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

П р и м е ч а н и е . Значения коэффициента Фвн в таблице увеличены в ЮиО раз.

Таблица 8-5

Определение приведенной гибкости А,Пр

і/

У

♦

Ж

kF

L

- - t

У

2. Затем определяем относительный эксцентриситет т относи тельно осей Х —Х и Y —Y (см. рис. 8.10). Большее значение исполь­ зуем для определения фвн:

менту, который определяется по формулам, приведенным в табл. 8 .6 .

178

Таблица 8.6

Определение расчетных моментов М

Формулы для определения М при гибкости

Относительный

эксцентриситет

тп — Ч

3 < т < 2 0 М = М 2 + - И ± ( М т ъ х - М 2 ) М = М х + ( м тах - М х )

П р и м е ч а н и я : 1. В таблице М , —наибольший изгибающий момент в пределах сред­ ней трети высоты мачты; М 2 —расчетный момент при т < 3 и Х < 120.

2. Во всех случаях М > 0,5М тах 3. При т > 20 проверять устойчивость мачт не требуется.

X( 6 860 000 - 3 900 000) = 4 750 000 кгс • см.

Здесь М 1 — максимальный изгибающий момент в пределах сред­ ней трети высоты мачты, т. е. в сечении 5—5 (см. рис. 8.9) М 1 = = 3 900 000 кгс • см. Тогда

Фвн-F 0.624 • 248 ■ІО-4

пді? = 189 МПа (1890 кгс/см2). Расчет показал общую устой­ чивость мачт при подъеме аппарата с массой 270 т и при ветре, на­ правленном вдоль плоскости мачт.

При таком направлении ветра учитываем дополнительную на-, грузку на мачты от ветра, а дополнительной нагрузкой на полиспасты от действия ветра на аппарат, поскольку эта величина мала, прене­ брегаем.

Вначале определяем нагрузки, действующие на одну мачту, от силы тяжести аппарата с учетом дополнительного нагружения оттяжкой, отклонения полиспастов в плоскости мачт, а также с уче­ том коэффициента неравномерности, коэффициента перегрузки и коэффициента динамичности:

<?0

Q ^"н^П^Д 2 cos ßi

Подставив известные значения величин рассматриваемого при­ мера, получим:

Нагрузка на канаты грузового полиспаста

<?тР = Q г д„. б + ?тр = 1910 -=29 + 18 = 1957 кН.

Усилие в сбегающей семнадцатой нитке

<?к = QrP- Ъ б - Sc6 = 1957 + 29 -1 3 7 = 1849 кН,

Нагрузка на рабочую расчалку, определенная аналогично пер­ вому варианту направления ветра, Sp = 505 кН.

Раскладываем усилия QKи Sp на горизонтальные и вертикальные составляющие:

F = (2Ksin ß = 1849-sin 12° 3 0'= 398 кН

P = <?Kcosß = 1849.cosl2°30* = 1800 кН

T = Spcos a = 505 •cos 30° = 437 кН

V = Sp sin a = 505 • sin 30° = 252,5 кН

180

Аналогично рассчитываем изгибающие моменты, продольные и поперечные силы по сечениям мачты от действия всех нагрузок без учета действия ветра на мачту, и результаты сводим в табл. 8 .2 .

Затем определяем ветровую нагрузку, действующую на одну мачту. В связи с различной геометрической формой и заполнением конструкциями ветровые нагрузки на среднюю, верхнюю и нижнюю части мачты определяем раздельно.

Ветровая нагрузка на среднюю часть мачты постоянного сечения

с =- Сф (1 А Л) = 0,56 (1 ~г 0,5) = 0,84;

Wx= 0,84• 100 • 1,6 • 40 = 5400 Н (0,54 тс).

Ветровую нагрузку на верхнюю и нижнюю части мачт опреде­ ляем^ приняв с = 1 ,

W2 = W3= 100 • 12 = 1200 Н (0,12 тс).

Из условия равновесия мачты определяем усилие в рабочей расчалке от действия на мачту ветра:

Разложив усилие в расчалке на вертикальную и горизонтальную составляющие, получим:

Ѵв = S p в sin а = 4,4 sin 30° = 2,2 кН;

Принимая в запас прочности ветровую нагрузку на мачту, не распределенную по высоте, рассчитаем изгибающие моменты, а также продольные и поперечные силы по сечениям мачты, и результаты сводим в табл. 8 .2 .

181

Проверку общей устойчивости мачт при направлении ветра в плоскости подъема аппарата осуществляем аналогично вышепри­ веденной для ветра, направленного в плоскости мачт, используя при этом величины, не зависящие от направления ветра. В выраже­

Таким образом, при любом направлении ветра расчетом под­ тверждается общая устойчивость принятых мачт для подъема аппа­ рата массой 270 т.

