浅析钢质内浮顶储罐内浮顶整体提升施工技术
摘要：为了提高我国石油工程质量，针对钢质内浮顶储罐内浮顶整体提升施工技术的运用，以某工程为例，从施工流程、浮舱施工、浮顶施工三个方面探讨了其优势，以期能够提高石油工程施工效率，保证施工安全，最后得出结论，内浮顶整体提升施工技术是钢质内浮顶储罐施工中的一项有效技术。
关键词：钢质；内浮顶储罐；内浮顶整体提升施工技术；单盘结构
内浮顶储罐的制作，是在其内部轴心线位置设置一轴，通过剖面的尺寸，放置特殊轻质材料顶盖，该顶盖受储罐内物体数量变化的影响而发生变动，具有限制性作用。钢制内浮顶储罐结构主要有2种模式，即钢制拱顶储罐、钢制内浮顶，其中内浮顶主要采用单盘结构，与罐底板之间的距离约为2m。以往进行内浮顶施工时，施工人员会先进行拱顶储罐主体的安装，随后在其上方搭设临时浮顶台架，台架之上放置浮顶。这种施工工艺虽然使用时间较长，但是浮顶的施工顺序是在罐主体之后，操作空间比较受限，在高度2m处进行施工，增加了板料运输以及就位的难度，降低施工效率的同时，也会影响到施工人员的人身安全。所以，建议使用内浮顶整体提升施工技术，可以将以上问题很好的解决，下面围绕该技术展开剖析。
1 工程概况
某石油工程企业2016年6月份进行石化厂工程施工，针对其中的钢制内浮顶原油罐项目，内浮顶直径为27.2m，重量为52.1t。内浮顶中包括3个部分，即浮舱、单浮盘以及浮顶支柱，其中浮舱机构为环形箱体，位置在浮顶外缘处，单浮盘所使用的结构为单层钢板拼接结构，位置在环形浮舱以内，在浮顶中所占面积较大，浮顶支柱的結构是钢管加套管结构，为内浮顶、罐底提供了支撑力。钢制内浮顶储罐结比较常见的施工方法是水浮提升就位，但是这种方法需要2次进水，不仅消耗大量水资源，还会延长施工时间，使罐内加热器、工艺管线作业难度加大，需要改用内浮顶整体提升施工技术。
2 内浮顶整体提升施工技术应用
2.1 施工流程
本次工程组织施工的过程中，施工流程如下：第一，针对所有施工材料进行验收；第二，待材料验收合格之后可以放样下料；第三，组织预制施工；第四，安排施工人员实施基础验收；第五，底板组焊施工，并且对其进行检验；第六，顶层带板组焊施工；第七，拱顶组焊施工；第八，倒数第二层带板的组焊施工；第九，组织钢结构、梯子平台与相关附件的施工作业；第十，罐底焊接；第十一，按照各段要求进行斗浮舱组装；第十二，斗浮舱移位，向罐的中心位置进行移位，距离在600～700mm之间；第十三，罐壁、罐顶的安装；第十四，针对斗浮舱进行复位安装；第十五，搭建单浮盘支架，并且安装单浮盘，将其与浮舱组装；第十六，吊装浮顶；第十七，安装立柱；第十八，针对罐体进行防腐处理；第十九，将单浮盘支架拆除；第二十，竣工验收即代表完成此次施工。
2.2 浮舱施工
当结束罐底施工之后，在罐底施工平台的基础上开始进行浮舱分段施工。本次工程主要划分为5段，随之进行组装与焊接作业。浮舱组装结束之后，暂时不能移动，将浮舱的高度作为第一圈罐壁、包边角钢作业平台，并且运用吊车将已经完成分段施工的船舱向罐中心移动，距离在600～700mm之间，将罐壁安装的空隙预留出来[1]。这时，单浮盘钢板可以放置在罐中，随即开始罐顶支架与罐顶的组装、安装。随后进行主体环节施工，将浮舱当作罐顶、罐壁组对、焊接、罐壁内焊缝打磨的作业平台，进行接下来的施工。
一旦完成罐主体环节的施工，便可以将之前分段浮舱进行复位处理，连成整体后，搭设平台为单盘板安装提供便利条件。对单浮盘与罐底坡度进行计算，并且获取单浮盘与罐底距离差，罐底处进行组对单浮盘板铺设，施工台架平台包括角钢与支撑管，随即开始进行制作安装。在台架上设置单浮盘，将单浮盘、浮舱连接安装之后便可以结束浮顶的制作。
