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        創(chuàng)新“兩器”封頭翻轉(zhuǎn)用傾斜軸式吊耳

        2020-02-26 01:28:04姚成龍吳慶運(yùn)田彥軍王勁松
        石油化工建設(shè) 2020年6期
        關(guān)鍵詞:施工

        姚成龍 吳慶運(yùn) 田彥軍 王勁松 林 歡

        中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司 湖北襄陽 441100

        中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司承建的中海石油東營某公司升級改造及配套工程項(xiàng)目中,沉降器及再生器(簡稱“兩器”)為催化裂化裝置的核心設(shè)備,也是整個(gè)催化裝置施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為方便組對和襯里,通常需要在地面進(jìn)行封頭180°翻轉(zhuǎn)施工。而“兩器”設(shè)備封頭重量大、直徑大、體積大,操作存在難度。以最大的再生器橢圓封頭為例(圖1),其總重130t,安裝高度48.24m,下口直徑12.6m,封頭高度3.22m。因而,選擇合理的翻轉(zhuǎn)吊裝工藝是保證吊裝作業(yè)施工安全的重要條件。

        圖1 再生器封頭

        1 施工方案的確定

        1.1 吊耳的制作安裝

        1.1.1 吊耳的選型

        結(jié)合施工現(xiàn)場情況及再生器封頭特點(diǎn),項(xiàng)目部技術(shù)人員提出兩種不同形式的吊耳方案(圖2),并進(jìn)行了方案的模擬對比。

        圖2 吊耳形式圖示

        技術(shù)人員采用CAD 制圖對兩種封頭翻轉(zhuǎn)方案進(jìn)行示意,詳見圖3。

        通過上述兩種吊耳選型的對比分析,發(fā)現(xiàn)采用垂直軸式吊耳翻轉(zhuǎn)施工時(shí),鋼絲繩存在夾角,有安全隱患,且在翻轉(zhuǎn)過程中易出現(xiàn)索具脫鉤或鋼絲繩劃傷,造成安全事故;而采用傾斜軸式吊耳,翻轉(zhuǎn)過程平穩(wěn)、可靠。故選定吊耳類型為傾斜軸式吊耳。

        圖3 兩種封頭翻轉(zhuǎn)示意圖

        1.1.2 吊耳的數(shù)量

        通過對大型再生器橢圓封頭翻轉(zhuǎn)施工方法和相關(guān)文獻(xiàn)及專利進(jìn)行查新,以及咨詢公司技術(shù)專家?guī)斓膶<?,對吊耳?shù)量的選擇提出了兩種方案(圖4):方案一,采用3 個(gè)吊耳翻轉(zhuǎn),吊裝時(shí)單獨(dú)焊接吊裝吊耳;方案二,采用4 個(gè)吊耳進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和吊裝。

        圖4 吊耳數(shù)量選擇方案

        (1)方案一:共設(shè)3 個(gè)吊裝點(diǎn),其中主吊2 個(gè)吊裝點(diǎn)、溜尾吊車1 個(gè)吊裝點(diǎn),穩(wěn)定性較差;輔助吊車只有1個(gè)吊裝點(diǎn),平衡性較2 個(gè)吊裝點(diǎn)差。且吊裝就位時(shí),需要單獨(dú)另焊接吊耳,施工量增大。

        (2)方案二:共設(shè)4 個(gè)吊裝點(diǎn),穩(wěn)固性較好。采用2根平衡梁,2 臺(tái)吊車各設(shè)2 個(gè)吊裝點(diǎn),平衡性容易控制。且翻轉(zhuǎn)完成后,可直接利用該吊耳繼續(xù)完成封頭的吊裝就位。

