摘要：隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的提高，國內對石油和成品油等資源的需求和消耗不斷增長。在石油、農藥、化工等建設工程中，因大型立式圓筒拱頂儲罐占地少、成本低等優點得到廣泛使用。將根據油庫改擴建的實際工程，從儲油罐安裝選用的方法、提升裝置、整體受力分析及安裝過程4個方面，對3臺8000m3大型立式圓筒拱頂儲油罐制作安裝進行分析，總結經驗。
本工程有3臺8000m3儲油罐制作安裝。油罐直徑26．5m，大高20m，單臺重約180t，葫蘆在立式儲罐裝置的主要部件由底板、筒體、頂蓋、盤梯欄桿及各接管人孔組成，油管平面圖如1.2所示
工程難點是生產與施工同時進行，需對油庫易燃易爆高危險區域進行綜合考慮，油罐四周有環形消防通道，施工過程中不能占用消防通道，保持暢通，北面是新的密閉隔油、污水棚和事故池，南面是正在運營的油罐，東面是預留罐區，西面是新發油臺和正在營業的發油臺，如圖3所示，整個施工場地的布置和使用較為緊張。
油罐主要有拱頂油罐和浮頂油罐2種，拱頂油罐因制作和安裝工藝繁瑣、耗鋼量大等原因使用較少。相對而言，浮頂油罐的制作和安裝施工工藝簡單，在大型油罐安裝中得到廣泛使用。根據安裝順序不同，油罐安裝施工方法主要有正裝法和倒裝法，根據安裝的手段不同，可分為內腳手架正裝法、水浮倒裝法、pph管道充氣頂升倒裝法、手拉葫蘆倒裝法、機械提升(電動葫蘆)倒裝法、液壓提升倒裝法等方法，相應的施工工藝和優缺點如下。
2.1內腳手架正裝法［1］采用臨時腳手架輔助完成每一圈罐壁組裝焊接，即完成罐底板施工后，在其上搭設臨時腳手架，逐層安裝并焊接罐壁。施工時，內側腳手架可懸掛于壁板，外側腳手架可掛于壁板頂端，形成可沿壁板環向行走。優點是通過工作臺操作，施工靈活方便，此方法壁板和浮頂組對可同時進行，工期上有較好改善。缺點是臨時支架和腳手架需使用大量材料，不利于現場布置和管理;高空作業時，作業面窄，可控性低。
2.2水浮倒裝法［2］無需增加內腳手架和臨時支架，利用水的浮力，提升浮頂，由下至上逐層完成壁板組裝。當罐底板和底圈壁板組裝焊接完成后，焊接好浮頂，即可向罐內充水。通過在浮艙上設置T形架和吊籃進行逐層組裝焊接。優點是緩慢增加水壓力，有利于基礎和罐底壓力的平衡，減少沉降差。無需支設腳手架和臨時支架，節約材料。缺點是用水量很大，并且油罐需要全程都浸泡在水中，容易引起鋼板生銹。
2.3充氣頂升倒裝法［3-4］和水浮法類似，充氣之前需完成罐底板和底圈壁板的組裝焊接，采用鼓風機向浮頂送風，通過克服浮頂自重和與壁板的摩擦力，使罐體緩慢上升，由上至下逐層完成圈板的安裝。優點是通過一整套設備裝置，可使罐體緩慢上升，無需高空作業，組裝和焊接方便。缺點是此方法設備裝置多、安裝復雜、人工用量大，需要較好的密封裝置，成本較貴。