Подтаскивание вертикальных аппаратов при подъеме методом скольжения с отрывом от земли

Впроцессе подъема требуется плавно, без рывков, перемещать аппарат за опорную часть по направлению к фундаменту, обеспе­ чивая минимальное отклонение от вертикали грузовых полиспастов, кранов или такелажных средств.

Вмонтажной практике допускаются даже подъемы аппаратов, опорная ча'сть которых перемещается без дополнительных устройств

непосредственно по земле. При этом аппарат зарывается в землю и при движении сгребает ее. В результате рабочие вынуждены пе­ риодически разгребать кучи земли вручную, находясь под поднятым аппаратом в опасной зоне, что также существенно удлиняет время подъема. Тяговые средства для подтаскивания испытывают при этом значительные нагрузки, в том числе и рывки. Поэтому при под­ таскивании аппаратов в процессе подъема следует применять спе­ циальные устройства.

Существуют следующие способы подтаскивания аппаратов за опорную часть в процессе подъема и установки: подъем «с колес»; на крюке одного или двух стреловых самоходных кранов; на санях и колесных тележках по рельсам; на санях волоком и по каткам.

182

Наиболее эффективен подъем аппаратов «с колес», так как в этом случае в качестве устройств для подтаскивания используются транс­ портные средства, на которых аппарат был доставлен к месту подъема.

Имеются примеры подъема аппаратов массой в несколько сот тонн непосредственно с железнодорожных платформ. При этом железнодорожную ветку для подачи тяжеловесных аппаратов про­ кладывают поверх фундамента под аппарат. Такое решение учиты­ вают при расположении опорной части аппарата на платформе транспортера. Помимо турникетной опоры на платформе укрепляют шпальное основание для опирания опорной части аппарата.

Кроме того, аппараты поднимают непосредственно с автодорож­ ных прицепов-тяжеловозов. В этих случаях на платформе прицепа также устраивают шпальное основание для опирания опорной части аппарата при подъеме.

Аппарат массой до 650 т поднимают также непосредственно

сгусеничных самоходных транспортеров, как было описано выше,

вразделе о транспорте аппаратов. Транспортеры в процессе под­ таскивания заезжают на фундамент.

Эффективно опорную часть аппарата перемещать по мере подъема стреловыми самоходными кранами. При этом надо следить за тем, чтобы опорная часть не касалась земли и находилась в подвешенном состоянии с просветом около 0,5 м. Обычно кран, оборудованный короткой стрелой, устанавливают в плоскости подъема аппарата. По мере подъема аппарата кран передвигается к фундаменту, пере­ мещая таким образом опорную часть. В процессе подтаскивания грузовой полиспаст крана поддерживают в вертикальном положе­

нии или немного отклоненным к стреле. При установке аппарата на фундамент полиспаст отклоняется от стрелы. Поскольку грузовой полиспаст перемещается в плоскости стрелы, то возможные пере­ грузки предотвращаются ограничителем грузового момента крана. Иногда кран перемещается параллельно плоскости подъема аппарата со стрелой, развернутой в плане на 45° к направлению движения.

Следует отметить, что при строповке аппарата вблизи центра тяжести нагрузка на кран сравнительно небольшая. По возмож­ ности кран устанавливают рядом с поднимаемым аппаратом и при подтаскивании аппарата маневрируют стрелой.

Известны примеры подтаскивания аппаратов спаренными стре­ ловыми самоходными кранами как установленными стационарно, так и передвигающимися по мере подъема аппарата. Во избежание неравномерного распределения нагрузок между кранами применяют

балансирные траверсы.

Подтаскивать аппараты трубоукладчиками и тракторами вслед­ ствие большой динамичности не рекомендуется.

Подтаскивание аппаратов в процессе подъема по рельсовым путям особенно эффективно при подаче по этим путям аппаратов к месту подъема со склада. В данном случае не требуется погружать аппараты на новые транспортные средства, что приближает данный

183

ѳпособ к способу монтажа «с колес», т. е. при этом используются те средства, на которых аппарат перемещали со склада.

Известны несколько способов опирания аппарата на рельсы: 1 ) непосредственная укладка опоры аппарата на рельсы с исполь­ зованием подкладного стального листа. Такое решение может быть

оправдано лишь при незначительных нагрузках на рельсы; 2 ) опирание аппарата на рельсы через два штуцера, консольно

приваренных к опорному кольцу аппарата; 3 ) опирание аппарата на рельсы через инвентарные сани;

4 ) применение инвентарных тележек на колесах и на роликах. Рельсовые пути из одиночных или спаренных рельсов № 55, № 65 или КР-120 укладывают и закрепляют на шпалах, под кото­ рыми устраивают гравийное или песчаное основание. Эта работа

Стыки рельсов выполняют с учетом максимального снижения динамичности. Для этого оставляют минимальный зазор и не допу­ скают разности уровней головок рельс.

