小型储罐倒装法施工分析

小型储罐倒装手动倒链提升施工分析

摘要：

本文主要以5000m3储罐为例介绍小型储罐倒装法手动倒链提升施工，通过对手段用料准备、人力资源和机械设备准备及投入、施工过程控制进行分析，对类似或同样的小型储罐施工起到一定的指导作用。 关键词：倒链 手动提升 倒装 储罐

在石油化工建设中，随着装置规模的大型化，储罐的建造越来越多，而且像10000m3、5000m3、3000m3这样的储罐在一个单元中成批次的建造很多，这样的小型储罐一般采用倒装法进行施工，本文根据青岛大炼油和孟加拉凝析油项目5000m3储罐两台同时交叉施工进行分析。 一．手段用料准备 1.抱杆、倒链的选用

根据储罐的重量和圆周长来确定抱杆的大小及数量， 储罐数据见下表1.1

储罐数据 表1.1

序 号 1 2 3 4 5 6 7 项 目 储罐总重量M 罐底重量M1 罐顶重量M2 底圈壁板重量M3 直径Φ 壁板总高度H 每圈壁板高度H1 参 数 132798 28000 14614 16956 21000 16 2 单 位 Kg Kg Kg Kg m m m 备 注 每台储罐：抱杆选用14根Φ219×8的钢管，高度为3.5米；选用14个10T倒链。 根据倒装法施工，在施工过程中抱杆和倒链所承载重量是罐顶和罐壁，罐底板有带放水排污孔在施工中方便人员出入底圈壁板重量不计入承载负荷，底板没有带放水排污孔的为了施工方便将壁板安装高度预抬高500mm（详细见三．储罐施工中描述），底圈壁板重量计入承载负荷。本次数据计算将底圈壁板计入承载负荷。

