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【摘要】本文对某油库50000m3原油罐罐体垂直度及偏差进行了分析，重点提出了纠偏措施并加以实施，实施后投入运行取得了良好效果。
【关键词】大型储罐 垂直度 纠偏措施
某储油库区有数十座大型储油罐，大多于上世纪九十年代建成投产，其中有一台编号为D-14-500的50000立方米油罐，于1993年3月份建成投产，当时设计储品为原油，至2012年已经储运18年，油罐已出现了明显倾斜，导致浮盘无法正常升降，导向杆扭曲的情况。急需对此油罐的技术指标进行复测，以了解此油罐的健康状况，并进行必要的检修和改进，以满足油品储运要求；基于目前炼油企业布局的变更，当地轻油需用量的增加，油库主管部门准备将这台原油储罐更改成轻油储罐，该计划于2012年3月份开始实施。
1 50000立方米油罐结构和指标
储油量：50000立方
直 径： 60m
高 度： 19.8m
油库钢材空重：约6000吨
高度方向共有11圈钢板焊接而成，各圈钢板厚度：从下至上： 单位：mm（见表1）
2 油罐检查复测
油罐检测内容共17项，大多数指标在合格范围之内，但在油罐垂直度、边缘板水平度、包角钢水平度测量中，分析发现由于油罐基础不均匀沉降，引起罐体倾斜度超标，这将影响油罐的安全储运。
2.1 油罐垂直度测量
2.1.1 油罐垂直度测量方法
由于油罐直径大高度高，没有很好的机械或自动测量方法，所以采用简单易行吊挂垂球的方法来测量油罐的垂直度。测量方法是：
（1）将油罐圆周平分成24个测量点，每点挂号垂球后，测量每圈钢板外壁与垂线之间的距离，11圈钢板测量11个数据。
（2）在油库顶部选定点上，选取一只管壁外伸的支腿（或焊接一只支腿），以供悬挂垂球，支腿悬出罐外壁长度视管壁变形程度和障碍物而定，以悬挂垂球不碰管壁或障碍物为准。
（3）大垂球制作：大垂球重量要求是，测量时风对垂线影响最小为好，对垂球的垂心无要求。当然，也可不制作大垂球，所用垂球能满足测量要求即可；
（4）小垂球制作：小垂球的作用是移动垂线时，垂线不至于随风飞扬，对垂球的垂心无要求。
（5）选定垂线：垂线要细，但要承受大垂球重量而不至于拉断。
（6）利用小垂球悬挂垂线和移动垂线，测量时换挂上大垂球进行测量。
（7）垂球挂号后，测量最上部垂线与储罐外壁之间的距离，填入基准读数栏内。
（8）依次测量垂线与其它10层筒节罐外壁之间的距离，依次填入对应栏内。
（9）各筒节距离读数与基准读数之差，就是筒壁变形值。
（10）测量完毕一个位置的罐壁垂直度后，移动垂球依次测量其它选定位置罐壁垂直度。
（11）按照测量变形值画出各圈管壁变形的弯曲度线，并可看出储罐的倾斜度情况。
2.1.2 纠偏前罐壁垂直度测量结果 单位mm（表2）
2.1.3 纠偏前油罐垂直度情况
油罐变形值计算：末圈实测数减去顶圈基准数即为变形值；
如果计算变形值为正数，表示该处圈板凹进，如果为负值，表示该处凸出。
从测量结果可看出，纠偏前油罐最下层圈板向油罐中心凹进值及位置在（表3）：
根据GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》标准第6.3.1-2规定，储罐壁垂直度的允许偏差值，不应大于罐壁高度的0.4%，且不大于50mm，从上述测量结果可看出，垂直度有多处超出规范允许偏差50mm的要求。
2.2 纠偏前边缘板水平测量
2.2.1 测量方法：用水平管测量
