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        球罐整體吊裝搬遷施工技術(shù)

        2023-01-30 02:09:46張洪偉尹彭霞郭啟元
        石油化工建設(shè) 2022年9期
        關(guān)鍵詞:球罐吊耳支腿

        楊 茂 張洪偉 尹彭霞 郭啟元 張 瑩

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

        隨著我國(guó)化工行業(yè)的快速發(fā)展,設(shè)備工廠(chǎng)化預(yù)制、模塊化安裝成為大勢(shì)所趨,單機(jī)設(shè)備變的越來(lái)越重、安裝質(zhì)量和精度要求越來(lái)越高。如何保證這些大型設(shè)備吊裝的順利進(jìn)行,有效地控制設(shè)備吊裝的質(zhì)量,合理地設(shè)計(jì)吊裝保證措施變得越來(lái)越重要。大型球罐一般是在施工完成的基礎(chǔ)上拼裝、焊接完成,因體積大、重量重、吊裝難度高,整體吊裝項(xiàng)目較少。以中國(guó)化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司(六化建)承擔(dān)的新疆阿拉山口市3 臺(tái)2000m3球罐整體吊裝搬遷項(xiàng)目為例,詳細(xì)介紹了球罐整體吊裝搬遷施工技術(shù)。

        1 球罐整體搬遷移位的難點(diǎn)

        新疆省阿拉山口市年平均8 級(jí)大風(fēng)天數(shù)達(dá)到166天,吊裝過(guò)程中可能隨時(shí)出現(xiàn)大風(fēng)天氣,影響吊裝進(jìn)度;每臺(tái)球罐設(shè)備及附件合計(jì)自重均達(dá)到370t,直徑15.7m、高20.2m;單罐路程移位距離長(zhǎng),其中T- 301 移動(dòng)330m、T- 302 移動(dòng)360m、T- 303 移動(dòng)450m;必須保證設(shè)備不受到任何損傷;球罐吊裝采用的吊耳需要重新設(shè)計(jì)、安裝;移位通道現(xiàn)有路面地耐力不滿(mǎn)足吊裝移位需要。

        針對(duì)以上各球罐整體移位的難點(diǎn)和具體現(xiàn)場(chǎng)條件,六化建優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工措施,包括道路選擇、道路換填、地耐力檢測(cè)、吊具設(shè)計(jì)、鋼絲繩選擇、球罐支腿加固等,最終實(shí)現(xiàn)了在整體移位中確保各球罐安全、完好,并避免直接在球罐上焊接、切割等有可能損壞球罐的操作。

        2 吊裝工藝設(shè)計(jì)

        2.1 施工前技術(shù)準(zhǔn)備

        (1)為了保護(hù)球罐,保證罐體必要時(shí)臨時(shí)落地支腿的穩(wěn)定性,對(duì)各支腿之間進(jìn)行輪輻、輪緣狀加固,罐體支腿的加固如圖1 所示。

        圖1 罐體支腿加固

        (2)附件的拆除:將妨礙球罐吊裝的噴淋管、平臺(tái)、附屬管道拆除,不妨礙吊裝的管道固定;

        (3)吊車(chē)選型進(jìn)廠(chǎng):根據(jù)吊裝方案選擇滿(mǎn)足吊裝要求的吊車(chē)型號(hào)進(jìn)廠(chǎng)組裝;

        (4)業(yè)主對(duì)移動(dòng)球罐罐體進(jìn)行全面檢測(cè),明確球罐罐體的各項(xiàng)性能;

        (5)對(duì)吊車(chē)行走路線(xiàn)換填并檢測(cè)合格;

        (6)工序交接:新罐區(qū)各球罐各支腿基礎(chǔ)上墊板施工,對(duì)新球罐基礎(chǔ)驗(yàn)收合格;

        (7)柱腳與原基礎(chǔ)分離:原基礎(chǔ)柱腳與基礎(chǔ)采用在底板處齊根拆除,新施工基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板等候安裝。

        2.2 吊耳設(shè)計(jì)

        (1)參考規(guī)范《化工設(shè)備吊耳設(shè)計(jì)選用規(guī)范HG/ T 21574- 2018》進(jìn)行吊耳選型。球罐支腿為Ф600×12 鋼管,材質(zhì)為16MnDR,采用J507RH 焊條焊接護(hù)板與支腿,吊耳形式如圖2 所示。

