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大型储罐倒装法施工安全技术的分析

文档作者：吴正平文档来源：十一冶建设集团有限责任公司		点击数：	更新时间： 2021年10月17日
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2013 年 6月 建 材 与 装 饰
大型储罐倒装法施工安全技术的分析
吴正平
（十一冶建设集团有限责任公司）
摘要：大型的浮顶储罐新兴的施工工艺为大型的储罐倒装法工艺。此施工的施工优势明显，只是在顶升的时候罐体
很容易发生倾斜，这是倒装法存在最主要的风险。因此在施工中要特别注意，以防发生此类事件。最广泛应用的方法就是
在施工之前，通过计算它的承载力来重新设计液压顶升装置，最大限度限制施工的载荷量来使在储罐顶升的过程中保持
平衡和平稳，在施工的现场的安全施工达到了制度化、规范化以及标准化。
关键词：浮顶储罐；倒装法；承载力
中图分类号：TE972 文献标识码：B 文章编号：1673-0038（2013）18-0191-02
前言
大型储罐倒装法的施工优势在于：操作人员操作方便、运用
先进的技术减少了高空中的大量作业，保证了高效率的施工且
容易控制施工的质量，最主要的优势是安全性能高。例如我国某
原油商业储备库拟建设160 万m3的双盘式浮顶的原油储罐，10
万m3的原油储罐的油罐内径为80m，高度为21.8m。罐壁板从上
到下共有9 圈，板的厚度由小到大依次为12mm、15mm、19mm、
22mm、27mm 及32mm。罐壁板的材质依次为Q235原B、Q235原B
和08MnNiVR。据估算，这个油罐的罐壁板总重量高达780t，其中
浮顶的重量为495t，罐底的重量为492t。在罐体的周围还要安装
两道加强圈和抗风圈。因储罐存储的介质为原油，所以常压的设
计就足够了。操作人员在现场对这个庞然大罐的安装进行了现
场指导和研究。
1 大型储罐倒装法施工工艺安全风险分析
1援1 大型储罐倒装法施工工艺流程
大型的储罐倒装法采用的是先进的倒装组装壁板的施工工
艺，提升工具就是液压缸，采用逐层提升的方法，自最顶层直到
最后一层壁板，还要在壁板的提升过程安装各个层的抗风圈、包
边角钢等附件。
（1）最顶层（第9 圈）罐壁组装。
主要有三个步骤：
第一步，将第9 圈壁板安装到组装好的罐壁垫块上。
第二步，在罐壁板的围板上安排版图，就是在围板的两侧从
沿罐的圆周相差将近180毅的点对立焊接缝隙，在紧固销的下部
焊接打紧，并要切除搭口的多余的壁板板料，切除完后还要在焊
接好。
第三步，在壁板的第9 圈上划上包边角钢、第一道抗风圈的
划线。
（2）围第8 圈板。
首先，按排版图开始在沿罐相差180毅的两个点开始将两个
搭口收起，然后用5t的倒链将两个搭口收紧，最后立刻进行焊
接，但是要注意两个焊口不应焊接。
接着，要在第八圈的罐壁板上划上抗风圈、定方位和三脚架
的划线。
（3）提升第九圈板。
要将每个液压缸进行详尽的调试，保证在提升时没有误差
出现；在连接整体后，为了保证接头连接的牢固性，一定要仔细的
检查和检验。检查完后，为了将第9 圈壁板提升起来，要将液压提
升系统开启，首先要提升2m，在确认提升的同步情况、液压的泄
漏、挡板焊接没有问题后，再将第8 圈和第9 圈提升到能对接的
准确位置，在提升时要注意罐的直径很大，在提升的过程中要及
时的全面检查，保证提升过程中设备正常工作，一般安排检查人
员6~8人即可。在第9 圈提升到位后，为了保证对口的缝隙在0~
2mm 的误差范围之内，要在提升过程中按顺序单个液压罐，收紧
对口的两个搭口，收紧罐内壁，并销紧使其恰好在罐内限位板上。
对环焊接接缝时要分成四组，两两焊接两个搭口，要保证罐壁销
紧的方向和点焊的方向相同。通常广泛应用主要有千斤顶、直棍
和撬棍等工具。点焊点的长度要符合全国的标准即焊点长度为
40mm，两个焊点的间隔要保证在3m。还要切除搭接的那部分，并
将搭口进行焊接，焊接完后要用半自动的切割机切除在壁板搭口
上多余的余料。焊接第8 圈的壁板时，要保证与第9 圈的环缝组
对和焊接，示意图要根据事例的图示所示。
在第9 圈提升完成后，把液压缸回落到对应的位置，落下胀
圈，完成这几项工作后就要准备提升第8 圈，将罐内进行焊缝并
打磨罐内的焊疤。
（4）安装第九圈板上的附件。
安装第九圈的附件（包角边钢、第一道抗风圈）时，要确保他
们的安装高度在4m 以上，在安装的过程中，要用组队平台的小
车在罐壁的周围安装好。
（5）后续工序与上述相似，重复围板、提升操作，需注意：
首先要组对进行焊接第二道抗风圈和抗风圈的支撑三脚架，
一定要在提起第8 圈时，在第6 圈板围上以后在进行组装。还要
根据图纸准确焊接加强圈上的支撑三脚架，将其焊接在加强圈的