用塑料管一根，里面灌水至测量要求的水量，两端开口，任选边缘板一点表面作基准，固定此端水面不变，且不移动，另一端沿边缘板圆周移动，到达测量点时停止移动，对移动的水面与固定端水面比较，当移动端水面高于边缘板表面时，测量和记录此处水面与边缘板表面的距离，此距离就是此处边缘板比固定端边缘板低的数值；，当移动端水面低于边缘板表面时，测量和记录此处水面与边缘板表面的距离，此距离就是此处边缘板比固定端边缘板高的数值；
2.2.2 测量结果： 单位mm（表4）
在边缘板圆周24个水平度测量点测得210°处为-210mm，45°处为+55mm，45°对应的180°处正好是210°左右，两者之和是265mm，实际就是因沉降不均匀引起边缘板的倾斜值。
该值不符合GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》边缘板水平度小于200mm要求。
2.3 包角钢水平度测量结果
表面最高与最低数值相差235mm。也不符合GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》包角钢水平度小于200mm要求。
由此可见，此油罐基础产生不均匀沉降超标，业主决定进行纠偏。
3 油罐的纠偏
3.1 纠偏
（1）如该防止纠偏中油罐发生变形；
（2）采用顶升纠偏，顶升点设在何处、顶升点设定几点；
（3）顶升高度多少才能满足纠偏要求； （4）用多大吨位的千斤顶
（5）顶升过程中如何防止罐底板变形；
（6）多个千斤顶顶升时，工人如何进行顶升操作等
3.2 规定措施
（1）顶升点设定为10点，具体位置是：150°、165°、180°、195°、210°、225°、240°、255°、270°、285°共10个点；
（2）在千斤顶顶升前先按要求在每隔1.5m处将环梁上的沥青砂清除至基础，露出基础面，并将其凿平。
（3）这10个顶升点顶升高度分别抬高至标高-55mm，控制边缘板最大偏差在110mm左右；
（4）为防止纠偏时罐底板和罐体变形，在油罐边缘板的下部的环梁四周，原来设计有32个检查孔，将检查孔处的罐底板与基础脱开，在每个检查孔内放置1个50吨千斤顶，放在顶住罐壁板位置，千斤顶底部垫上钢板，以便调整千斤顶的高度，同时也可以减少千斤顶对环梁的局部压力，千斤顶上部同样垫上钢板，增加千斤顶与罐体的接触面积。顶升前所有千斤顶全部处于受力状态，防止在顶升过程中不需要顶升处的罐底板变形或损坏；
（5）在150°至285°及0°、45°、90°、315°共14个位置从抗风圈上部至罐底板罐外壁各安放一个线锤，并在罐体上标出垂直度要求，以便在千斤顶提升时随时加强对油罐垂直度的检测。
（6）计算出10个顶升点分别抬高至-55mm时，每点应该顶升的高度，并将需要顶升高度数标记在顶升处罐的筒体上，供操作人员监视；
（7）在顶升过程中，边顶升，边在千斤顶两旁按放400*300垫铁；随着千斤顶的升高，逐步增加和调整垫铁的厚度，以防千斤顶在顶升时打滑损坏罐体，
（8）在顶升过程中，随时检查各线锤与罐壁之间的距离，观察罐体垂直度变化；按预先设计计算好并标注在罐体上的沉降数据来控制千斤顶的顶升高度，利用水准仪检查纠偏点罐底板水平度的变化；使顶升过程全部处于受控和监控之中；
（9）千斤顶顶升操作：
①需要顶升的10个千斤顶分别缓慢顶升；
②当缓慢顶升时有一个千斤顶受力后，紧接着顶升此千斤顶两侧的千斤顶，也使其达到受力状态；
③再缓慢顶升其它7只千斤顶；
