關于圓筒式帶圓形頂儲罐維修施工方法的研究

徐立新

（上海赫燕安裝工程有限公司 上海 201508）

前言

圓筒式帶圓形頂儲罐使用一段時間后，容易因構件老化、受污染或腐蝕等原因，產生結構缺陷，影響其正常使用。在開展維護檢修工作中，主要以《立式圓筒形鋼制焊接有關施工及驗收規范》、《儲罐檢驗，維修，改造和重建》等為依據，通過對其具體缺陷問題進行檢測，制定維修施工方案，并在維修過程中對施工質量進行嚴格控制，從而恢復圓筒式帶圓頂性儲罐的正常使用狀態。因此，有必要對其維護檢修方法進行研究，為實際生產提供參考。

1 圓筒式帶圓形頂儲罐維護檢修的基本要求

圓筒式帶圓形頂儲罐需要進行定期維修，在具體維護檢修工作中，可根據相關規范要求，采取有效的分析檢測手段，對儲罐狀態進行評價。并以此為依據，向主管部門提出申請，適當對其維修周期進行調整。圓筒式帶圓形頂儲罐檢測工作應在達到維修周期一年前進行，延長維修周期的儲罐，則需要每年進行一次檢測評價，確保其狀態安全。在對儲罐進行維修前，需要由專業資質檢測單位對其進行現場檢測，并出具檢測評定報告。然后委托具有儲罐設計資質和一定經驗的專業單位進行維修技術方案設計，并向主管部門申報批準。在整個維修過程中，必要保證生產安全，組好相關檢驗和計算工作，全面實現圓筒式帶圓頂儲罐維修要求[1]。

2 工程概況

本工程的TK0113儲罐屬于圓筒式帶圓形頂儲罐，不含頂蓋高度為18m，內直徑為φ14.1m，凈重115t。經過前期的檢測評價，確定本次工程的主要維修任務包括：①清除儲罐原混凝土表面瀝青，重新噴涂一道熱瀝青；②清通儲罐檢漏管；③清除混凝土結構與儲罐間受損壞的絕緣層，按設計圖紙重新鋪筑，瀝青砂絕緣層重鋪厚度為100mm；④對儲罐底板焊縫缺陷進行修復，包括已探知的300mm焊縫缺陷和其他可能存在的焊縫缺陷。

為完成以上維修任務，需要合理設計維修施工計劃，并做好相關輔助工作。為確保維修施工的順利進行，應拆除可能影響儲罐抬升的連接結構，在維修后予以恢復。儲罐抬升前要對儲罐進行檢測，包括其支撐點焊縫現狀、儲罐垂直度和橢圓度等。將儲罐抬升到制定高度后，對其進行固定。完成焊縫缺陷修復施工，再次進行檢測，確認無誤后，恢復儲罐狀態，最后進行壓水試驗，確保缺陷問題被有效排除[2]。

3 圓筒式帶圓形頂儲罐維修施工方法研究

3.1 基本施工流程

在本次維修任務中，圓筒式帶圓形儲罐的整體提升高度為1.8m，若人員在底部作業危險性較大，存在許多不可控因素。根據以往儲罐抬升維修經驗，決定在罐體開設門洞，供人員和材料進出。將罐體底板和壁板分離，并在罐體設置12個支撐點，頂升5～8cm，將底板分塊取出。分塊大小根據相鄰兩支點距離設計，完成分離后，清除罐體內部的原有瀝青砂，再用冷瀝青砂混合料進行重新填充。完成后將罐體底板裝回，并將罐體回落。由于在維修施工過程中底板已經拆除，因此施工空間較大，可以確保施工過程的安全性，同時方便維修施工技術質量控制，具體施工流程如圖1所示。

3.2 主要施工方法

3.2.1 拆除施工

完成技術方案編制后，需要按照施工方案內容做好前期準備工作。在本次施工中，首先要進行罐體附件、管道和電儀的拆除施工。具體包括：①拆除與罐體連接的管道及其法蘭螺栓和墊片。管道拆卸后，應采用塑料布進行封堵，并做好標記工作，以便完成施工后恢復施工；②拆除電氣儀表的連接線和接地線，對拆除部分進行保護；③打開罐體頂部和罐壁的人孔，斷開與罐體連接的過橋平臺。

圖1 圓筒式帶圓頂儲罐維修施工流程圖

3.2.2 開設門洞施工

根據現場實際情況，在開設門洞施工中，設置了寬為2m，高為1.7m的門洞。為防止門洞開啟時出現罐體變形問題，需要在門洞外側加設加固裝置，可采用10mm厚、150mm寬的鋼板進行焊接，對門洞進行加固。開洞后，罐體上出現一個缺口，其上方會產生鋼結構自身重力，加固鋼板可以解決其產生的抗彎強度，相當于將門洞上方鋼結構自身重量全部承壓在加固鋼板上。因此，需要確保上部承力小于加固鋼板自身屈服強度。本工程中罐體重量為115T，門洞上部承受的自身重量約為50411.2N，加固鋼板自身屈服強度則應大于33.607MPa。因此可選用Q235B鋼板進行加固，其屈服強度為235MPa，遠高于33.607MPa。

