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

большим просветом, в связи с чем требуется выполнять довольно сложные работы по опусканию и установке его на фандамент при помощи домкратов. Определенные трудности могут возникнуть также при дотягивании аппарата вследствие значительных горизонталь­ ных нагрузок, опрокидывающих шарнир.

Поэтому для подъема аппаратов можно рекомендовать шарнир, имеющий достаточно жесткую плиту и скосы, расположенные под

J

Рис. 7.13. Шарнир с устройством для опускания аппарата на фундамент домкратами.

разными углами. Поскольку две полуоси на плите могут быть за­ креплены на различных опорах, то, используя шарнир, можно под­ нимать аппараты разного диаметра.

Если выбор метода и средств монтажа осуществляется на стадии проектирования аппарата и фундамента, то в основном проекте может быть разработана конструкция шарнира и прилива к фундаменту. Шарнир такого типа, разработанный с участием автора, по требо­ ванию ВНИИМонтажспецстроя был включен в основной проект колонны синтеза массой 360 т производства аммиака японской по­ ставки для некоторых химкомбинатов, а также для аппаратов массой до 400 т комбинированной установки производительностью 6 • ІО6 т нефти в год (рис. 7.14).

157

Глава восьмая

МОНТАЖ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ ТАКЕЛАЖНЫМИ СРЕДСТВАМИ МЕТОДОМ СКОЛЬЖЕНИЯ

§ 1. ОПТИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ И РАСПОЛОЖЕНИЕ ТАКЕЛАЖНЫХ СРЕДСТВ ПРИ ПОДЪЕМЕ АППАРАТОВ СКОЛЬЖЕНИЕМ С ОТРЫВОМ ОТ ЗЕМЛИ

При подъеме вертикальных аппаратов скольжением с отрывом от земли обычно применяют спаренные мачты. При достаточной их грузоподъемности иногда используют одну мачту или в качестве ее ранее установленный вертикальный аппарат, оснащенный грузо­ вым полиспастом и расчалками. Некоторое распространение при подъеме особо тяжеловесных аппаратов имеет одновременное при­ менение четырех мачт.

Спаренные мачты устанавливают вертикально и симметрично по обе стороны фундамента с таким расчетом, чтобы поднятый над фундаментом аппарат расположился строго по оси фундамента.

Аппарат располагают так же, как и при монтаже стреловыми кранами. После строповки подъем и установку аппарата на фунда­ мент осуществляют в два основных этапа (рис. 8 .1 ).

В процессе п е р в о г о э т а п а аппарат поднимают мачтами из горизонтального исходного положения / в положение неустой­ чивого равновесия III. На этом этапе аппарат либо подтаскивают, либо притормаживают за опорную часть, обеспечивая расположение грузовых полиспастов в плоскости мачт.

Если аппарат в начале подъема был расположен перед фунда­ ментом, то в начальной стадии подъема вершину аппарата припод­ нимают мачтами выше верха анкерных болтов и, ослабляя оттяжку, а также работая подтягивающими средствами, заводят аппарат между

мачтами так, чтобы места строповки расположились в плоскости мачт.

В процессе в т о р о г о э т а п а аппарат, оторвав полностью от земли, перемещают в воздухе в вертикальное положение, а затем опускают и устанавливают на фундамент. На этом этапе подъем аппарата осуществляют грузовыми полиспастами мачт, притормажи­ вая движение аппарата за опорную часть оттягивающими средствами.

Изменение нагрузки на полиспасты мачт SJG в процессе пер­ вого этапа подъема аппарата в зависимости от угла подъема аппа­ рата ф представлено графиками на рис. 8.2. График построен: 1) без учета отклонения полиспастов от вертикали в плоскости мачт; 2 ) при условии перемещения мест строповки аппарата в плоскости вертикально установленных мачт; 3) для аппаратов, застропленных

160

на расстоянии от опорной плоскости, равном удвоенному расстоя­ нию от этой плоскости до центра тяжести (Z = 2хц т); 4) для отно­ шений l[D = т = 3; 7; 11; 15; 19; 23, т. е. в диапазоне наиболее

Рис. 8.1. Процесс подъема аппарата такелажными средствами скольжением с отрывом от земли.

I —V — положения, занимаемые аппаратом при подъеме.

распространенных значении при монтаже вертикальных аппаратов нефтяной и газовой промышленности (где D — диаметр аппарата).

значение, зависящее от угла отклонения грузовых полиспастов от вертикали.