Имеются примеры использования вместо рельсов двутавровых балок, а также труб. Предпочтение следует отдать все же рельсам.

При перемещении на санях верхнюю поверхность рельсов, балок или труб обильно покрывают густой смазкой.

Замена трения скольжения в случае применения саней на трение качения в тележках при значительных нагрузках достаточно слож­ ная. В колесных тележках эти сложности возникают прежде всего в креплении на подшипниках ограниченного числа существенно нагруженных колес и балансировки нагрузок между ними. В этой связи интересны роликовые тележки, впервые в отечественной прак­ тике примененные при подтаскивании 500-тонных реакторов в Уфе (рис. 8.11). Тележки перемещались по специальным рельсам, име­ ющим ровную плоскую верхнюю поверхность. Для изменения поло­ жения аппарата при перегрузке роликовые тележки были снабжены вмонтированными в них гидравлическими домкратами. Ходовая часть каждой тележки состояла из групп ходовых роликов, связан­ ных по концам звеньями пластинчатой цепи. Ролики, связанные в бесконечную цепь, свободно обкатывались вокруг несущей пере­ мычки со скругленными краями, жестко закрепленной в тележке.

Учитывая малые затраты на устройство основания, в отечествен­ ной практике широко применяют подтаскивание опорной части аппа­ ратов на санях волоком с использованием полиспастов большой грузоподъемности. Особенно эффективен данный способ в зимнее время. Если позволяет прочность, полиспаст для подтаскивания крепят к фундаменту поднимаемого аппарата.

В летнее время, а также зимой при значительных нагрузках на сани аппараты перемещают по сплошному шпальному пути по кат­ кам. Катки изготовляют из толстостенных труб диаметром 100—

181

150 мм или из древесины прочных пород. Опору аппарата уклады­ вают на сани свободно на деревянные подкладки, как правило, ничем не закрепляя. Сани представляют собой мощную плиту из двутавро­ вых балок. Заслуживают внимания двухполозные сани. Плита саней опирается на два полоза. Каждый полоз имеет два параллельных направляющих, в которые уложены деревянные брусья. Последние имеют скосы спереди и сзади для удобства наезда на катки.

У саней грузоподъемностью около 200 т ширина каждого по­ лоза 1,2 м. Катки имеют длину приблизительно 1,5 м и диаметр 150 мм. На выровненное и уплотненное грунтовое основание в по­ перечном направлении движению аппарата выкладывают в два ряда шпалы, поверх которых вдоль пути укладывают толстые доски.

Рис. 8.11. Подтаскивание аппарата массой 500 т по рельсам на роликовой тележке.

Разработка рекомендаций по выбору рациональных способов подтаскивания аппаратов различной массы при подъеме, а также создание устройств для подтаскивания является актуальной задачей.

§ 3. ПОДЪЕМ ВЕРТИКАЛЬНЫ Х АППАРАТОВ СПОСОБОМ СКОЛЬЖ ЕНИЯ БЕЗ ОТРЫВА ОТ ЗЕМЛИ

К новым способам подъема вертикальных аппаратов относится способ скольжения без отрыва от земли, разработанный во ВНИИМонтажспецстрое И. И. Долгим с участием автора. Известно, что в процессе подъема вертикального аппарата методом сколь­ жения с отрывом от земли нагрузка на такелажные средства долгое время остается значительно меньше силы тяжести аппарата и лишь при отрыве аппарата от земли возрастает до максимального зна­ чения, равного или несколько превышающего силу тяжести аппарата.

В процессе подъема аппарата способом скольжения без отрыва от земли его опорную часть также подтаскивают к фундаменту.

185

Затем аппарат устанавливают на этот фундамент путем поворота в шарнирном устройстве. Таким образом, осуществив строповку аппарата выше центра тяжести, удается использовать для подъема такелажные средства по грузоподъемности меньшие, чем масса монтируемого аппарата. Причем в этом случае можно достигнуть двукратного выигрыша — при строповке аппарата за вершину и рас­ положении центра тяжести по середине высоты аппарата.

Аналогичное преимущество имеет способ поворота через шарнир. Однако возникновение значительных горизонтальных нагрузок на

фундамент в некоторых случаях не допускается, что исключает воз­ можность применения способа поворота через шарнир.

Известны три схемы подъема вертикальных аппаратов способом скольжения без отрыва от земли. По первой схеме 1 (рис. 8.12, а) по мере подъема аппарата его нижнюю часть на тележке подтаски­ вают к фундаменту и потом на этой же тележке перемещают по фун­

186