2.3 浮顶施工
当施工现场完成浮顶罐底作业之后，可以通过浮顶支柱安装倒链提升设备，进行内浮顶提升操作。
第一，将电动倒链提升设备安装完毕，根据设计位置设置浮顶支柱孔，并且将套管、上表面补强圈安装就位，并组织焊接浮顶上表面焊缝。当浮顶支柱就位之后，按照电动倒链空间所处位置以及浮顶提升的具体高度，浮顶支柱顶处设置连接短管，在短管上部进行吊耳的焊接，使其能够形成一个整体，和浮顶支柱共同充当倒链支架。电动倒链安装完毕后，浮顶支柱套管的相应位置焊接下吊耳，并且通过斜撑对套管进行加固[2]。电动倒链安装的数量和浮顶支柱相同，此次工程施工中的单浮盘上数量为25个，浮舱上数量为15个，总计数量35个，电动倒链的重量为5t。
第二，内浮顶整体提升施工。施工人员按照顺序对电动倒链进行调试，确保所有电动倒链都能够保持在可提升状态下。为了方便后续施工，将提升到位的位置线标注出来，使提升到位检查可以有序进行。随后便可以组织电动倒链联动提升操作，待到位之后可以逐个调节高度，将浮顶支柱、套管之间定位销安装，安装工作结束后便可以拆除倒链、吊耳、斜撑与连接短管，并且组织内浮顶底部焊缝的焊接施工，并且拆除单浮盘施工台架，即完成内浮顶整体提升施工[3]。
完成浮顶整体提升施工之后，需要组织稳定性检测，浮顶主要应用电动倒链进行整体提升操作，提升受力点为立柱套管，且作业过程中的受力状态与浮顶在罐体处支撑的状态相同，浮顶稳定性与受力设计要求相符。下面对立柱稳定性进行计算：
首先，浮舱立柱强度的计算。所有立柱上安装的电动倒链均为对称分布，立柱承受力只有压应力，并不存在弯矩，计算公式如下 、 ，这两个公式中的P1代表一个倒链承受的外力，单位是N，m代表外圈浮舱的质量，m=2.32×105N（23.7t），n代表所用支柱的数量，本次工程中n的数量为10个，A代表支柱截面积，单位是m2，d代表支柱钢管的直径，为0.089m， 代表的是支柱钢管壁厚度，为0.006m， 代表支柱承受的最大应力，单位是MPa，[ ]代表支柱的许用应力，为235MPa[4]。
其次，单盘板立柱强度计算。单盘板立柱中安装的电动倒链均处于立柱的一侧，为偏心压缩，强度计算公式如下： 、 。这两个公式中，P2代表其中一个倒链承受的外力，单位是N，m代表单盘板的质量，为2.28×105N（23.3t），n代表的是支柱数量，这里用到的支柱数量为30个，A点支柱截面积，单位是㎡，L0代表的是受力点距支柱面心之间的距离，单位是m，Iz代表的是支柱钢管惯性矩，单位是m4，d代表的是支柱钢管直径，为0.089m， 代表的是支柱钢管壁厚度，为0.006m， 代表支柱承受的最大应力，单位是MPa，[ +]代表支柱的许用应力，为235MPa。
结束语：
综上所述，钢质内浮顶储罐内浮顶整体提升施工技术可以缩短施工周期，保证钢质内浮顶储罐施工稳定性，同时也能够减少资源消耗，这对于石油工程质量的提升有重要作用，为今后工程施工提供技术参考。
参考文献
[1]张涛.浅谈易熔盘内浮顶储罐火灾危险性及扑救措施[J].广东化工，2019，46（02）：154-155+144.
[2]范金枝.内浮顶储罐改造成内浮顶氮封储罐设计要点[J].石油和化工设备，2015，18（08）：27-28.
[3]周义.内浮顶储罐液压安全阀油封高度的计算[J].化工中间体，2015，11（05）：62-63.
[4]李志国，李将韬，吴俊成，邱冬，程曦，冯杰.某装车站内浮顶储罐浮盘变形失效分析及预防[J].化工管理，2014（03）：122.
（作者单位：中石化中原油建工程有限公司）