度控制；預(yù)制成形的壁板和頂板存放在胎具內(nèi)，防止弧度變形。（2） 底板安裝重點(diǎn)控制：中幅板搭接余量；底板鋪設(shè)順序按照先邊緣板后中幅板，中幅板鋪設(shè)順序由中心向四周依次鋪設(shè)，中幅板與邊緣板搭接處裁板等焊接龜甲縫之前進(jìn)行處理；

13、邊緣板要控制好邊緣板焊縫的組對間隙，活口板等邊緣板其它焊縫焊接完300mm后進(jìn)行處理。（3） 壁板安裝重點(diǎn)控制：預(yù)抬高支撐件進(jìn)行找正，使所有均布的預(yù)臺高支撐件的上表面在同一個水平面上；頂圈壁板的安裝半徑要在范圍內(nèi)、水平度、垂直度要符合要求，其它壁板的安裝都是以頂圈壁板為基準(zhǔn)的；壁板組對焊縫間隙要均勻合理，活口板等其它縱縫焊接完畢后進(jìn)行處理。（4） 頂板安裝重點(diǎn)控制：頂板安裝將中心傘架和包邊角鋼同等分成四個區(qū)域，四個區(qū)域按照頂板搭接方向，同時進(jìn)行鋪設(shè)；頂板安裝時要在每塊頂板下按半徑的1/3、2/3處進(jìn)行支撐。4. 焊接順序及防變形（1） 底板焊接順序及防變形：焊接順序如下圖7 圖7邊緣板焊接要求

14、：首先焊接外端300mm，要求電焊均布，同時焊接，電焊按同一方向旋轉(zhuǎn)，電流一致，焊接層數(shù)相同，焊接速度一致。中幅板焊接要求：按照圖7焊接順序和方向進(jìn)行分段倒退跳焊，小電流多層多道焊，同一組內(nèi)的焊縫同時焊接，電焊要均布，分段長度要一致，焊接層數(shù)相同，焊接電流和焊接速度一致，層與層之間的焊接接頭要錯開，另外中幅板與邊緣相鄰的300mm預(yù)留不焊；龜甲縫焊接，焊接龜甲縫之前要先把底板與壁板的大角焊縫焊接完畢，中幅板預(yù)留300mm焊接完畢，電焊均布，分段倒退跳焊，小電流多層多道焊，分段長度要一致，焊接層數(shù)相同，焊接電流和焊接速度一致，電焊按同一方向旋轉(zhuǎn)，層與層之間的焊接接頭要錯開；分段倒退焊的長度焊接之

15、前在底板上標(biāo)示。焊接卡具使用：焊接之前要選擇合適的防變形卡具，焊接變形是不可能避免的，采取有效的卡具使其有序較小變形，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中。防變形卡具如下圖8圖8（2）壁板焊接順序及防變形縱縫組對完之后焊接之前要點(diǎn)焊圖2的縱縫防變形板，每道縱縫使用4塊，縱縫在里外全部焊接完畢后再拆除防變形板。壁板先焊接縱縫，后焊接環(huán)縫，縱縫焊接要求：電焊均布對稱，焊完一條縫，電焊按同一方向旋轉(zhuǎn)，焊接電流一致，焊接速度一致，焊接層數(shù)一致，每條立縫從下向上焊接。壁板環(huán)縫焊接要求：電焊均布對稱，劃分出每個電焊焊接的范圍，電焊按同一方向旋轉(zhuǎn)焊接，焊接電流一致，焊接速度一致，焊接層數(shù)一致（3）頂板焊接包邊角鋼焊接如圖9 圖9 焊接順序：先焊接1號縫，后花焊2號縫，再焊接3號縫，3號焊接完畢，全滿焊2號縫。1號縫焊接：電焊對稱均布，按同一方向旋轉(zhuǎn)分段跳焊，要求焊接電流一致，焊接速度一致，焊接層數(shù)一致。2號縫焊接 ：首先電焊對稱均布分段花焊，等焊完3號縫再全焊。3號縫焊接：焊完頂板焊縫后，焊接3號縫，焊接要求同1號縫。頂板焊接：先焊接瓜皮板焊縫，焊接從包邊角鋼向中心，電焊對稱均布，分段跳焊，然后按同一方向旋轉(zhuǎn)，焊接電流一致