книги из ГПНТБ / Харас З.Б. Монтаж аппаратов нефтяной и газовой промышленности

Причем, исследуемые подъемы аппаратов протекали как при стацио­ нарной установке кранов, так и с передвижением кранов с грузом на крюке.

По осциллограммам изменения нагрузок на крюки кранов были определены фактические коэффициенты динамичности нагрузки ка и неравномерности ее распределения между кранами кн. Аппараты имели массу от 15 до 50 т, высоту от 15,5 до 30 м и диаметр от 2 до 2,4 м. При их подъеме и установке в спаренной работе использовали краны разных марок (Э-2503, СКГ-30, МКГ-20), имеющие различную скорость подъема крюка. В некоторых случаях скорости подъема крюка кранов отличались в два раза. Аппараты стропили за ложные штуцера иногда с различным вылетом. Балансирные траверсы не применяли.

Отклонения грузовых полиспастов кранов в процессе подъема и установки аппаратов фиксировали фотограммами, снятыми в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Действительный угол а отклонения полиспаста крана от вертикали подсчитывали по фор­ муле

tg а = У tg2 а, tg2 а2,

где а 1 — угол отклонения полиспаста в первой плоскости в граду­ сах; а 2 — угол отклонения полиспаста во второй плоскости, пер­ пендикулярной первой, в градусах.

Характер изменения нагрузок на спаренные краны при движе­ нии их с грузом на крюке иллюстрирует участок осциллограммы (рис. 5.11, а). Поперечное раскачивание аппарата с поперемен­ ным нагружением кранов иллюстрирует участок осциллограмм (рис. 5.11, б). Раскачивание аппарата в плоскости подъема при под­ таскивании опорной части аппарата трубоукладчиком приводит к возникновению синхронных динамических нагрузок на краны, что иллюстрируется участком осциллограммы (рис. 5.11, в).

Исследования показали, что отрыв вершины аппарата от земли

вначальной стадии подъема происходит плавно, без рывков. Наи­ более опасные динамические нагрузки, одновременно действующие на оба крана, возникают при подтаскивании аппарата трубоуклад­ чиком. Кроме того, при раскачивании висящего над землей аппарата

вплоскости, перпендикулярной плоскости подъема, также возни­ кают динамические нагрузки, попеременно действующие то на один, то на другой кран.

Наибольшие динамические нагрузки на краны при подъеме аппаратов возникают при подтаскивании нижней части аппарата

Из данных замеров нагрузок следует, что в процессе подъема аппа­ рата необходимо следить за тем, чтобы не допускать подтаскивания нижней части аппарата трубоукладчиком, так как он не имеет плав­ ных скоростей трогания с места и действует сильными рывками, которые могут вывести грузовые полиспасты из плоскости подъема

Анализ динамических нагрузок, возникающих при различных рабочих движениях крана, показывает, что наибольшие динами­ ческие нагрузки вызывает передвижение кранов (&дтах = 1,16

и *д. ср = 1,055).

Установлено, что при спаренной работе кранов с различной гру­ зоподъемностью кран меньшей грузоподъемности испытывает боль­ шие динамические нагрузки, чем кран большей грузоподъемности

Рис. 5.11. Осциллограммы нагрузок (в тс) на краны при монтаже аппаратов.

(у СКГ-30 на 3,5% больше, чем у Э-2503 и у МКГ-20 на 4,5% больше, чем у СКГ-30).

Поэтому монтаж аппарата следует выполнять при попеременном движении кранов во избежание сильного его раскачивания. После передвижения первого крана движение второго крана начинают только после прекращения раскачиванияаппарата и остановки первого крана.

При анализе расшифрованных данных подъемов вертикальных аппаратов методом скольжения спаренными кранами без балансир­ ной траверсы получен средний коэффициент неравномерности за­ грузки крана кн ср = 1,14. Были зафиксированы в отдельные мо­

98

менты подъемов максимальные коэффициенты неравномерности за­ грузки кн тах, равные 1,36; 1,32 и 1,28.