3.2.3 罐體頂升

在罐體頂升施工中，首先要根據罐體重量和支撐點數量以及風載等因素，合理選擇千斤頂，該工程每臺千斤頂的頂升質量約為10.26T，考慮到風載影響，選擇2.5倍30T千斤頂較為合適。因本次頂升施工是對整個罐體進行頂升，且底板已經拆除，必須采取罐體加固措施，防止頂升過程產生的拉力對管壁造成破壞?？刹捎肅20號槽鋼進行加固，在罐體內壁與頂升點位置相同處進行焊接，每隔2000mm焊接50mm焊縫。為防止底板拆除可能出現的下部外張力，還需要在下部支點處設置一圈環形工裝，其彎曲度應與罐體一致，也采用段焊形式。頂升前還需要拆除罐底幅板、罐體外緣板等。此時罐體除了地腳螺栓外已經全部分離，應緩慢松開地腳螺栓，檢查各千斤頂受力情況，直到完全松開。分別在每個頂升點安排一名技術人員進行手動泵油壓控制，在罐體3m進行操作，每提升5mm暫停作業，對各支點受力情況進行檢查，確保提升高度的一致性。為防止千斤頂失效，還應采取型鋼+多層鋼板方式進行剛性固定，確保施工安全性[3]。

3.2.4 罐體底板移除

罐體頂升至設計高度后，罐體已經與外緣板完全分離。將罐體固定后，施工人員可進入罐體拆除外緣板，將每個外緣板分成兩塊，外部一塊、內部一塊，割線如圖2所示。完成拆除后，對其進行復拼和編號，方便后續安裝施工使用。

圖2 外緣板分割線

3.2.5 瀝青砂施工

瀝青砂施工首先要對原瀝青砂進行拆除，施工人員可進入罐體內部，采用風鎬進行拆除，在接近罐體基礎部分時，改用人工鐵鏟方式，防止對罐體基礎造成破壞。完成原瀝青砂拆除施工后，做好混凝土基礎清理工作，確認無雜質和污染物，人工涂刷界面劑，保證均勻攤鋪。瀝青砂鋪筑厚度為10cm，每平方米內擺放4.5袋瀝青砂。用壁紙刀割開包裝袋，將瀝青砂倒入就近位置，然后使用鐵鍬進行初步平攤，再用推板進行二次平攤，最后進行壓實。壓實施工可采用手扶路壓機，按照從外向內的順去進行逐圈壓實，確保壓實效果。

3.2.6 底板移入及拼接

在底板移入和拼接過程中，首先依次進行底板下料、邊緣板下料和中幅板下料。其中底板為工廠預制板，經過火焰切割，確保切口平整。邊緣板為厚度12mm的Q235B鋼板，在制作模板時，每塊模板上開2個螺栓孔。中幅板長度不小于2000mm，寬度不小于1000mm，不規則中幅板最小直邊尺寸不小于700mm。然后按照施工設計方案進行底板組裝，其中邊緣板安裝需要再次進行罐體提升，以滿足施工高度需求。

3.2.7 罐體回落及恢復施工

罐體回落施工是與頂升施工相反的過程，同樣將每次下降高度控制為5mm，分別檢查各個頂升點的受力情況，確保其下降高度一致。罐體回落后，將地腳螺栓把緊，采用經緯儀對其垂直度進行檢測，無誤后進行終擰。最后拆除內部工裝，對開設的門洞進行復位，然后進行真空箱和水壓試驗。

3.3 質量保證措施

為保證圓筒式帶圓形頂罐體維修施工質量，應采取以下幾點質量保障措施：①建立質保體系，做好質量培訓和上崗前考核工作，電氣焊作業人員必須持證上崗；②控制好焊接質量，本次焊接施工主要為手工電弧焊，焊條為J427，入庫溫度應在10～25℃，相對濕度應小于50%，使用前對其進行烘烤，然后放入恒溫箱備用，焊接施工環境要求風速小于6m/s，相對濕度小于80%，且不能在雨天施工；③水壓試驗要在干燥天氣下進行，并對罐體進行嚴密性檢測，充水至設計最高液面，保持48h，無滲漏和變形現象為合格，此外還要做好成品保護措施。

4 結束語

綜上所述，通過對圓筒式帶圓形頂罐體維修施工要求進行分析，可以為其維修施工方案的制定提供依據。在此基礎上，結合維修工程實際情況，采取有效的維修施工技術，可以消除圓筒式帶圓形頂罐體存在的缺陷問題，使其恢復正常使用狀態。