От величины т зависит угол подъема аппарата, соответствующий

значения т предельный угол подъема аппарата изменяется незна­ чительно.

Закономерности изменения вертикальной нагрузки на опорную

взаимных положениях мачт и аппарата (рис. 8.4, а) представлен графикомна рис. 8.4, б. Из графика видно, что при расположении мачт в плоскости, проходящей через места строповки аппарата, т. е. в пло­ скости /, все нагрузки на такелажные средства имеют минимальные значения. При смещении мачт от места строповки к вершине под­ готовленного к подъему аппарата нагрузки на полиспасты, мачты и расчалки возрастают. Причем наиболее существенно увеличиваются нагрузки на расчалки. При значительном смещении мачт нагрузки на полиспасты, мачты и расчалки в начальный момент подъема аппарата могут даже превысить нагрузки после полного отрыва аппа­ рата от земли. Поэтому аппарат перед подъемом следует стремиться расположить так, чтобы места его строповки были в плоскости, про-

162

ходящей через мачты. Если это невозможно, например, при установке аппарата на постамент или высокий фундамент, то обязательно про­ веряют такелажные средства на нагрузки в начальный момент подъ­ ема аппарата и, в случае возникновения недопустимых по величине нагрузок на такелажные средства, смещают место строповки к вер­ шине аппарата.

большом (2 —3 м) расстоянии от центра тяжести, ближе к вершине

аппарата, который, в свою очередь, укладывают на фундамент так, чтобы место строповки располагалось по оси фундамента и мачт. При таком расположении мест строповки и аппарата имеется воз­ можность применить мачты минимальной высоты и уменьшить влия­ ние неравномерности работы полиспастов мачт. Кроме того, такое расположение места строповки обеспечивает отклонение грузовых полиспастов в плоскости мачт в конечной стадии подъема аппарата на минимальный угол, что также ведет к уменьшению нагрузки на такелажные средства.

Если для расположения аппарата на фундаменте необходимо использовать дополнительные подъемно-транспортные средства или если высота фундамента превышает 2 м, то пользуются известными в монтажной практике двумя способами решения задачи подъема

иустановки аппаратов при таких условиях.

Пе р в ы й с п о с о б — подъем осуществляют в один прием,

применив достаточно высокие мачты и расположив место строповки около вершины аппарата.

В т о р о й с п о с о б — подъем осуществляют в два приема с перестроповкой. В этом случае место основной строповки назна­ чают немного выше центра тяжести и применяют мачты минимально возможной высоты. Однако в начале подъема аппарат временной строповкой, обычно тросовым стропом вподхват около вершины, приподнимают мачтами над фундаментом и подтаскивающими сред­ ствами располагают на временной опоре, стремясь переместить аппа­ рат так, чтобы основные места строповки расположились над фунда­ ментом. Затем аппарат поднимают и стропят в основных местах. Таким образом, при втором варианте монтажа имеется выигрыш в необходимой высоте мачт, но он сопряжен с затратами на устрой­ ство временной опоры, работами по перестроповке аппарата и созда­ нием устройств для его подтаскивания. Подъем вертикальных аппа­ ратов в два приема применяют также при ограниченной длине троса грузовых полиспастов или в случае ограниченности канатоемкости лебедок грузовых полиспастов.

На втором этапе подъема аппарат, полностью оторванный от земли, перемещают в воздухе в вертикальное положение. При этом необходимо следить за тем, чтобы не было столкновения аппарата с фундаментом и анкерными болтами, а также чтобы не было рывков в момент отрыва аппарата от земли. На этом этапе нагрузки на поли­ спасты мачт самые наибольшие при максимальном угле отклонения полиспастов от мачт и максимальном угле отклонения оттяжки от земли.

Если необходимо поднять аппарат, высота которого не позволяет применить имеющиеся мачты, то при наличии запаса грузоподъем­ ности этих мачт иногда применяют пригрузку нижней части аппарата и тем самым искусственно смещают вниз его центр тяжести. В этом случае проверяют прочность самого аппарата в момент его отрыва от земли.