        通過對比,最終選用4 個(gè)傾斜軸式吊耳。

        1.1.3 吊耳的加固形式

        通過查閱HG/ T 21574《化工設(shè)備吊耳及工程技術(shù)要求》,橢圓形封頭重量為130.982t,考慮吊裝動(dòng)載荷系數(shù)1.1,吊裝計(jì)算載荷為144.08t。采用4 個(gè)吊耳翻轉(zhuǎn)吊裝,通過計(jì)算,單個(gè)吊耳需承受重量≥75t。利用現(xiàn)場邊角料加工制作井字形吊耳AXC- 450- 24(圖5),以Φ480×24mm 鋼管作為管軸,24mm 鋼板作為Φ480×24mm 加強(qiáng)筋及擋圈,20mm 鋼板作為吊耳護(hù)板,材質(zhì)均為Q345R,通過受力分析計(jì)算,可滿足載荷要求)。

        圖5 傾斜式吊耳設(shè)計(jì)圖(井字型和十字型)

        1.1.4 吊耳的安裝

        針對吊耳的安裝,項(xiàng)目部創(chuàng)新工藝,采用傾斜軸式吊耳中心線與設(shè)備軸向相切安裝方式(圖6)。整個(gè)翻轉(zhuǎn)吊裝過程中,吊耳始終與地面保持水平,通過平衡梁使吊耳受力均衡,安全性能可靠。吊耳安裝順序如下:

        (1)主筋板與設(shè)備本體;

        (2)吊耳管與設(shè)備本體;

        (3)吊耳護(hù)板與吊耳管及設(shè)備本體;

        (4)擋圈與吊耳管及吊耳護(hù)板;

        (5)加強(qiáng)筋板與擋圈、吊耳管及吊耳護(hù)板;

        (6)各個(gè)主筋板之間的焊接采用雙面滿焊;

        (7)主筋板與吊耳管之間采用雙面滿焊;

        (8)主筋板與設(shè)備本體采用雙面滿焊;

        (9)角焊縫間的焊接為兩焊件薄板厚度。

        圖6 吊耳安裝示意圖

        為保障吊裝過程平穩(wěn),根據(jù)受力點(diǎn)載荷分析,要求4 個(gè)吊耳的焊接位置位于封頭兩側(cè)靠邊緣1/ 3 處。通過CAD 制圖,最終確定吊耳與封頭中心兩側(cè)均勻分布,吊耳兩兩平行,兩中心線之間的距離為8.6m,且吊耳中心線距封頭上口垂直距離為0.7m。另外,為了避免吊裝過程中鋼絲繩與封頭口相碰,設(shè)置吊耳擋環(huán)與封頭邊緣距離為0.15m,保障吊裝過程安全可靠(圖7)。

        圖7 再生器封頭4 個(gè)傾斜軸式吊耳安裝尺寸

        1.2 翻轉(zhuǎn)吊裝方案

        結(jié)合現(xiàn)場場地實(shí)際情況與現(xiàn)場已有業(yè)主包月的600t 履帶吊,項(xiàng)目部召開了“封頭翻轉(zhuǎn)吊裝方案”專題會(huì),提出了封頭垂直轉(zhuǎn)180°翻轉(zhuǎn)施工方法。即:主吊持續(xù)緩慢起鉤,溜尾吊車緩慢遞送至90°垂直,拆除輔吊索具;旋轉(zhuǎn)封頭180°后,掛上輔吊索具,輔吊緩慢提升完成翻轉(zhuǎn)。并且對該方案進(jìn)行了三維動(dòng)畫模擬(圖8)。通過動(dòng)畫模擬,確定此方案可行。

        圖8 封頭垂直轉(zhuǎn)180°翻轉(zhuǎn)法三維動(dòng)畫模擬

        2 施工工藝的確定

        (1)按照傾斜軸式吊耳設(shè)計(jì)圖對現(xiàn)場已安裝的吊耳進(jìn)行現(xiàn)場核對(圖9),經(jīng)核驗(yàn),符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

        圖9 傾斜軸式吊耳設(shè)計(jì)圖及現(xiàn)場實(shí)物圖對比

        (2)對現(xiàn)場焊接吊耳的數(shù)量進(jìn)行復(fù)核,共焊接4個(gè)傾斜軸式吊耳(圖10),且對焊接完成的吊耳進(jìn)行了磁粉檢測,合格率為100%。