        圖2 吊耳設(shè)計(jì)

        (2)本次吊裝利用在球罐的10 根立柱上個(gè)焊接一組主吊吊耳的方式,保證各吊裝點(diǎn)的受力保持最小。吊耳焊縫均為滿(mǎn)焊,焊縫尺寸不小于相連構(gòu)件的最薄厚度,接頭處設(shè)置45°坡口。焊接完成后做100%磁粉檢測(cè),Ⅰ級(jí)合格,并出具檢測(cè)報(bào)告。吊耳裝配順序?yàn)椋旱醵迮c立柱→吊耳板→其他構(gòu)件。

        2.3 吊裝重心核算

        經(jīng)查原設(shè)計(jì)圖紙,球罐球殼質(zhì)量為318196kg,球罐支座質(zhì)量為27305kg,底部加強(qiáng)措施質(zhì)量為3800kg。未拆除附件質(zhì)量為9600kg。由重心計(jì)算公式(式1)可得到重心距地面高度(Z)。

        式中:Z——重心距地面高度;

        G——總重量;

        Gi——重量不均勻分布時(shí)各自的重量;

        X——重量不均勻部分各自重心距地面高度。

        由于吊點(diǎn)在支腿上,支腿長(zhǎng)度為10.5m,根據(jù)吊耳及吊耳底板尺寸知:吊點(diǎn)高度為10.5- 0.3=10.2m。可見(jiàn),重心位于吊點(diǎn)下方,無(wú)失穩(wěn)危險(xiǎn),安全可行。

        2.4 吊車(chē)選型

        根據(jù)吊裝載荷計(jì)算并利用CAD 吊裝模擬,選取800t履帶吊,吊臂長(zhǎng)度=48m,根據(jù)工況選吊裝半徑為16m,擬采用WBWФ52 壓制鋼絲扣10 根。吊車(chē)核算及選型如圖3 所示。

        圖3 吊裝核算及選型

        2.5 吊裝作業(yè)區(qū)域地基處理措施

        2.5.1 路基板鋪設(shè)

        800t 履帶吊起重機(jī)吊車(chē)工況示意圖如圖4 所示。

        圖4 800t 履帶吊起重機(jī)吊車(chē)工況

        由于800t 吊車(chē)負(fù)重時(shí),行駛300m 需要8h,又考慮到當(dāng)?shù)刈匀粭l件,大風(fēng)天氣較多,所以準(zhǔn)備20m2、厚δ=12mm 的鋼板備用。球罐移動(dòng)過(guò)程中需要臨時(shí)暫停時(shí),將球罐落在備用鋼板上。因地面荷載達(dá)不到要求,履帶吊不能松勾,防止球罐傾斜。路基板鋪設(shè)如圖5 所示。

        圖5 路基板鋪設(shè)圖

        2.5.2 施工測(cè)量與放樣

        開(kāi)工前進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)和固定路線(xiàn),對(duì)現(xiàn)場(chǎng)放出路基邊緣線(xiàn)、棄土場(chǎng)等的具體位置,標(biāo)明輪廓。路中線(xiàn)和路邊線(xiàn)控制樁采用木樁,直線(xiàn)段每50m 放一個(gè)斷面樁;在施工區(qū)域以外再布設(shè)兩個(gè)控制樁,為恢復(fù)提供依據(jù),并標(biāo)出樁號(hào),以便施工時(shí)檢查。

        2.5.3 路基防水與排水

        在路基施工期間,始終保持場(chǎng)地處于良好的排水狀態(tài)。并修建一些臨時(shí)排水設(shè)施,以防雨水浸泡。

        2.5.4 清理場(chǎng)地路基施工前,清除施工范圍內(nèi)的垃圾、有機(jī)物殘?jiān)?,拆除圍墻墻體,并清除拆除墻體下來(lái)的垃圾。

        2.5.5 軟基處理

        臨時(shí)道路寬15m,原球罐區(qū)加寬至17m,采用360 型挖掘機(jī)對(duì)路基原地面進(jìn)行開(kāi)挖,挖至地勘報(bào)告中的第5 條場(chǎng)地工程地質(zhì)條件的1 層為雜土層:厚度0.5~2.3m,雜色,以粉土為主,夾有礫石、建筑垃圾及大量植物根莖,結(jié)構(gòu)性差,易鉆進(jìn)。密實(shí)度:松散。所以挖至2.3m 進(jìn)行換填。路面剖面圖如圖6 所示。采用砂夾石作為換填材料,壓實(shí)系數(shù)大于0.94。

