新鮮氧化鋁鋼儲倉施工方案的探究

梁紹乾

摘要：當貯倉直徑較大，安裝重量大，現場安裝場地狹窄時，需結合以往的施工經驗及提升設備的選購，貯倉筒體，可采用倒裝法進行施工。

關鍵詞：新鮮氧化鋁；鋼儲倉；施工

前言

新疆農六師煤電有限公司電解四期Φ28m×30m新鮮氧化鋁貯倉制作安裝工程主要是3#、4#、5#、6#共4臺新鮮氧化鋁鋼儲倉的制作安裝。新鮮氧化鋁貯倉內徑為28m總高度為30m，又倉頂蓋、倉壁、底板、倉內中央錐體、環形錐體組成（如新鮮氧化鋁鋼儲倉圖所示），單臺貯倉凈重為519.72噸，4臺貯倉總凈重為2078.89噸。

1 施工工藝流程分析

2 新鮮氧化鋁儲倉的鋼倉施工方法

由于鋼倉直徑大中28000、槽體H=30m、重量大G=519.72噸，給吊裝工作帶來很大的難度，壁板施工過程中極易變形。為了提高工作效率及經濟性，加快施工進度，采用倒裝法，利用液壓提升裝置進行吊裝。該液壓提升裝置由以下三部分組成：

（1）BY160型液壓提升機-由SOD-160-100s.f松卡式千斤頂、提升架和提升桿（Φ32圓鋼-材質45#）組成；

（2）液壓控制系統一由液壓控制柜（泵站）、高壓膠管總成和液壓系統配件組成；

（3）脹圈或必要的配件-脹圈、傳力板、手壓千斤頂等。使用時將適當數量的液壓提升機均布于儲罐內壁圓周處，用高壓油管將液壓控制柜與各提升機油缸相連組成液壓回路；操作液壓控制柜的按鈕開關即可集中控制提升機的提升動作。其工作原理為：通過提升器（千斤頂）的往復運動，利用兩個具有單向卡緊性能的卡緊裝置的交替工作，帶動提升桿、活動托架、插板上升；由插板與臨時固定在罐壁上的漲圈連接，帶動罐體上升，實現步進式液壓提升。

新鮮氧化鋁鋼倉安裝前，對于槽基礎較高的情況，在槽體的基礎外沿搭設圓形的臨時平臺在平臺外周設置圍欄，以便站人、確保安全同時組對簡體焊接用。根據圖紙把底板（弓形板）安裝好在基礎上。把液壓提升裝置（成套設備）的液壓站設置在鋼倉內，把液壓提升機（即松卡式千斤頂、提升架、提升桿等）均布于鋼倉內壁圓周處，根據吊裝重量的逐漸增加只需增加液壓提升機數量即可，用高壓膠管把液壓控制柜與液壓提升機連接好。考慮到人員方便進出鋼倉且通風性好，用H型鋼HN500L=1000/根，共20根作為支座，均布且水平與底板點焊接好置于鋼倉底板圓周上，把每層組對好的簡體提升起來落在支座上即可進行焊接。

安裝前，先將頂蓋桁架以及頂蓋板構件制作好，將鋼倉壁板預制好。安裝時先安裝提升最上一層（第十三層）鋼倉壁板，當完成兩層（第十二層）壁板安裝時就可以安裝頂蓋桁架以及蓋板等構件，待頂蓋所有構件安裝焊接完畢后進行提升第二層（第十二層），提升完畢安裝地三層鋼板，然后逐層安裝焊接、提升鋼倉壁板，直至鋼倉壁板安裝完畢。

液壓千斤頂受力驗算，倒裝過程中，槽體最大的頂升重量為411.24噸，每次提升的高度h=100。

提升荷載Omax根據公式Q=k1k2（Q1+q）

式中：Q1-最大頂升重量411.24噸

q-索具重量取3.8噸

kl-動載荷系數取1.1

k2-不均衡系數取1.1

則Q_max=k1k2（Q1+q）=1.1×1.1（411.24+3.8）=415.04噸

因此可采用26臺16噸液壓千斤頂，每個液壓千斤頂承受的最大壓力N_max=Q_max/26=15.96噸<16噸，故選26臺16噸液壓千斤頂滿足吊裝要求。26臺電動液壓千斤頂在槽底均勻分布，詳見分解槽液壓提升裝置示意圖，新鮮氧化鋁鋼倉詳見鋼倉示意圖2。

脹圈與頂升托架的設置

（1）脹圈

因氧化鋁鋼倉的重量大，直徑也大，所以要保證提升時壁板不變形必須采用脹圈的形式，其主要目的是提高罐壁的剛度，脹圈采用[16#槽鋼滾制而成，脹圈周長約88m，并把脹圈作為提升扁擔。在脹圈的每個吊點位置焊接一組兩塊吊耳，吊耳用520×370×20鋼板做成。

