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大型天然氣球罐支柱垂直度調(diào)整及安全控制

文檔作者：劉富強(qiáng) 文檔來(lái)源：重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年01月07日
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第38卷第7期
2018年7月
煤氣與熱力
GAS＆ HEAT
Vo1．38 No．7
Ju1．2018
大型天然氣球罐支柱垂直度調(diào)整及安全控制
劉富強(qiáng)
(重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司，重慶400025)
摘要： 介紹球罐支柱垂直度超標(biāo)的危害，探討支柱垂直度調(diào)整的主要工序以及調(diào)整過(guò)程中
的安全控制措施。
關(guān)鍵詞： 球罐支柱； 垂直度調(diào)整； 安全控制
中圖分類號(hào)：U996．8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1000—4416(2018)07—0B44—03
1 概述
某儲(chǔ)配站有2臺(tái)1×10 nl 的大型天然氣球
罐，于2008年投入生產(chǎn)運(yùn)行。每臺(tái)球罐的設(shè)計(jì)壓力
為1．05 MPa，質(zhì)量約719 t，支柱數(shù)量為14根，支柱
外直徑為610 mm，壁厚為10 irlm，支柱高15．4 m，材
質(zhì)為16 MnR。在2016年的例行開(kāi)罐檢測(cè)中，發(fā)現(xiàn)2
臺(tái)球罐的部分支柱垂直度超標(biāo)，檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表
1、2。表l、2中，徑向偏差為正指支柱偏向球罐外
側(cè)；周向偏差為正指面向支柱，支柱偏向右側(cè)。
表1 球罐1的支柱檢測(cè)結(jié)果
支柱編號(hào) 周向偏差／mm 徑向偏差／mm
l 8 5
2 —6 —3O
3 一l6 —35
4 12 l0
5 —7 25
6 8 —24
7 —13 —14
8 l —l5
9 6 —25
10 6 l5
11 —1 —20
12 7 一l4
l3 —12 —27
l4 —4 —25
表2 球罐2的支柱檢測(cè)結(jié)果
支柱編號(hào) 周向偏差／mm 徑向偏差／mm
1 l9 5
2 9 —9
3 24 —4
4 13 —3
5 6 —6
6 l0 —15
7 —14 —9
8 —27 —28
9 —1l 一46
l0 5 —30
11 l2 0
l2 17 22
l3 一l0 一l3
14 21 —5
根據(jù)GB 12337-2014《鋼制球形儲(chǔ)罐》第
8．2．2條b)款規(guī)定，當(dāng)支柱高度大于等于8 000 111111
時(shí)，支柱周向和徑向兩個(gè)方向的垂直度允許偏差應(yīng)
小于等于0．001 5H(H為支柱垂直高度，單位為
I1"1)，且不得大于15 mm。從表1可見(jiàn)，球罐1的2、
3、5、6、9、11、13、14號(hào)以及球罐2的1、3、8、9、10、
12、14號(hào)支柱垂直度超標(biāo)，最大偏差為46 mlTl。
2 支柱垂直度偏差危害
支柱是承受和傳遞球罐自重、荷載的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)
作者簡(jiǎn)介：劉富強(qiáng)，男，工程師，碩士，從事燃?xì)廨斉浼夹g(shù)及安全管理工作。
收稿日期：2017—08—19； 修回日期：2018—04—10
· B 44 ·
劉富強(qiáng)：大型天然氣球罐支柱垂直度調(diào)整及安全控制 第38卷第7期
部件，其垂直度偏差超過(guò)GB 12337-2014《鋼制球
形儲(chǔ)罐》規(guī)定值時(shí)，必須按照要求進(jìn)行糾偏，否則將
給球罐的安全生產(chǎn)運(yùn)行埋下隱患? 。
① 對(duì)支柱與球殼連接焊縫處應(yīng)力的影響
支柱的關(guān)鍵和薄弱之處是與球罐相連接的焊
縫，若支柱的垂直度偏差超標(biāo)，便可能對(duì)支柱與球殼
的焊縫連接部位產(chǎn)生不利影響。支柱的徑向偏差對(duì)
支柱與球殼焊縫應(yīng)力影響較大，容易造成應(yīng)力集中，
徑向偏差越大，支柱與球殼連接處焊縫應(yīng)力也越大，
當(dāng)徑向偏差超過(guò)一定量時(shí)，此處應(yīng)力可能達(dá)到或超