承载重量M4=储罐总重量M-底圈壁板重量M3=132798-28000=104798（Kg）

?材质为Q235-A，其?s?185~235MPa，取中值210MPa，许用应????s?140MPa，

1.5许用截应力????0.7????98MPa

（1） 抱杆核算

单根抱杆受力如右图1所示 图1 拉力F与抱杆夹角为5。

单根抱杆受力FY?M4?g104798?9.8??73358N 1414抱杆主要承受轴向力FY，根据强度条件确定钢管的横截面积为

73358A?FY??524mm2

???140选用Φ219×8的钢管，其横截面积为4012mm2，满足要求。 （2） 倒链的负荷计算

73358倒链承受力F?FY??73638N

sin?sin85?F73638倒链负荷率????75%，满足施工要求。

10?1000?9.898000（3） 抱杆高度核定

上表1中每带板高度H1=2m，胀圈安装在距每圈壁板下边L1=0.2m处，倒链钩头L=0.5m，为了施工方便壁板预抬高H2=0.5m

则：H3?H1?H2?L1?L?2?0.2?0.5?0.5?3.2?3.5，抱杆高3.5米满足施工要求。 2.吊耳的选用

吊耳选用如下图2所示

吊耳材质采用区235-A，厚度为20mm的钢板制作，所有开孔均采用机械制孔，保证开孔圆滑；1号孔挂倒链，2号孔挂平衡绳。

（1）吊耳验算

在断面B1B2处，b=100mm，δ=20mm

FY?73358?36.679MPa ??1b??100?20在断面A1B1处，D=200mm，d=50mm，δ=20mm

73358??FY??73.358MPa

d??50?20222?d2200?50D?73.358??83.14MPa ?2??2222200?50D?d倒链提升方向最大拉应力

?F?F??D?d????73638??200?50?20??24.546MPa 应力小于???，满足施工要求。 （2）焊缝验算

图2所示焊缝P承受大的弯矩，核算焊缝P

M?FY?0.115?8436.17N?m

?M?6M6?8436.17?1000??84.1MPa 221.4hflf1.4?16??180?16? hf——焊缝厚度

lf——焊缝总计算长度，等于焊缝实际长度减去hf 焊缝P受剪切力很小，因而剪应力很小，忽略不计，故：

???M????，满足施工要求。 3.其它手段用料及用途见表2

其它手段用料及用途 表2

序 号 1 2 3 4 5 6 7 名 称 胀圈 扁楔子 平衡绳 螺旋千斤顶 架杆 数 量 两套 200个 400米 用 途 详细见说明第1项 详细见说明第2项 用于储罐组对好后起临时固定作用 在提升过程中平衡每对抱杆受力 制作定位板和焊接防变形卡具 用于顶板组对支撑和防风棚支撑 纵缝防变形板 80块 20t的20个 用于连接胀圈，顶死胀圈使胀圈贴紧壁板 2000米 部分角钢槽钢 若干 说明：（1）胀圈根据最厚的壁板来确定，胀圈起到支撑壁板和壁板组对好后起弧，

防止壁板变形，5000m3储罐壁板最厚为15mm，选用[20a槽钢，两根槽钢对扣焊接，中间焊接加强筋板。

（2）纵缝防变形板，用钢板制作，有内弧板和外弧板，组对好纵缝后点焊防

变形板，防止焊接中变形，用12mm钢板制作，外弧防变形板如下图2

图2

4.储罐焊材用量计算

储罐焊材用量是以焊缝的实际熔敷金属量为基础乘以焊条熔敷率 焊材用量计算公式（经验公式）：

W?A???L???1????1.2

??公式：W—焊接材料所需量，单位g；， A—截面积，单位cm2； ?—金属密度，单位g/cm； L—焊缝长度，单位cm； ?—焊条熔复率；

1.2—焊缝余高按0.2倍原焊缝计； 截面积A计算公式A??g?t???t?f?2?tan?

2以储罐单条纵缝计算为例：

储罐纵缝板厚t?12mm，开单面??60?的V型坡口，间隙g?2mm

A??2?12???12?0?2?tan30??104mm2?1.04cm2

θ纵缝长度L?200cm，材质为碳钢??7.8，碳钢焊条熔复率??0.55，则

1?1.2?3540g 0.55按照此方法根据储罐的各种板厚和不同的坡口型式可以计算出整个储罐所需焊材W?1.04?7.8?200?的用量。

二．人力资源和机械设备投入 1.人力资源投入 （1）焊工投入确定

根据焊接量来确定所需焊工的数量，为了提高劳动效率，两台储罐同时交叉施工，实现每天一圈板，以最厚一圈壁板的焊接量来确定。

5000m3储罐最厚一圈壁板t?15mm，板幅宽度b?2m、a?9m，储罐直径表1所示

??21m，纵缝和环缝的坡口型式及大小见下图4

图4

则焊接工程量：纵缝数量n????a?3.1416?219?7.27，取n?8； 纵缝长度L2?nb?8?2?16m 环缝长度L1????3.1416?21?66m 根据焊材计算公式计算出焊缝的金属熔敷量：

Q1?A1???L1?1.2?76077g?77Kg Q2?A2???L2?1.2?23931g?24Kg

总金属熔敷量：Q?Q1?Q2?101Kg

根据经验数据每个电焊正常8小时工作日可熔化焊条金属量约7～9Kg，取中间值8Kg计算，电焊数量r?Q8?1018?12，考虑工作时间系数为1.5，实际投入电焊数量为R?r?1.5?18。

（2）铆工投入确定：根据经验数据铆工投入约焊工总数的0.6，则铆工投入人数

R1?0.6R?10.8,考虑实际取12人。

（3）其它工种人数的确定

起重人数：根据工序预制和安装同时进行，需要起重进行配合，起重取4人； 电工人数：储罐施工电焊机很多，用电量大，电工实际操作需要，电工2人； 焊条管理人数：储罐施工焊条用量大，焊条领取频繁，焊条管理人员2人；

（4）根据以上计算和管理需要，人力资源投入见下表3

人力资源投入 表3

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 管理人员 施工人员 人 员 类 别 工 种 焊工 铆工 起重工 电工 焊条管理人员 项目经理 施工经理 技术负责人 质量管理人员 安全管理人员 物资管理人员 数 量 18 12 4 2 2 1 1 1 1 1 1 单 位 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人 人

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