④用上述①、②、③步方法循环顶升10个顶升点，直至达到设计标高-55mm为止。
（10）在10个顶升点顶升到-55mm标高后，再进行垂直度、边缘板水平度、包角钢水平度测量，如仍达不到纠偏要求，则继续顶升或调整10个点的顶升值；
（11）当各点顶升至符合设计要求，停止起顶，垫实垫铁后，松开千斤顶后，复查垂直度、边缘板水平度，如果符合标准要求，则纠偏工作结束。
①纠偏后垂直度复测结果 单位mm（表5）
罐筒壁板垂直度复测结果分析：标准规定罐筒壁板垂直度小于管壁高度的0.4%，且不大于50mm，从上述复测结果来看，垂直度大多是在合格范围之内，仅有165°和180°两处超标，出现超标的原因可能是在安装时钢板局部变形或局部直径变化造成，故未作进一步处理。
②边缘板水平度复测结果 单位mm（表6）
（12）按设计要求，在每隔1.5米已经凿平的基础上，垫上300×400mm不同厚度的垫铁，并与基础紧密结合，最后用焊接方法将钢筋与垫铁连接在一起；
（13）在顶升达到要求后，罐底板与环梁间形成了空隙，必须将其充实，使基础与罐底板紧密结合，保证油罐处于良好的受力状态。采取的措施是用人工将干砂从空隙处往罐基础内部填充，捣实、封堵；人工填充达不到的地方，用压缩空气将砂子往内部吹实；吹沙的位置是在人工填充干砂时每隔6m留出一个宽100mm空隙处进行；
（14）利用压缩空气吹沙时，要用干细沙，并将空气流量调小，砂流量调大，防止风速过快，损坏沥青层，并能使底板下空隙尽可能填充严实，在罐底板下充沙完成后将四周严密封堵，以防干砂外流；
（15）清理顶升后罐底板与基础的开口，然后对钢构件进行冲沙、制模，浇筑C40混凝土。
4 运行效果
此油罐经纠偏整改后，继续安装了固定拱顶及内浮盘，同时在2012年11月初正式投料运行，经过近4个月的运行，目前浮盘升降无异常情况，罐体垂直度及基础沉降经监测无异常情况出现，得到了业主的好评和认可。
【关键词】大型储罐 垂直度 纠偏措施
某储油库区有数十座大型储油罐，大多于上世纪九十年代建成投产，其中有一台编号为D-14-500的50000立方米油罐，于1993年3月份建成投产，当时设计储品为原油，至2012年已经储运18年，油罐已出现了明显倾斜，导致浮盘无法正常升降，导向杆扭曲的情况。急需对此油罐的技术指标进行复测，以了解此油罐的健康状况，并进行必要的检修和改进，以满足油品储运要求；基于目前炼油企业布局的变更，当地轻油需用量的增加，油库主管部门准备将这台原油储罐更改成轻油储罐，该计划于2012年3月份开始实施。
1 50000立方米油罐结构和指标
储油量：50000立方
直 径： 60m
高 度： 19.8m
油库钢材空重：约6000吨
高度方向共有11圈钢板焊接而成，各圈钢板厚度：从下至上： 单位：mm（见表1）
2 油罐检查复测
油罐检测内容共17项，大多数指标在合格范围之内，但在油罐垂直度、边缘板水平度、包角钢水平度测量中，分析发现由于油罐基础不均匀沉降，引起罐体倾斜度超标，这将影响油罐的安全储运。
2.1 油罐垂直度测量
2.1.1 油罐垂直度测量方法
由于油罐直径大高度高，没有很好的机械或自动测量方法，所以采用简单易行吊挂垂球的方法来测量油罐的垂直度。测量方法是：
（1）将油罐圆周平分成24个测量点，每点挂号垂球后，测量每圈钢板外壁与垂线之间的距离，11圈钢板测量11个数据。
（2）在油库顶部选定点上，选取一只管壁外伸的支腿（或焊接一只支腿），以供悬挂垂球，支腿悬出罐外壁长度视管壁变形程度和障碍物而定，以悬挂垂球不碰管壁或障碍物为准。