        圖10 4 個(gè)傾斜軸式吊耳設(shè)計(jì)與現(xiàn)場安裝對照圖

        (3)按照井字型軸式吊耳AXC- 450- 24 設(shè)計(jì)圖紙對各項(xiàng)加固材料規(guī)格及加固方式進(jìn)行檢查(圖11),均符合井字型軸式吊耳圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

        圖11 傾斜軸式吊耳加固設(shè)計(jì)圖與現(xiàn)場實(shí)物對照圖

        (4)現(xiàn)場采用卷尺、水平管和施工線對4 個(gè)傾斜軸式吊耳安裝尺寸進(jìn)行了檢查。經(jīng)查驗(yàn):吊耳中心線與設(shè)備軸向相切,4 個(gè)吊耳兩兩平行,且吊耳兩中心線之間的距離為8.6m,吊耳中心線距封頭上口垂直距離為0.7m,吊耳擋環(huán)與封頭邊緣距離為0.15m,與圖紙要求一致(圖12)。

        圖12 安裝完成的傾斜式吊耳

        (5)技術(shù)人員對參與再生器封頭翻轉(zhuǎn)施工的工人進(jìn)行了技術(shù)交底及安全技術(shù)交底,并組織施工工人觀看再生器封頭翻轉(zhuǎn)全過程的三維動(dòng)畫模擬。

        (6)利用現(xiàn)場已有的600t 履帶吊空檔時(shí)間,進(jìn)行再生器橢圓封頭翻轉(zhuǎn)。經(jīng)查閱相關(guān)吊車性能參數(shù)表并計(jì)算,表明采用600t 履帶吊為主吊,350t 汽車吊為輔吊,即能完成封頭的翻轉(zhuǎn)。吊裝參數(shù)見表1。

        表1 吊車參數(shù)表

        (7) 根據(jù)現(xiàn)場場地實(shí)際情況,按照吊車站位圖中預(yù)先確定的方向和位置,進(jìn)行吊車支車站位,并確保吊車支腿平穩(wěn)(圖13)。

        圖13 吊車站位圖及現(xiàn)場照片

        (8) 主吊及輔助吊依據(jù)起重指揮信號(hào),同步緩慢抬升封頭(圖14);待封頭離地約0.1m 時(shí),主吊持續(xù)緩慢起鉤,輔助吊車緩慢遞送(圖15),速度與主吊車起吊速度同步,同時(shí)確保封頭底部距離地面不大于200mm。

        圖14 封頭開始起吊

        圖15 封頭遞送中

        (9)待封頭由主吊車起吊至與地面垂直(圖16),輔助吊車完全不受力時(shí),主吊停止起鉤,對輔助吊車鎖具進(jìn)行摘除。

        (10)由作業(yè)人員對封頭旋轉(zhuǎn)180°(圖17)。

        圖16 封頭直立

        圖17 封頭180°旋轉(zhuǎn)

        (11)再次掛上輔助吊車鋼絲繩,輔助吊車持續(xù)緩慢起鉤,主吊車緩慢遞送,保持速度的同步性;待封頭與地面平行時(shí),兩吊車同時(shí)緩慢落鉤,緩慢將封頭就位在已處理場地上(圖18、圖19),即完成封頭翻轉(zhuǎn)吊裝(整個(gè)封頭翻轉(zhuǎn)過程與三維動(dòng)畫方案一致)。

        圖18 封頭翻轉(zhuǎn)圖

        圖19 封頭翻轉(zhuǎn)完成后落鉤

        (12)封頭安裝就位。

        3 結(jié)束語

        “傾斜軸式吊耳”成功應(yīng)用于中海石油東營某公司升級改造及配套工程項(xiàng)目“兩器”設(shè)備封頭安裝施工上,取得了良好的效果,得到了業(yè)主方和監(jiān)理方的高度認(rèn)可。該吊耳為“兩器”封頭翻轉(zhuǎn)施工提供了一種成熟的新工藝,中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司計(jì)劃進(jìn)一步在同類型項(xiàng)目或其他類似工程中進(jìn)行推廣和應(yīng)用。

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