腹板上。安装加强圈的时候要充分利用抗风圈上的三脚架，为了
节约工时，在工程施工的时候还要两面开工。在第7 圈壁板提起
后、第5 圈的壁板围上后咋安装第一道加强圈。
（6）胀圈、液压缸拆除。
1援2 大型储罐倒装法施工安全风险分析
罐体倾斜一直是困扰大型储罐倒装法施工过程中的安全系
数很大的问题，但是自从运用倒装法来提升罐体的时候，就可以
在地面进行组对、焊接以及对罐体的射线探伤和安全检查等问
题，这些风险便可迎刃而解。从而将高空中的风险降到最低，经过
工艺与设备
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建 材 与 装 饰 2013年 6 月
数次的研究和思索，总结出影响罐体出现倾斜的主要因素有三
点：
淤罐体出现倾斜主要是由于在单体液压缸不同步的提升。于
如果提升罐体提升的高度太高，罐体就很容易出现倾斜。在实际
中，10m3 的油罐在提升的高度达到21m，第5 圈的罐顶提升到
12m 时，虽然液压缸的基座只有2m 高，但如果进一步提升罐体
就很容易出现罐体倾斜的情况。盂如果在施工的现场施工遇到
恶劣的天气情况，如刮风，当风速过大时就可能影响到罐体的平
衡，导致罐体出现倾斜并倒塌的状况。
2 大型储罐倒装法防倾斜安全技术措施
2援1 液压提升系统
2援1援1 液压缸的数量
假设液压缸的数量为m，安全系数为k，提升的总量为n，液
压的吨位用H来表示。
就可以写出书中的参照公式：m=k伊n/H；
令n越932.8t，H越25t，k越1.6，计算得m越59.7，取值60。
根据上面所计算得到，如果要将10 万m3的油罐提升，需要
的液压缸的数量为60 个，间距为每个液压缸布置为4.2m。
2援1援2 液压缸提升速度
若内径为1.8m 的液压缸。要进行两次提升，即行程要被放大
两倍，按2.5m的提升高度计算高度，每个液压缸的提升体积为
31L；因为采用的工作方式是单缸单泵，所以工作的提升时间为
9.8 分。
2援1援3 液压缸提升系统设计
（1）采用新的泵站来控制液压缸，在液压缸的提升系统里，一
个泵站只能控制四个液压缸，因此六十个液压缸需要被十五个
泵站来控制，这十五个泵站再由一个统一的总系统控制，这种分
级控制的系统有很好的优势，可以控制提升每个液压缸的高度，
并且很准确，还能通过液压控制系统来防止液压缸上升、下降的
忽快忽慢的问题，从而保证液压缸同步提升的目标。
（2）在液压缸提升的过程中，如果在其中用一个带滚轮的撑
杆来撑护液压缸的基座，通过防止液压缸不同步的提升，也可能
避免罐体因提升的高度出现的倾斜问题。
2援2 壁板垂直度调节
在施工过程中常采用如图1 所示的吊锤和角尺来调节壁板
的垂直度。
2援3 抗风安全技术措施
2援3援1 抗风装置
如果施工中采用倒装法，在提升上层罐壁时，焊接下层的围
板就需要更多的悬空的时间。因为施工要防止风的影响，但是罐
壁的抗风能力很低，因此要设计抗风装置，来保证施工的安全。
这个装置的设计初衷就是抗风的安全性，采取上下立柱接头铰
链，焊接上套管和胀圈，这种设计既能方便安装和拆除，又能将
结构的受力情况更好地分担。在施工之前，就要提前安装好立柱
的抗风装置，用销子将提升到位的套管销住，还要均匀布置储罐
的容量和提升高度，就拿10 万m3的油罐来讲，顺次安装最多不
能超过20 套。
2援3援2 抗风措施
（1）要焊接两块挡板在罐壁处，要保证焊接的每块挡板承受
的重力大于吊点，在提升最后的三圈时，每块挡板的承重力不能
低于一台的液压缸的最大提升力，即最低的承重力为25t。
（2）要保证工作的安全度，要布置一台防滑落的保险装置在
两个液压缸之间，使其能安全正常的工作。
3 结论
采用倒装法这项安全措施后，罐体的倾斜问题得到有效的解
决，在实际的施工中很少出现储罐倾斜的问题，这样能更高质量
的完工，既能保证施工的质量，又能确保施工的安全。快速、高效
的完成施工任务。相信在不远的将来，这项技术会在储罐的罐体
的应用上发挥更大的作用。
参考文献
[1]李志飞，刘辉.大型储罐倒装法施工安全技术研究与应用[J].电焊机，
2012，8（8）：77~79.
[2]宗涛，王新.大型储罐倒装法施工立缝和环缝的组对工艺[J].电焊机，
2012，8（1）：45~46.
[3]李卫国.大型储罐倒装法施工立焊自动焊接工艺[J].电焊机，2012，2
（16）：34~35.
[4]杨建强.大型储罐倒装法施工液压提升原理及应用[J].电焊机，2011，7
（12）：74~75.
收稿日期：2013-6-10
作者简介：吴正平（1958-），工程师，大专，主要从事项目施工管
理、职务项目经理工作。
图1 垂直度检查图
工艺与设备
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