過(guò)材料的許用應(yīng)力，最終導(dǎo)致焊縫開(kāi)裂，危及球罐的
安全。周向偏差對(duì)支柱與球殼焊縫應(yīng)力的影響比徑
向偏差小 ，但在球罐的實(shí)際使用過(guò)程中，支柱的
徑向和周向偏差都應(yīng)該重視，一旦超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)采取
有效措施加以調(diào)整。
② 對(duì)球罐穩(wěn)定性的影響
正常情況下，球罐各支柱應(yīng)力分布均勻，但出現(xiàn)
支柱垂直度偏差超標(biāo)、支柱傾斜后，各支柱承受的偏
心彎矩和附加彎矩將隨之發(fā)生變化，產(chǎn)生附加應(yīng)力，
引起支柱應(yīng)力大小及分布不均勻，可能造成支柱局
部應(yīng)力超過(guò)支柱材料的許用應(yīng)力，破壞球罐整體的
穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致球罐失穩(wěn)。因此，當(dāng)支柱偏差超標(biāo)
嚴(yán)重時(shí)，必須對(duì)支柱的強(qiáng)度進(jìn)行重新校核，確保球罐
運(yùn)行安全。
3 支柱垂直度調(diào)整
在排除地基沉降等引起支柱偏差的原因以外，
綜合科學(xué)評(píng)價(jià)，最終確定采用機(jī)械調(diào)整方案對(duì)兩臺(tái)
1×10 m 球罐支柱的偏差進(jìn)行調(diào)整。主要的施工
機(jī)具及材料：焊機(jī)l臺(tái)、起重量為490 kN螺旋千斤
頂3套、20 槽鋼、20 工字鋼、鋼板、角鋼、定位塊若
干。支柱偏差調(diào)整的平面、立面分別見(jiàn)圖1、2。
圖1 支柱偏差調(diào)整平面
3．1 主要施工工序
① 用松動(dòng)劑噴涂支柱地腳螺栓、拉桿(拉桿
螺旋
圖2 支柱偏差調(diào)整立面
主要用于固定支柱，使罐體更加穩(wěn)定)的松緊節(jié)，待
全部浸潤(rùn)后，將地腳螺栓螺母擰松，調(diào)節(jié)支柱拉桿的
松緊節(jié)，使拉桿放松，便于支柱調(diào)節(jié)。
② 按照預(yù)定的尺寸，使用20 工字鋼、20 槽鋼
制作調(diào)節(jié)偏差用的鋼支架(圖1、2中綠色部分)，并
將鋼支架固定牢固。
③ 將螺旋千斤頂水平放置，頂端垂直于支柱
底座外沿，后端頂撐在鋼支架上，并預(yù)緊千斤頂。同
時(shí)，在支柱另一端垂直于支柱底座外沿方向設(shè)置定
位塊(圖2中未畫(huà)出)。
④ 緩慢操作螺旋千斤頂，使支柱底座松動(dòng)，然
后再繼續(xù)按預(yù)定方向頂進(jìn)支柱，直到達(dá)到預(yù)定的偏
差調(diào)節(jié)值。
⑤ 將地腳螺栓以及拉桿松緊節(jié)復(fù)位，并對(duì)調(diào)
整后支柱的周向和徑向垂直度進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果
滿足GB 12337-20i4~鋼制球形儲(chǔ)罐》規(guī)定的偏差
要求為合格。若調(diào)整結(jié)果達(dá)不到要求，重新進(jìn)行調(diào)
整，直至合格。
3．2 調(diào)整后檢測(cè)結(jié)果
垂直度超標(biāo)的支柱調(diào)整作業(yè)完成后，由特種設(shè)
備檢測(cè)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，糾偏后支柱的垂直度均符合
標(biāo)準(zhǔn)要求，調(diào)整后的檢測(cè)結(jié)果分別見(jiàn)表3、4。
表3 球罐1支柱調(diào)整后的檢測(cè)結(jié)果
支柱編號(hào) 徑向偏差／mm 周向偏差／mm
2 0 3
3 9 5
5 5 6
6 1O 5
9 1O 0
1l 5 4
●
13 10 4
14 5 2
· B 45 ·
第38卷第7期 煤氣與熱力
表4 球罐2支柱調(diào)整后的檢測(cè)結(jié)果
支柱編號(hào) 徑向偏差／mm 周向偏差／mm
1 O 3
3 9 5
8 5 6
9 10 5
10 l0 O
12 5 4
14 10 4
4 調(diào)整過(guò)程的安全控制
4．1 主要風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別
① 在調(diào)節(jié)過(guò)程中，螺旋千斤頂出現(xiàn)故障，不能
正常工作。
② 千斤頂強(qiáng)力調(diào)節(jié)，使支柱發(fā)生變形，對(duì)支柱
與球殼、底座連接處焊縫造成破壞。
③ 千斤頂?shù)耐屏ξ醋饔迷诘鬃行?，使支?