（3）大垂球制作：大垂球重量要求是，测量时风对垂线影响最小为好，对垂球的垂心无要求。当然，也可不制作大垂球，所用垂球能满足测量要求即可；
（4）小垂球制作：小垂球的作用是移动垂线时，垂线不至于随风飞扬，对垂球的垂心无要求。
（5）选定垂线：垂线要细，但要承受大垂球重量而不至于拉断。
（6）利用小垂球悬挂垂线和移动垂线，测量时换挂上大垂球进行测量。
（7）垂球挂号后，测量最上部垂线与储罐外壁之间的距离，填入基准读数栏内。
（8）依次测量垂线与其它10层筒节罐外壁之间的距离，依次填入对应栏内。
（9）各筒节距离读数与基准读数之差，就是筒壁变形值。
（10）测量完毕一个位置的罐壁垂直度后，移动垂球依次测量其它选定位置罐壁垂直度。
（11）按照测量变形值画出各圈管壁变形的弯曲度线，并可看出储罐的倾斜度情况。
2.1.2 纠偏前罐壁垂直度测量结果 单位mm（表2）
2.1.3 纠偏前油罐垂直度情况
油罐变形值计算：末圈实测数减去顶圈基准数即为变形值；
如果计算变形值为正数，表示该处圈板凹进，如果为负值，表示该处凸出。
从测量结果可看出，纠偏前油罐最下层圈板向油罐中心凹进值及位置在（表3）：
根据GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》标准第6.3.1-2规定，储罐壁垂直度的允许偏差值，不应大于罐壁高度的0.4%，且不大于50mm，从上述测量结果可看出，垂直度有多处超出规范允许偏差50mm的要求。
2.2 纠偏前边缘板水平测量
2.2.1 测量方法：用水平管测量
用塑料管一根，里面灌水至测量要求的水量，两端开口，任选边缘板一点表面作基准，固定此端水面不变，且不移动，另一端沿边缘板圆周移动，到达测量点时停止移动，对移动的水面与固定端水面比较，当移动端水面高于边缘板表面时，测量和记录此处水面与边缘板表面的距离，此距离就是此处边缘板比固定端边缘板低的数值；，当移动端水面低于边缘板表面时，测量和记录此处水面与边缘板表面的距离，此距离就是此处边缘板比固定端边缘板高的数值；
2.2.2 测量结果： 单位mm（表4）
在边缘板圆周24个水平度测量点测得210°处为-210mm，45°处为+55mm，45°对应的180°处正好是210°左右，两者之和是265mm，实际就是因沉降不均匀引起边缘板的倾斜值。
该值不符合GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》边缘板水平度小于200mm要求。
2.3 包角钢水平度测量结果
表面最高与最低数值相差235mm。也不符合GB50128-2005《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》包角钢水平度小于200mm要求。
由此可见，此油罐基础产生不均匀沉降超标，业主决定进行纠偏。
3 油罐的纠偏
3.1 纠偏
（1）如该防止纠偏中油罐发生变形；
（2）采用顶升纠偏，顶升点设在何处、顶升点设定几点；
（3）顶升高度多少才能满足纠偏要求； （4）用多大吨位的千斤顶
（5）顶升过程中如何防止罐底板变形；
（6）多个千斤顶顶升时，工人如何进行顶升操作等
3.2 规定措施
（1）顶升点设定为10点，具体位置是：150°、165°、180°、195°、210°、225°、240°、255°、270°、285°共10个点；
（2）在千斤顶顶升前先按要求在每隔1.5m处将环梁上的沥青砂清除至基础，露出基础面，并将其凿平。