При работе на минимальных вылетах крюка и отсутствии движе­ ния кранов с грузом монтаж вертикальных аппаратов спаренными кранами следует осуществлять со следующими ограничениями: для кранов МКГ-25 (со стрелой длиной до 32,5 м) 80% от номиналь­ ной грузоподъемности; для кранов СКГ-40 (со стрелой длиной до 25 м), СКГ-63 и СКГ-100 (со стрелой длиной до 40 м) — 90% от но­ минальной грузоподъемности.

При работе на минимальных вылетах крюка в случае движения кранов с грузом монтаж вертикальных аппаратов спаренными кра­ нами необходимо проводить со следующими ограничениями: для кранов МКГ-25 (со стрелой только длиной 12,5 м) 60% от номиналь­ ной грузоподъемности; для кранов СКГ-40 (со стрелой длиной до 25 м), СКГ-63 и СКГ-100 (со стрелой длиной до 40 м) 70% от номи­ нальной грузоподъемности.

По инициативе институтов ВНИИМонтажспецстрой и Промстальконструкция в «Правила устройства и безопасной эксплуата­ ции грузоподъемных кранов» Госгортехнадзора включены развер­ нутые требования по одновременному применению нескольких стреловых кранов. Правила допускают подъем и перемещение груза несколькими кранами. В случаях применения для этих целей стре­ ловых кранов работу производят в соответствии с проектом или тех­ нологической картой, составленной специализированной организа­ цией, в которой приводят схемы строповки и перемещения груза с указанием последовательности выполнения операций, положения грузовых канатов, расположения стоянок и путей движения кранов,

атакже включают требования к подготовке оснований и дорог.

Втехнологических картах помещают масштабную схему подъ­ ема аппарата в нескольких проекциях. На плане указывают рядом расположенные здания и сооружения с необходимыми привязочными размерами. В карте приводятся указания по расположению на аппарате монтажных штуцеров, даются ссылки на чертежи шту­ церов и балансирных траверс.

Работу по перемещению аппарата двумя или несколькими кра­ нами производят под непосредственным руководством лица, ответ­ ственного за безопасное производство работ по перемещению грузов кранами, или специально назначенного инженерно-технического работника. Таким образом, разрешая проведение работ по подъему и перемещению аппаратов несколькими кранами, «Правила» Гос­

гортехнадзора требуют выполнения целого комплекса мероприятий, дополнительных к обычному применению одиночных кранов, чем подчеркивают сложность и ответственность работ с использованием нескольких кранов.

Для успешной работы спаренных кранов необходимы: проверен­ ная надежная работа ограничителей грузового момента, муфт пре­ дельного момента механизма поворота, ограничителей высоты подъ­ ема крюка и угла наклона крана.

Известен опыт монтажных управлений, использующих макеты намечаемых к монтажу аппаратов для тренировки слаженности в работе машинистов спаренных кранов и монтажников, а также специализирующих определенные пары однотипных кранов.

При спаренной работе кранами различных моделей неравномер­

ность нагрузок на них выше, чем при работе кранами одинаковых моделей.

Размеры аппаратов, монтируемых спаренными кранами методом скольжения с отрывом от земли со строповкой аппаратов на 2/3 вы­ соты, указаны в приложении 4.

§ 4. МОНТАЖ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ СТРЕЛОВЫМИ КРАНАМИ СПОСОБОМ ПОВОРОТА

Монтаж аппаратов с перекантовкой и отрывом от земли Если грузоподъемность крана равна или больше массы подни­

новесия (нейтральное положение) возникает при расположении на одной вертикали грузового полиспаста крана, центра тяжести и точки опоры аппарата. Во избежание рывков аппарат удерживают в данном случае тормозными оттяжками.

100

Тяжеловесные аппараты сравнительно небольшой высоты (#/£) = = 3-т- 4) со сферическим или коническим днищем во многих случаях при монтаже спаренными стреловыми кранами также вначале пере­ кантовывают из горизонтального в вертикальное положение, пово­ рачивая аппарат вокруг днища и опирая его на грунт, а затем под­ нимают над землей и устанавливают на фундаменты или постаменты.

К такой группе аппаратов, монтируемых на постаментах высо­ той 4—6 м, относятся реакторы установок каталитического рифор­ минга, каталитической очистки масел и дизельного топлива, име­ ющие массу 40—60 т, высоту 8—10 м и диаметр около 3 м.

