摘要：某炼油厂在对燃料油罐区的沥青储罐G1302进行全面检验的过程中，发现储罐罐底板下表面严重腐蚀减薄，出现大量穿孔的现象。从储罐的腐蚀严重性、施工过程中的安全性、维修后的质量保证等方面考虑，决定采用对储罐进行整体顶升后，进行整体更换底板的施工方案，确保储罐长周期的安全运行。
关键词：储罐; 腐蚀; 罐底板; 维修; 整体顶升;
1储罐基本情况
G1302罐日常储存介质为沥青，于2009年3月正式投入使用。在2018年7月进行的全面检测过程中，通过测厚检测、相控阵检测、漏磁检测等手段，发现罐底板出现大面积腐蚀，其中当量≥45%的腐蚀缺陷有134处，甚至出现 35处穿孔的现象，具体检测结果如图1所示。
图1 G1302罐漏磁检测示意图
2 施工方案确定
2.1 局部修补与整体更换
（1）根据现场的腐蚀情况，腐蚀面积较大，分布不均匀，施工过程中容易产生遗漏，可能需要多次施工与检测才能完全消除隐患，而且施工质量无法得到绝对保证。
（2）在修补过程中，若不对罐底泄漏处进行全面清理，局部修补时会产生局部密闭空间，存在发生爆炸、火灾的隐患。
（3）由于罐底板整体减薄，若不进行整体更换，在后续的使用过程中，使用年限无法得到保证。
因罐底板腐蚀面积较大，更换部位较多，从检修的效率性与安全性，以及施工质量来考虑，整体更换相比较于局部修补更加安全与实用。
2.2 局部顶升与整体顶升
此前在国内同类型的储罐检修施工作业中，大型储罐多数采用局部顶升的作业方式来进行更换底板，需要进行复杂的应力计算来确保储罐的安全顶升，在G1302罐的检修作业中，整体顶升相较于局部顶升，在以下几方面具备优势[1]:
（1）储罐体积大，宜采用整体顶升
G1302罐容积20000m3、直径37m、高25m，相较于局部顶升，整体顶升均布的多点支撑，保证了罐壁连接处的每个顶升单元受力均匀，提高了顶升的安全性。
（2）储罐重量大，宜采用整体顶升
G1302罐罐体及附件总重为398T，若储罐进行局部顶升，顶升之后弱侧的受力将急剧增大，容易导致罐基础环墙受损。而整体顶升的多点均匀分布，能将总重量分化为相同的若干分力，使基础均匀受力。
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（3）储罐刚性差，宜采用整体顶升
因本身结构原因，G1302罐存在刚性差的特点，且本次维修总工期约4个月，若采用局部顶升方式，储罐会长时间处于受力不均的状态，会对储罐造成不可修复的应力变形，影响储罐日后的安全使用。
3 整体顶升检修过程
3.1 顶升前的准备工作
根据G1302罐现场的实际情况，确定整体顶升支撑点设置于罐基础上。为防止储罐降落后罐壁应力变形，在罐内壁高2m处焊接一圈14mm的槽钢，在整体顶升作业开始之前，应先将中幅板割除，减少顶升时储罐的重量。
G1302罐罐体及其附件的总重398T，根据n=k*p/Tr （其中n=千斤顶数量;k=顶升安全系数1.6;p=罐体总重;T=每个千斤顶吨位;r=千斤顶起重折减系数0.6），决定采用34个32吨的千斤顶进行顶升，34个顶升牛腿平均布置在储罐外圈 （附图2为牛腿结构示意图），弧长每隔3.5m设置1个焊接点之间，用于焊接顶升装置。
图2 顶升牛腿结构图
3.2 整体顶升作业
在顶升过程需要34个千斤顶同步、均匀、缓慢，防止某一侧千斤顶受力过大，此次根据检维修需要，G1302罐顶升高度为30mm，保证罐壁放下时与底板的垂直度以及罐壁本身的圆度。在顶升到位后，在罐外壁平均布置12个牛腿焊接点，间隔10米弧长设置一个点，在罐壁焊筋板 （500×400）连接12#槽钢，另一头锚栓固定在防水沿基础上，保持储罐顶升状态下的支撑安全。
图3 G1302罐焊接顺序图
3.3 顶升后的检修作业
整体顶升作业完成之后，对底板进行测量后对底板进行铺设，铺设原则为边缘板沿圆周方向逐张铺设，中幅板从中心往外铺设。首先对中幅板进行焊接，遵循先焊短焊缝，后焊长焊缝的原则，减少焊接的波浪变形和焊接应力;长焊缝焊接按中心线进行同时同速对称施焊，减少偏心应力而产生的变形;采用底层和面的双层焊，线能量小，应力和变形比单层焊小。其次边缘板的焊接顺序为先由外向内对外侧300mm长的径向焊缝进行焊接，待底层壁板与边缘板的大角焊缝焊接后再由外向内焊内侧剩下部份。最后大角焊缝应先焊内侧环形角焊道，再焊完外侧环形角焊缝，以防止边缘板外侧翘起，各区域内的焊缝采用分段退焊法或分段跳焊法施焊，以减少变形。
3.4 储罐降落后的施工
储罐的降落过程参照顶升，34个千斤顶需同步、均匀、缓慢松开下放，让底板贴合罐基础，释放应力。中幅板与边缘板的搭接缝应同时同向对称施焊，采用分段退焊法或分段跳焊法施焊。搭接缝焊接前，应除原有的固焊点和壁板与边缘板的刚性支撑，切除多余的中幅板，以便中幅板与边缘板能自由收缩。
4 整体顶升注意事项
在储罐进行整体顶升的过程中，还应注意以下几点:
（1）储罐顶升所用千斤顶的数量与规格必须符合顶升核算要求，且必须按周长平均分布罐周。
（2）顶升支撑点的选择应充分考虑支撑点的承载能力，夯实千斤顶支撑点的基础，防止出现支撑点下沉出现受力不均的现象。
（3）牛腿支撑必须全焊透，防止牛腿在受力时因脱焊而发生质量事故。
（4）储罐在进行顶升之前必须使储罐本体与外接装置完全脱开，比如储罐进出油管道、静电接地、消防管线、排污管线等。
（5）了解当地的气象习惯，避免在多台风等季节展开整体顶升作业，防止恶劣天气带来的不可控因素影响整体施工安全。
（6）整体顶升与降落时必须同步、缓慢、均匀，观察千斤顶的受力情况，多次、逐步的抬高或降低储罐。
5 结束语
整体顶升技术是在储罐底板整体更换施工过程中一种很有效的辅助手段，相比较局部顶升而言，计算简单，避免了局部变形对储罐造成复杂的应力影响，作业过程也更加安全。
储罐的整体顶升技术除了在本文介绍的储罐更换底板之外，还可以应用在罐底板下表面的腐蚀检查、储罐基础的修复、储罐基础的整体抬高、罐体的移位整改等立式圆筒形常压储罐的检修项目中，目前已经具备了很好的实用价值，可以为同类型储罐的检维修项目提供很好的借鉴作用。
参考文献
[1]邓彦，曹金钊，董蔷.金属储罐举升技术及其应用[J].石油工程建设，1999.4:28-30.
[2]谢亚东.大型钢制储罐主体结构的维修改造技术.化工技术与开发，2011.4.
论文作者:陈仲桂
论文发表刊物:《防护工程》2019年12期
论文发表时间:2019/9/1
标签：储罐论文; 底板论文; 千斤顶论文; 作业论文; 局部论文; 应力论文; 过程中论文; 《防护工程》2019年12期论文;