2.4機械提升(電動葫蘆)倒裝法［5］先利用千斤頂等輔助工具制作脹圈，并固定在壁板內壁上，使脹圈與罐體成為一體，通過電動葫蘆裝置提升脹圈到預定位置后，進行上、下圈壁板的組對，通過脹圈進行逐層輸送的方式完成全部組裝和焊接。優點是施工工藝簡單，便于操作，對工程質量和施工進度控制較好，成本低，施工效率高，控制性較好。缺點是需通過人工進行控制，費時費力。并且現在人工費比較貴，增加很多成本投入，施工隱患較大。
2.5液壓提升倒裝法［6-7］通過一套液壓提升裝置配合罐體的提升，利用油泵通過輸油管往千斤頂油缸輸送液壓油，產生頂升力，通過脹圈逐層進行罐體組裝和焊接。優點是省時省力、提升平穩、可靠、適應性強、施工質量好。缺點是相對而言成本高、一次性投資大，一般在超大型油罐提升中使用。結合本工程實際場地情況，從人工、設備成本以及整體工期要求和成本控制上，本工程選用機械提升(倒鏈)倒裝法配合電動葫蘆吊進行提升倒裝施工。該方法通過在油罐內壁均勻設置一圈立柱作為提升柱和電動葫蘆倒鏈，罐體設置柱和吊耳，使用電腦和控制柜控制電動葫蘆同步整體提升，由上往下逐層進行壁板的安裝和焊接。電動葫蘆提升倒裝法能很好的適應場地情況，成套設備成本低，施工。該方法可在地面安裝避免高空作業;通過控制柜集中控制，減少人力物力的投入;施工作業時，提升平穩，噪音小，并且可設置自鎖裝置，系數高從整體上把控施工進度、質量、成本和工期，取得很好效果。
電動葫蘆提升倒裝法的施工裝置主要由電動葫蘆、立柱、膨脹圈、斜撐以及調節裝置等組成，提升裝置如圖4所示。在儲罐內部距罐壁500mm左右的同心圓上均布20個10t倒鏈，提升電動葫蘆固定在倒裝立柱上。倒裝立柱用159×8鋼管制成，高3．2m，立柱上端吊耳、底座及筋板均用δ=16mm鋼板制作而成。在立柱3/4高度位置3個方向安裝3根斜撐，斜撐用∠75×7制作。斜撐之間的夾角及斜撐與罐底的夾角均以450為宜，罐安裝1根立柱，pph管道用于把每個提升立柱連在一起，形成一個整體。
膨脹圈采用［16滾弧制成，根據罐體周長分若干節制作，本工程分為4等分。膨脹圈安裝時，在膨脹圈4等分位置處用4個16t千斤頂將膨脹圈頂緊，使其緊貼在罐壁上，通過龍門卡具將膨脹圈與罐壁固定成一體，龍門卡具沿著膨脹圈每隔1m設置1個。膨脹圈用千斤頂頂緊的4個位置應避開倒裝立柱。膨脹圈制作成型后的曲率應和罐內壁的曲率一致，膨脹圈安裝如圖5所示。
本油罐具有8層+罐頂，總重122t，即罐體大的頂升重122t，索具及輔助件重1．5t，所有的質量通過20個提升立柱均衡提升。提升立柱材料為無縫鋼管，材質為20號，其抗拉強度為σ=410～550MPa。單個提升立柱提升如圖6所示。
油罐安裝施工工藝為:基礎施工、驗收→預制加工→組裝、焊接罐底板→安裝頂圈壁板，組裝、焊接罐頂→在罐內設置安裝倒裝提升裝置→依次倒裝其余各圈儲罐壁板→安裝底層壁板→拆除倒裝裝置→焊接底板與壁板的角焊縫→焊接底板、邊緣板對接焊縫→盛水試驗。