（3）这10个顶升点顶升高度分别抬高至标高-55mm，控制边缘板最大偏差在110mm左右；
（4）为防止纠偏时罐底板和罐体变形，在油罐边缘板的下部的环梁四周，原来设计有32个检查孔，将检查孔处的罐底板与基础脱开，在每个检查孔内放置1个50吨千斤顶，放在顶住罐壁板位置，千斤顶底部垫上钢板，以便调整千斤顶的高度，同时也可以减少千斤顶对环梁的局部压力，千斤顶上部同样垫上钢板，增加千斤顶与罐体的接触面积。顶升前所有千斤顶全部处于受力状态，防止在顶升过程中不需要顶升处的罐底板变形或损坏；
（5）在150°至285°及0°、45°、90°、315°共14个位置从抗风圈上部至罐底板罐外壁各安放一个线锤，并在罐体上标出垂直度要求，以便在千斤顶提升时随时加强对油罐垂直度的检测。
（6）计算出10个顶升点分别抬高至-55mm时，每点应该顶升的高度，并将需要顶升高度数标记在顶升处罐的筒体上，供操作人员监视；
（7）在顶升过程中，边顶升，边在千斤顶两旁按放400*300垫铁；随着千斤顶的升高，逐步增加和调整垫铁的厚度，以防千斤顶在顶升时打滑损坏罐体，
（8）在顶升过程中，随时检查各线锤与罐壁之间的距离，观察罐体垂直度变化；按预先设计计算好并标注在罐体上的沉降数据来控制千斤顶的顶升高度，利用水准仪检查纠偏点罐底板水平度的变化；使顶升过程全部处于受控和监控之中；
（9）千斤顶顶升操作：
①需要顶升的10个千斤顶分别缓慢顶升；
②当缓慢顶升时有一个千斤顶受力后，紧接着顶升此千斤顶两侧的千斤顶，也使其达到受力状态；
③再缓慢顶升其它7只千斤顶；
④用上述①、②、③步方法循环顶升10个顶升点，直至达到设计标高-55mm为止。
（10）在10个顶升点顶升到-55mm标高后，再进行垂直度、边缘板水平度、包角钢水平度测量，如仍达不到纠偏要求，则继续顶升或调整10个点的顶升值；
（11）当各点顶升至符合设计要求，停止起顶，垫实垫铁后，松开千斤顶后，复查垂直度、边缘板水平度，如果符合标准要求，则纠偏工作结束。
①纠偏后垂直度复测结果 单位mm（表5）
罐筒壁板垂直度复测结果分析：标准规定罐筒壁板垂直度小于管壁高度的0.4%，且不大于50mm，从上述复测结果来看，垂直度大多是在合格范围之内，仅有165°和180°两处超标，出现超标的原因可能是在安装时钢板局部变形或局部直径变化造成，故未作进一步处理。
②边缘板水平度复测结果 单位mm（表6）
（12）按设计要求，在每隔1.5米已经凿平的基础上，垫上300×400mm不同厚度的垫铁，并与基础紧密结合，最后用焊接方法将钢筋与垫铁连接在一起；
（13）在顶升达到要求后，罐底板与环梁间形成了空隙，必须将其充实，使基础与罐底板紧密结合，保证油罐处于良好的受力状态。采取的措施是用人工将干砂从空隙处往罐基础内部填充，捣实、封堵；人工填充达不到的地方，用压缩空气将砂子往内部吹实；吹沙的位置是在人工填充干砂时每隔6m留出一个宽100mm空隙处进行；
（14）利用压缩空气吹沙时，要用干细沙，并将空气流量调小，砂流量调大，防止风速过快，损坏沥青层，并能使底板下空隙尽可能填充严实，在罐底板下充沙完成后将四周严密封堵，以防干砂外流；
（15）清理顶升后罐底板与基础的开口，然后对钢构件进行冲沙、制模，浇筑C40混凝土。
4 运行效果
此油罐经纠偏整改后，继续安装了固定拱顶及内浮盘，同时在2012年11月初正式投料运行，经过近4个月的运行，目前浮盘升降无异常情况，罐体垂直度及基础沉降经监测无异常情况出现，得到了业主的好评和认可。