Процесс монтажа реактора включает перекантовку его без отрыва от земли спаренными кранами, установленными по обе стороны от реактора, который уложен нижним днищем к постаменту. Работая механизмами подъема, незначительно изменяя вылет крюков и пово­ рачивая грузовые платформы кранов, реактор переводят в вертикаль­ ное положение. Затем реактор поднимают над землей, краны подъ­ езжают с ним к постаменту и устанавливают его в проектное поло­ жение (рис. 5.12).

. Монтаж аппаратов поворотом через шарнир

Аппарат при монтаже закрепляют в поворотном шарнире, уста­ новленном рядом с фундаментом, и в процессе всего монтажа его не отрывают от земли. Преимуществами данного способа являются: установка аппарата сразу в проектное вертикальное положение на фундаменте; возможность применения для монтажа кранов, грузо­ подъемность которых меньше массы аппарата; создание безопасных условий труда монтажников за счет испытания кранов максимальной нагрузкой, возникающей в начале монтажа аппарата. По мере подъ­ ема аппарата нагрузки на краны в большинстве случаев умень­ шаются.

Монтаж вертикальных аппаратов способом поворота через шар­ нир довольно трудоемкий, так как приходится устраивать шарнир, точно укладывать аппарат перед подъемом и крепить его в шарнире. Тем не менее при данном способе монтажа вертикальных аппаратов можно применять стреловые краны даже тогда, когда раньше исполь­ зовались только такелажные средства.

Устройство шарнира и установка аппарата в шарнир суще­ ственно усложняются при увеличении высоты опорного фундамента под аппарат. Поэтому способ монтажа поворотом через шарнир применяют преимущественно при высоте фундамента до 2 м.

Поскольку высота подъема крюков кранов ограничена, то кра­ нами поднимают высокие аппараты на 50—60°, а затем дотягивают их до нейтрального положения дополнительными средствами. При таком монтаже аппаратов усилия в дотягивающей системе будут сравнительно невелики.

Наиболее целесообразное взаимное расположение аппарата и кранов по отношению друг к другу и к опорному фундаменту при

101

подъеме способами поворота через шарнир с дотягиванием предста­ влено на рис. 5.13, а, б, е, г.

Самый простой — первый способ (рис. 5.13, а), при котором стационарно установленный кран по мере подъема аппарата повора­ чивает только платформу. Вылет крюка крана при этом изменяют незначительно для сохранения вертикальности грузового полиспаста. Второй способ (рис. 5.13, б) применяют при запасе высоты подъема крюка и необходимости увеличить угол подъема аппарата кранами. Монтаж аппарата вторым способом включает все рабочие движения крана. Передвижение крана по мере подъема аппарата осуществляют при минимальном вылете крюка, не совмещая движение крана с по­ воротом платформы. Третий способ (рис. 5.13, в) аналогичен первому, а четвертый (рис. 5.13, г) — второму, но при монтаже используют не один, а два крана. При третьем и четвертом способах следует при­ менять балансирную траверсу.

Расчетные нагрузки на краны, равные максимальным значениям нагрузок в процессе подъема аппарата из исходного горизон­ тального в нейтральное положение, в зависимости от расположения мест строповки аппарата определяют по формулам, приведенным в табл. 5.2 .Как видно из табл. 5.2, максимальные нагрузки на краны возникают в момент отрыва аппарата от земли (при ф = 0°) для всех возможных вариантов расположения мест строповки аппарата, кроме последнего, при котором нагрузки на краны в процессе подъ­ ема аппарата не уменьшаются, а возрастают. Такое явление воз­ можно при расположении стропов на верхней образующей аппарата и при расстоянии опоры аппарата до места строповки меньшем, чем удвоенное расстояние опоры аппарата до его центра тяжести (к -< 2). В таких случаях аппарат не доводят кранами до нейтрального поло­ жения, а после подъема на некоторый угол дотягивают. Расчетные нагрузки на краны в зависимости от этого угла подъема аппарата

что нагрузки на краны при угле подъема аппарата до 50—60° воз­ растают незначительно. Однако при дальнейшем подъеме нагрузки быстро достигают величины силы тяжести аппарата. Установлено, что высокие аппараты с относительно небольшим диаметром кор­ пуса (L/D = 8-г-10) можно поднять на угол приблизительно 70° без существенного увеличения нагрузки на краны.