移動(dòng)發(fā)生偏移，未達(dá)到偏差調(diào)節(jié)的目的。
④ 工字鋼支架結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，在頂進(jìn)過(guò)程中發(fā)
生變形，導(dǎo)致調(diào)節(jié)中斷。
⑤ 千斤頂頂推力不夠，使作業(yè)無(wú)法進(jìn)行，甚至
損壞千斤頂。
⑥ 拉桿復(fù)位調(diào)節(jié)不均勻，在球罐后期生產(chǎn)運(yùn)
行過(guò)程中，導(dǎo)致支柱傾斜。
⑦ 現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電管理不到位，造成短路、漏電
等，甚至傷人事故。
4．2 安全控制措施
① 嚴(yán)禁千斤頂過(guò)載，選用起重能力大于重物
重力1．5倍的螺旋千斤頂；檢查千斤頂?shù)耐庥^，做重
力頂舉試驗(yàn)，觀察是否有異常情況；在千斤頂?shù)撞颗c
工字鋼支架之間加枕木，防止千斤頂意外滑移；預(yù)估
好千斤頂?shù)男谐?，其升高行程到達(dá)千斤頂套筒上的
警示標(biāo)志紅線時(shí)，應(yīng)立即停止作業(yè)，以免千斤頂失
效。
② 必須在支柱與球殼焊縫連接處以及支柱底
部設(shè)置專人觀察焊縫與支柱，發(fā)現(xiàn)異常情況立即停
止作業(yè)；支柱與球殼連接處高15．4 m，屬高處作業(yè)，
必須辦理高處作業(yè)許可證，作業(yè)人員必須持有高處
作業(yè)證，并佩戴安全帽，系安全帶，穿防滑鞋等，腳手
架搭建符合標(biāo)準(zhǔn)要求，防止高空墜落。
③ 鋼支架各連接部位必須滿焊，保證支架結(jié)
構(gòu)穩(wěn)定。
④ 在支柱與支架兩側(cè)加限位塊，保證支柱在
頂推過(guò)程中不發(fā)生過(guò)大的偏移。
⑤ 在支柱底座處加潤(rùn)滑油，防止支柱底座摩
擦力過(guò)大。
⑥ 拉桿復(fù)位時(shí)，各拉桿應(yīng)分步調(diào)節(jié)到位，使各
拉桿作用力均勻。
⑦ 千斤頂頂推作業(yè)時(shí)，必須統(tǒng)一指揮，避免誤
操作。
⑧ 辦理動(dòng)火作業(yè)許可證，做好現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電
安全監(jiān)管，電工必須持證上崗。
5 建議
① 科學(xué)合理地做好球罐充、放天然氣的控制，
減少操作的頻次，避免短時(shí)間內(nèi)壓力波動(dòng)幅度過(guò)大，
減小內(nèi)壓力引起的球罐直徑變化，降低對(duì)支柱的影
響。
② 定期檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)支柱偏差超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)按規(guī)
范要求進(jìn)行調(diào)整，杜絕潛在隱患。
③ 做好球罐基礎(chǔ)、附近地質(zhì)、水文等的監(jiān)測(cè)，
消除地基沉降等因素對(duì)球罐支柱的不利影響。
參考文獻(xiàn)：
[1] 劉應(yīng)平，張榮樵．一起球罐支柱開(kāi)裂的分析處理和評(píng)
定[J]．工業(yè)安全與防塵，1998(10)：22—24．
[2] 葉偉文，馬新旭．在用球罐支柱垂直度偏差研究范圍
[J]．化工設(shè)備與管道，2015，52(1)：41—46．
Verticality Adjustment and
Safety Control of Pillar of Large
Natural Gas Spherical Tank
LIU Fuqiang
Abstract： The hazards of exceeding the verti—
cality standard of the pillars of the spherical tank are
introduced．The main procedures of adjusting the verti—
cality of the pillars and the safety control measures it：
the adjustment process are discussed．
Key words： spherical tank pillar； verticality
adjustment；safety control

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