§ 2. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ТАКЕЛАЖНЫХ СРЕДСТВ ПРИ ПОДЪЕМЕ И УСТАНОВКЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДВУМЯ МАЧТАМИ СКОЛЬЖЕНИЕМ С ОТРЫВОМ ОТ ЗЕМЛИ

При подъеме и установке на фундамент вертикальных аппаратов на выбор оптимальных размеров и расположения такелажных средств влияет значительное число исходных данных, а именно:

—высота, диаметр, конфигурация, сила тяжести и положение центра тяжести аппарата;

—условия для расположения строповых или захватных при­ способлений на корпусе аппарата;

—габаритные размеры и конфигурация опорного фундамента или постамента под аппарат;

—условия для расположения аппарата перед подъемом;

■— параметры имеющихся в наличии мачт, лебедок, блоков

итросов;

—условия для расположения мачт, расчалок, оттяжек и якорей.

164

Такое большое число исходных данных привело к необходимости выбора такелажных средств и разработке проекта производства работ для каждого конкретного случая монтажа вертикального аппарата такелажными средствами с учетом действительных условий подъема и установки данного аппарата.

Разработка проектов производства работ по монтажу вертикаль­ ных аппаратов стала правилом в отечественной практике. Эту ответ­ ственную задачу в Минмонтажспецстрое иМиннефтегазстрое решают отраслевые проектные институты и конторы с многочисленными периферийными филиалами и отделами, а также группы подготовки производства монтажных трестов и управлений.

При монтаже вертикальных аппаратов с помощью такелажных средств существенное значение приобретает надежность всех без исключения элементов такелажных средств. Это касается не только самих мачт. Элементами такелажных средств являются: стропы или захватные приспособления; оттяжка; подтягивающие тросы или полиспасты; верхний и нижний блоки, а также канат грузовых полиспастов; тяговые средства грузовых и других полиспастов; узлы креплений грузовых полиспастов к мачтам; расчалки; якори для крепления расчалок и оттяжек; мачты. Везде должна быть обес­ печена надежность, так как неисправность любого элемента может привести к аварии.

Впроцессе подъема и установки аппарата изменяются величина

инаправление действия нагрузок на элементы такелажных средств. Установлено, что на элементы такелажных средств максимальные нагрузки действуют при различных положениях поднимаемого аппарата. Этим обусловлена необходимость раздельного определе­

ния нагрузок на элементы такелажных средств и построения графи­ ков изменения нагрузок на такелажные средства при различных положениях аппарата в процессе его подъема и установки. Макси­ мальные нагрузки на элементы такелажных средств, принимаемые из графиков, являются основными нагрузками. При учете вместе с основными также и дополнительных нагрузок от динамичности, возможной неравномерности, действия ветра и других факторов

возможно меньшей высоты и грузоподъемности. Дальнейшая задача сводится к раздельному определению расчетных нагрузок на та­ келажные средства, проверке их прочности и окончательному вы­ бору такелажных средств.

Обычно расчеты начинают с определения положения центра тяжести поднимаемого аппарата. При этом пренебрегают небольшим возможным смещением центра тяжести от оси аппарата по его попе­ речному сечению за счет несимметричного расположения штуцеров

165

смещение центра тяжести от оси может быть существенным и должно

учитываться.

Расположение центра тяжести на оси аппарата, т. е. расстояние от опорной плоскости до центра тяжести £ц т , определяют делением суммы моментов сил тяжести днищ, корпуса, опоры и внутренних устройств (xfit) относительно опорной плоскости аппарата на силу

тяжести всего аппарата ( 2 Gi)'-

2 xiG

* ц - т -- 2 С‘- '

Определим расположение центра тяжести на примере. Силы тя­ жести отдельных конструктивных элементов аппарата и расстояния от центров тяжести этих элементов до опорной плоскости аппарата приведены в табл. 8.1. Расчетная схема определения центра тяжести аппарата представлена на рис. 8.5.

Таблица 8.1

Исходные данные для определения места расположения центра Ітяжести аппарата (см. рис. 8.5)

Расстояние от опоры аппарата до центра тяжести

на масштабной расчетной схеме подъема аппарата. В любой момент процесса подъема аппарат располагается в строго определенном поло­ жении, которое находится в результате уравновешивания всех действующих на него сил, т. е. при пересечении всех сил в одной точке (рис. 8 .6 ).

Для определения основных нагрузок в масштабе изображают ряд положений аппарата и такелажных средств в процессе подъема и установки его на фундамент. При этом принимают действительные размеры мачт, аппарата и фундамента, а также действительное рас­ положение центра тяжести аппарата, мест строповки, крепления оттяжек, заложения якорей расчалок и оттяжек, выбранные предва­ рительно по состоянию монтажной площадки и наличию такелажных средств. При изображении аппарата в различных положениях учиты-

і!-:б