Возможность монтажа аппарата краном может быть выявлена графическим построением масштабной схемы подъема или с помощью вспомогательных таблиц (приложение 5). В таблицах приведены максимальные параметры (масса, диаметр и высота) аппаратов, которые могут быть подняты и установлены с помощью стреловых кранов наиболее распространенных моделей, оснащенных стрелами

102

Формулы для определения значений максимальных нагрузок на кран при монтаже аппаратов методом поворота через шарнир при различном расположении мест строповки

1 0 4

различной длины, при строповке аппарата за корпус на расстоя­ нии 2/ 3 высоты аппарата от основания.

Примером монтажа аппаратов методом поворота одним краном может служить монтаж колонны массой 36 т и высотой 31 м краном СКГ-30, имеющим стрелу длиной 20 м. Колонну, застропив на высоте 22 м, монтировали в два этапа: вначале подняли краном на угол порядка 50°, а затем дотянули тремя тракторами до нейтраль­ ного положения (рис. 5.14)

При включении дотягива­ ющей системы полиспаст крана ослабляют, и обяза­ тельно отсоединяют от аппа­ рата. Выполнять эту опера­ цию монтажнику-верхолазу опасно, так как ему прихо­ дится передвигаться по под­ нимаемому аппарату. В этом отношении эффективны полу­ автоматические конструкции стропов, позволяющие осу­ ществлять расстроповку аппа­ рата с земли. Одна из таких конструкций показана на рис. 5.15. Обычный охваты­ вающий тросовый строп за­ тягивается через патрубок, который после ослабления стропа можно легко выдер­ нуть из петли стропа и тем самым произвести расстро­ повку.

При монтаже аппаратов поворотом через шарнир с целью обеспечения надеж­ ного положения аппарата как во время подъема, так

ипри установке на фундамент в период крепления анкерными бол­ тами, а также для удобства выверки на вершине аппарата закрепляют боковые расчалки. Поскольку усилия в этих расчалках незначи­ тельные, расчалки закрепляют либо за инвентарные якори на уси­ лие 50—100 кН (5—10 тс), либо за тракторы или трубоукладчики, используемые только на время подъема.

Для удержания аппарата после прохода нейтрального положения

иплавной установки его на фундамент применяют закрепленную

на вершине аппарата и расположенную в плоскости подъема аппа­ рата тормозную оттяжку, натяжение которой регулируют в зави­ симости от усилия лебедки или трактора непосредственно ими или через полиспаст.

105

Большим достижением советских монтажников следует считать разработку и широкое внедрение в практику метода монтажа верти­ кальных аппаратов поворотом через шарнир с помощью двух и более кранов. Аппараты при этом монтируют обычно третьим и четвертым способами (см. рис. 5.13, в, г). Однако имеются примеры монтажа аппаратов спаренными кранами без поворота платформы и изменения вылета крюка. В этих случаях краны по мере подъема передвигаются параллельно плоскости подъема аппарата к его фундаменту. Так монтировали, например, аппарат массой 60 т, поднимаемый двумя кранами СКГ-30 с 20-метровыми стрелами, суммарная грузоподъем­

ность которых составляла всего 40 т.

с В. М. Федоровым непосредственно при монтаже аппаратов на Рязанском нефтеперерабатывающем заводе. Аппараты массой по 40 т и высотой 30 и 41 м при диаметре 1,6 м монтировали со стропов­ кой за монтажные штуцера без балансирных траверс. На осцилло­ грамме (рис. 5.16, а) видно резкое (в течение нескольких секунд) перераспределение нагрузок на краны при неравномерной работе механизмов подъема груза, на втором участке этой же осциллограммы (рис. 5.16, 6) видно перераспределение нагрузок на краны при не­ равномерном повороте стрел кранов.

Исследованиями была установлена существенная неравномер­ ность загрузки кранов при строповке аппаратов за монтажные штуцера и применении шарниров, не имеющих зазора между осью

ищеками. Коэффициент неравномерности загрузки в этом случае достигал значения 2, т. е. один из кранов полностью брал на себя всю нагрузку. При использовании шарниров, имеющих зазор между осью

ищеками, коэффициент неравномерности загрузки составлял 1,6.

106