（2）提升架及提升桿

提升架主要由1#上頂板300×300×20，1塊、2#槽鋼[5#，L=320，4根、3#鋼板328×486×20、4#槽鋼[8#，L=328，1根及L=4432根、5#槽鋼[14b L=4500 4根及鋼板140×3500×8，4塊、6#提升桿圓鋼Φ32，L=5000，1根、7#槽鋼[8#，L=240，1根及L=400，2根、8#角鋼∠40×4，L=240，5根及L=400，2根、9#滑動托架（由圓螺母，導向輪，軸座，銷軸，托架上蓋板，限位軸，支撐板，托架下底板，主支撐板等加工件組成，84.64kg/個）。由于鋼倉采用26臺電動液壓千斤頂進行頂升倒裝，則需制作26套提升架，每套提升架重量為789.89kg，26套總重量為20537.14kg。

采用這液壓提升成套設備的倒裝工藝與原有的倒裝法相比，成本低、效益高、安全可靠，更易保證施工質量。其液壓提升裝置構思新穎、設計合理，與目前較先進的機械式頂升機相比，節電68%、減輕自重80%、效率提高80%、制造成本降低51%、提升速度提高2%。

3 新鮮氧化鋁鋼倉制作與安裝

3.1 弓形板制作

新鮮氧化鋁鋼倉底板由20塊弓形板組對成，板之間連接焊縫全部為對接焊縫。弓形板制作前應根據圖紙及材料情況首先繪制底板排版及焊接順序圖。在排版時，為補償焊接后焊縫的收縮變形，在排版時預先留出收縮余量，弓形板的排版直徑比設計直徑放大1.5～2‰。并將焊縫以軸心對稱安排，同時相鄰的焊縫間距盡量大一些，弓形板上任意兩個相鄰焊接接頭之間的距離以及邊緣板對接接頭距底圈圓筒縱縫的距離，均不小于200mm。

弓形板下料采數控切割機切割，下料前將鋼材切割區域表面的鐵銹、污物等清理干凈。下料時要確保切割邊的直線度。弓形邊緣板尺寸偏差應符合下表1要求：

（1）弓形板安裝

弓形板按圖紙尺寸要求進行拼接，拼接的焊縫采用單面對接焊縫，即先在基礎上劃線，然后安裝80x6扁鋼，再安裝底板。板與板對接局部凹凸度用1m長直尺檢查，其不平度應≤2mm。

（2）底板焊接

弓形底板的焊接參數和順序按焊接作業指導書要求進行。焊接前應特別注意焊口的清潔與干燥，在鋼板的對接或搭接處不許夾有泥沙、油污及鋼銹等雜質。

所有焊縫均應進行外觀檢查，并應符合下列規定.a.焊縫表面必須清渣.b.焊縫表面及熱影響區不得有裂紋；c.焊縫表面不得有氣孔、夾渣等缺陷；d.焊縫咬肉深度≤0.5mm，其連續長度≤100mm。每條焊縫咬邊總長度（焊縫兩側之和）不得超過該焊縫長度10%。e.底板焊接后局部凹凸變形應不大于長度的2%。

3.2 鋼倉壁板預制

（1）下料

筒節下料前應根據圖紙和鋼板的來料情況繪出排版圖，根據排版圖來放樣劃線。鋼板用半自動切割機下料，下料前將鋼材切割區域表面的鐵銹，污物等清理干凈。其尺寸允許偏差應符合下表2要求：

下料后板料經過清渣校平，用半自動切割機加工出焊接坡口，鋼板邊緣加工面應平滑，無溶渣和氧化皮，且不得有毛刺、分層、裂紋和夾渣等缺陷。焊縫接頭型式和尺寸的選用應符合圖紙和《手工電弧焊接接頭的基本型式和尺寸》（GB985-80）的要求。

（2）卷圓

筒壁板在三輥卷板機上卷壓成所需弧度的圓弧板。在平臺上立置弧板，用弧長為2m的圓弧樣板檢查弧度，間隙不大于4mm，在壁板寬度方向上，用1m長的直尺檢查，間隙不得大于1mm。

成形后的圓弧板必須放置在專用的弧形支架上，以防止圓弧板在堆放或運輸中產生變形，影響圓弧質量。組裝前應按預制質量標準進行復驗，必要時應重新找圓，但應防止在圓弧板上產生錘痕。

（3）筒節組裝

各層壁板組裝時均在弓形底板上的支座進行組對，組裝時在支座水平面上劃出中心線，并在內圓周上作12等份，用胎具定位，定位高度約150mm。然后按弧板編號分片吊至規定位置，緊靠定位胎具就位并用楔鐵楔緊。弧板吊運必須有專門的吊具，防止弧板在吊運過程中變形，影響筒節的質量。示意圖如4：

鋼倉各層壁板安裝后應符合如下規定：

（1）相鄰兩壁板上口的水平允許偏差，不應大于2mm；（2）組裝焊接后，在底圈壁板lm高處，內表面任意點半徑的允許偏差，不應于±3mm；（3）壁板組裝時，內表面應齊平，縱向焊接接頭錯邊量不應大于板厚的1/10且不應大于3.0mm；（4）筒節在組裝焊接后，在底圈壁板1m高處，內表面任意點半徑的允許偏差應符合下表要求：

4 結語

本工程中鋼倉直徑較大，給吊裝工作帶來了一定的難度，壁板施工過程中極易變形。采用倒裝法，利用液壓提升裝置進行吊裝，能夠提高新鮮氧化鋁儲倉的施工工作效率及經濟性，加快施工進度。