罐體組裝前，根據圖紙對土建交接的罐體基礎進行復測檢查，放出縱橫線和標出標高點，并定好基礎沉降觀察點和測定其標高。根據場地情況，基礎施工采取工藝為:細砂墊層回填→粗砂層鋪設→瀝青砂鋪設。砂層的每層虛鋪厚度為200mm，耙平后用蛙式打夯機夯實。瀝青在瀝青砂漿中的體積配合比為百分之八-百分之十二。油罐基礎的瀝青砂漿墊層下設有一層100mm厚的墊層?；A施工完并養護之后，在基礎上劃出十字線，根據線把罐底邊緣線畫出。其標高偏差、支承罐壁處圓周上的高差、瀝青砂層同一圓周上的高差，不得大于規定值，且瀝青砂層表面應密實，不得有貫穿裂紋。
依據罐底排板圖，對罐底邊緣板及中幅板進行劃分并加工料板，按順序編號好。在基礎上劃出各底板的位置線，罐底鋪設前應對罐底板進行噴砂和刷涂瀝青漆，然后進行罐底鋪設。先把邊緣板按設計圖鋪設，中腹板從向四周逐張進行鋪設，如圖7所示。
罐底鋪設完畢，先通過點焊對邊緣板進行固定，再開始手工電弧焊，焊接嚴格按焊接工藝的規定進行。首先焊接邊緣板，邊緣板的焊接應先從外側往里焊接300mm。邊緣板剩余焊縫以及中幅板與邊緣板連接的焊縫，應在罐壁施工完畢，pph管道罐底與罐壁大角縫施焊結束后，再進行焊接。焊接時應先焊邊緣板對接縫，然后焊收縮縫，收縮縫的焊接應由數對焊工均布，沿同一方向分段(以～500mm為宜)跳焊或退焊，以減少應力集中。底板安裝好后，由于油罐筒體安裝時采用倒裝法，考慮到人員方便進出油罐且通風性好，采用26個管墩子和26個鋼板支架均布于油罐底板圓周作為水平支座，與底板點焊接好。墩子上有定位檔板，結合鋼板支座U形叉口，以便定位油罐壁板內徑及壁板組對，油罐壁板管墩子支座和鋼板支座如圖8所示。
罐底焊接完畢后，按照排板圖安裝頂圈壁板。頂圈壁板安裝后保證壁板垂直度、橢圓度和上口水平度等參數。壁板垂直度、橢圓度和上口水平度調整好后，將壁板臨時固定，在壁板縱縫上安裝3塊防變形圓弧板，以防焊接變形，pph管道_環鏈電動焊接可先焊外側縱縫，里口清根，再焊內側縱縫，內側縱縫焊接完后打磨至與母材平齊并按設計要求及規范要求進行檢查。頂圈壁板安裝完并檢查合格后，安裝包邊角鋼，包邊角鋼拼接縫和壁板縱縫應錯開200mm以上。
頂圈壁板探傷合格后進行罐頂安裝，安裝前設置傘架，傘架高度通過計算確定，傘架上表面應保證其水平度，在傘架和包邊角鋼之間再設1圈環梁，環梁上表面用水準儀校核水平度，在傘架、環梁及包邊角鋼上分別劃出單塊頂板位置線，然后吊裝組焊罐頂板，并在倒裝立柱正上端的頂板預留窗口，待罐體安裝完成后再進行封閉，確保安裝過程的通風性。
4.5.1罐頂安裝完畢后，安裝電動葫蘆提升裝置。在距罐壁內側約500mm處均勻布置并安裝20根倒裝立柱，立柱與罐底焊接牢固，與罐頂預留窗口對齊，立柱安裝時保證垂直，并在2/3高度處安裝3根斜撐。每根立柱靠近罐壁側掛一個10t電動葫蘆，電動葫蘆應和膨脹圈上的吊耳處于一垂直線mm處安裝膨脹圈，使膨脹圈和罐壁形成一體受力。在膨脹圈上焊接起吊吊耳，采用電動葫蘆控制提升裝置通過起吊吊耳和膨脹圈提升罐壁。
4.5.3提升裝置及膨脹圈安裝完畢后，圍上第2圈壁板，組對點焊縱縫，預留1條縱縫不點焊?？v縫外側焊完后，即可開始提升頂圈罐壁。