        圖6 路面剖面圖

        2.5.6 路面平整度控制

        采用水平儀測(cè)量整體路面標(biāo)高,確保路面平整度誤差在±20~50mm。

        2.5.7 路基試驗(yàn)

        為了控制壓實(shí)質(zhì)量,隨時(shí)任意取樣進(jìn)行檢驗(yàn)。壓實(shí)度要符合技術(shù)規(guī)范的要求,第三方地耐力檢測(cè)合格后進(jìn)行吊裝。

        2.5.8 倒運(yùn)路基板路線(xiàn)處理

        用100t 汽車(chē)吊和80t 汽車(chē)吊對(duì)路基板倒運(yùn)。因地面是粉土,將原地面兩側(cè)各平整壓實(shí)10m 寬,用來(lái)作為吊車(chē)的行駛路線(xiàn)。

        3 吊運(yùn)的實(shí)施

        3.1 準(zhǔn)備

        對(duì)吊車(chē)行進(jìn)路線(xiàn)進(jìn)行換填碾壓夯實(shí);800t 吊車(chē)提前進(jìn)場(chǎng),由100t 汽車(chē)吊和80t 汽車(chē)吊共同配合進(jìn)行吊車(chē)組裝;吊耳、吊索具進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收,對(duì)吊耳焊接檢測(cè)合格;對(duì)新基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)收,確認(rèn)其平整度、標(biāo)高,提前放置墊鐵;將原基礎(chǔ)地腳螺栓切除,原基礎(chǔ)灌漿層拆除。原罐區(qū)吊裝站位如圖7 所示。

        圖7 原罐區(qū)吊裝站位圖

        3.2 試吊

        試吊須按下列程序進(jìn)行,并做好記錄。

        (1)操作:按要求進(jìn)行分級(jí)(按比例進(jìn)行分級(jí)加載,進(jìn)行20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、100%分級(jí)加載)加載,使球罐受力,仔細(xì)檢查,確保達(dá)到規(guī)定值;

        (2)觀(guān)察:每個(gè)觀(guān)察點(diǎn)應(yīng)及時(shí)反映觀(guān)察情況;

        (3)測(cè)量:各個(gè)測(cè)量點(diǎn)應(yīng)認(rèn)真做好測(cè)量工作,及時(shí)反映測(cè)量情況;

        (4)校核:數(shù)據(jù)匯交現(xiàn)場(chǎng),比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的差異;

        (5)分析:若有數(shù)據(jù)偏差,有關(guān)各方應(yīng)認(rèn)真分析原因;

        (6)決策:認(rèn)可當(dāng)前工作狀態(tài),并決策下一步操作。

        認(rèn)真檢查整體提升系統(tǒng)的工作情況。提升離地后,空中停滯一定時(shí)間,要定時(shí)組織人員對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀(guān)察。有關(guān)各方也要密切合作,為下一步做出科學(xué)的決策和正式吊裝提供依據(jù)。試提升結(jié)束,經(jīng)確認(rèn)后,提升至預(yù)定高度??罩型?0min 以上,觀(guān)察整個(gè)系統(tǒng)的情況。

        3.3 起吊

        先將T- 101 主吊車(chē)以16m 半徑起吊,將設(shè)備提升至設(shè)備最低處與支墩最高處距離約100mm 后停止,檢查索具受力及設(shè)備穩(wěn)定性;然后主吊機(jī)起鉤,將設(shè)備吊離基礎(chǔ)支墩,提升約0.1m;主吊車(chē)以33m 半徑逆時(shí)針轉(zhuǎn)桿,使設(shè)備處于其正前方,然后帶載向新建球罐區(qū)行走。