4.4.4提升前，檢查膨脹圈是否頂緊，龍門卡具是否焊牢，倒裝立柱斜撐是否可靠，確定提升裝置無誤后即可開始提升。提升時，先逐個啟動電動葫蘆，使每個電動葫蘆的負載基本一致，再集中啟動全部葫蘆進行提升，提升時罐內人員觀察各電動葫蘆的運行情況，防止卡鏈，提升至對接口150～200mm位置時暫停提升。在所提升的壁板下端沿四周每隔1．5m設置一個罐壁擋板，尺寸為120mm×60mm×8mm。
4.5.5再啟動全部電動葫蘆，使罐體提升到位，用2個手拉葫蘆將活口收緊，測量周長、切割多余的壁板，坡口打磨后進行點焊，并使下圈壁板上端緊貼罐壁擋板，下端緊貼罐底內擋板，局部不到位的地方調整到位，環縫間隙用電動葫蘆調整，并進行組對點焊、焊接。
4.5.6在第2圈壁板外側安裝第3圈板，圍板且組對點焊完畢后，焊接縱縫，縱縫焊好后，重復上述檢查，提升第2圈壁板，組對第3圈封口縱縫，后組對第2圈與第3圈間的環縫。組對好后焊接，焊完后回落膨脹圈，安裝到第3圈壁板下口。重復上述過程，直到罐壁全部安裝完畢。后1圈壁板安裝時需留1張板的立縫不焊，待環縫組對后，在此開出大門，撤出罐內的倒裝裝置，再封大門并焊接。
1、外殼：鋁合金外殼，堅實而輕質。有特殊散熱片，散熱快，克連續使用，效率達百分之四十，可使用在化工廠、電鍍廠等地方；
2、旁磁剎車：新設計的磁力產生器，其特性為產磁?？稍谇袛嚯娫吹耐瑫r間剎車，吊重時剎車及時可靠；
3、限位開關：吊上吊下都有限位開關裝置，使自動停止，防止鏈條超出，pph管道確?？煽?；
4、鏈條：采用進口FEC G80 加熱處理合金鋼鏈條。在雨水、海水、化學品及其他惡劣狀況下使用；
5、吊鉤：經熱鍛造，強度高，pph管道不易斷裂。下吊鉤可旋轉360度，附吊鉤舌片，確保操作可靠；
7、變壓器：24v/36v/48v等變壓裝置。操作時，萬一漏電，克防止意外發生，下雨時，可保證操作可靠；
環鏈電動葫蘆是一種輕小型起重設備，具有結構緊湊、重量輕、體積小、零部件通用性強、操作方便等優點。pph管道減速器采用硬齒面傳動設計，壽命長，機械效率高。電機采用帶有旁磁剎車功能的異步電機，具有上下雙向限位裝置。電動葫蘆可廣泛用于提升重物或安裝在單梁起重機，直線、曲線的工字梁上，也可用于葫蘆雙梁、葫蘆龍門起重機或懸臂吊上，是工礦企業、鐵路、碼頭、倉庫中常用的起重設備。
5種提升方法的優缺點，結合實際工程，對3座8000m3大型油罐制作、安裝及焊接技術進行分析，總結出電動葫蘆提升倒裝法在大型儲罐中的應用。解決了大型儲罐提升安裝中出現的焊接質量難以控制，罐壁和罐頂環縫對口精度不足，以及整體提升系數難以保證等安裝問題，保證工程能按期按質完成。
[2]王宏偉.論鋼制油罐的安裝工藝［J］． 黑龍江科技信息，2012 (4):6．
[4]黃才雄.油罐充氣頂升施工法［J］． 廣西城鎮建設，2003( S1):12-15．
[5]陳峰．大型鋼制立式儲罐的導鏈式倒裝法施工［J］．化工生產與技術，2002(1) :45-47，52．
[6] 姚洪廣.液壓頂升增設底座在倒裝法施工鋼制立式儲罐中的應用［J］．科技與企業，2012(11) :297．