        3.4 行走

        行走過(guò)程中,注意調(diào)整吊車(chē)半徑,保證整體負(fù)荷率保持在80%左右,保證吊裝安全。同時(shí)在帶載轉(zhuǎn)向過(guò)程中,為保證吊裝安全不得同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)以上相關(guān)操作,轉(zhuǎn)向過(guò)程中要平穩(wěn)。主吊車(chē)行走至設(shè)備臨時(shí)放置位置后,慢慢回鉤,對(duì)新球罐基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)量,保證球罐能直接就位。吊車(chē)行走時(shí)一定要緩慢,保持勻速。輔助100t 吊車(chē)和80t 吊車(chē)倒運(yùn)路基箱。

        3.5 就位

        主吊車(chē)帶載行走至設(shè)備基礎(chǔ)正上方,找正,直至安裝完畢。球罐就位如圖8 所示。

        圖8 球罐就位圖

        3.6 摘鉤

        設(shè)備找正完畢后,通過(guò)吊籃將作業(yè)人員吊至設(shè)備頂部拆除吊裝索具;然后主吊車(chē)摘除超起裝置,通過(guò)起鉤、轉(zhuǎn)桿、回鉤等動(dòng)作將索具吊至地面。

        3.7 就位

        根據(jù)安裝吊裝就位圖依次將T- 302、T- 303 按上述要求吊裝就位。

        4 施工要點(diǎn)

        4.1 對(duì)設(shè)備的要求

        提前將設(shè)備附件(噴淋裝置等)拆除完畢,地基處理完畢,設(shè)備周?chē)恋K吊裝雜物處理干凈,空中架空線(xiàn)拆除。對(duì)吊點(diǎn)設(shè)置位置處結(jié)構(gòu)件及焊縫進(jìn)行強(qiáng)度校核。

        4.2 吊車(chē)進(jìn)場(chǎng)組裝

        主吊車(chē)(800t 履帶式起重機(jī))和輔助吊車(chē)組裝時(shí)涉及運(yùn)輸、吊裝等多種作業(yè),且吊車(chē)部件多,單件重量重,組裝難度大。因此,對(duì)負(fù)責(zé)組裝吊車(chē)的機(jī)組人員、起重人員、輔助吊車(chē)及司機(jī)、場(chǎng)地條件要求較高。

        4.3 輔助吊車(chē)

        根據(jù)組裝計(jì)劃和需要,80t 起重機(jī)配合100t 起重機(jī)共同完成800t 履帶式起重機(jī)的組裝。

        4.4 組裝過(guò)程控制

        對(duì)參與吊車(chē)組裝的人員進(jìn)行合理分工,確保每個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)完成后均由相關(guān)責(zé)任人員進(jìn)行檢查確認(rèn),并認(rèn)真填寫(xiě)《履帶式起重機(jī)組裝過(guò)程檢查表》,嚴(yán)禁流于形式。根據(jù)組裝計(jì)劃,100t 起重機(jī)站位場(chǎng)地、800t 履帶式起重機(jī)組裝場(chǎng)地,由業(yè)主根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況指定?,F(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)確定吊車(chē)吊裝作業(yè)范圍。吊車(chē)行走范圍內(nèi)場(chǎng)地必須按要求下挖、回填,處理完畢的地耐力要滿(mǎn)足吊裝作業(yè)要求;必須保證吊裝索具長(zhǎng)度相等。主吊鋼絲繩扣中間部分與球罐支腿間連接件接觸,兩端部分與吊鉤連接,鋼絲繩與支腿間結(jié)構(gòu)件接觸部位墊設(shè)膠皮,以防鋼絲繩磨損結(jié)構(gòu)件。

        5 結(jié)語(yǔ)

        科學(xué)方法與施工經(jīng)驗(yàn)的有效結(jié)合,使整個(gè)吊裝過(guò)程平穩(wěn)有序,3 臺(tái)球罐整體吊裝移位一次成功,總共耗時(shí)7d(中間2d 大風(fēng))。此項(xiàng)目球罐吊裝成功的實(shí)施,表明該吊裝措施的正確、安全、可行性,為同類(lèi)型項(xiàng)目提供了經(jīng)驗(yàn),可供類(lèi)似工況借鑒。

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