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

Фланцы аппаратов, корпус которых изготовлен из отдельных царг, должны быть приварены перпендикулярно образующей обе­ чайки с допускаеімым отклонением от перпендикулярности не более 0,6 мм на 1 м высоты царги, но не более 2 мм на всю ее высоту.

Аппараты должны поставляться с рабочими прокладками в со­ ответствии с условиями эксплуатации. Ответные фланцы прикре­ пляют к штуцерам с рабочими прокладками и крепежными деталями. Допускается поставлять ответные фланцы, рабочие прокладки и крепежные детали в ящиках.

На аппаратах, поставляемых целиком или частями, должны быть приварены детали для крепления изоляции и площадок для обслу­ живания, предусмотренные техническим проектом.

Если монтажная организация настояла на внесении в техниче­ ский проект аппарата устройств для его перевозки и монтажа, то завод-изготовитель обязан поставить их вместе с аппаратом. Такими устройствами являются: приспособления для крепления аппарата на транспортных средствах; захваты и траверсы для строповки; тележки или салазки для подтаскивания аппарата в процессе мон­ тажа; шарниры для монтажа аппаратов методом поворота.

Аппараты, поставляемые полностью собранными, должны иметь защитные покрытия в соответствии с требованиями технического проекта. Торкретирование, футеровка штучными материалами и изо­ ляция аппарата выполняются специализированными организациями на месте строительства.

Отдельные блоки аппаратов проходят на машино-строительном заводе контрольную сборку, которая сводит к минимуму объем подгоночных работ при монтаже блоков и работ по ликвидации дефектов заводского изготовления. На аппарате или отдельной его части завод-изготовитель указывает положение центра тяжести и главных осей. Все выступающие наружу штуцера и муфты должны быть закрыты заглушками или пробками и запломбированы. Во избежание коррозии внутренних поверхностей поставляемые аппа­ раты целесообразно заполнять инертным газом (например, азотом).

Корпус аппарата, его крупные блоки или элементы в ожидании

под навесом. Анкерные болты и другие крепежные детали, а также детали из легированной стали хранят в закрытых неутепленных складах.

От мест временного хранения на место монтажа аппараты подают разным транспортом, применяя для механизации погрузочно-раз­ грузочных работ различное грузоподъемное оборудование. Увели­ чение размеров и массы аппаратов выдвинуло в число актуальных задачу выбора наиболее рациональных решений по подаче аппаратов к месту подъема и установки.

Аппараты, работающие под давлением или вакуумом, снабжаются заводом-изготовителем паспортом в одном экземпляре по форме, установленной Правилами Госгортехнадзора СССР, чертежами

7

общего вида аппарата, а также требованиями к его монтажу и эксплуа­ тации. Для аппаратов, работающих под атмосферным давлением, в паспорте могут не заполняться данные о предохранительных кла­ панах и термической обработке. Аппараты, поставляемые частями, кроме паспорта снабжаются актом о проведении контрольной сборки, схемой монтажной маркировки частей, схемой фактического раскроя корпуса и днищ и тремя комплектами сборочных чертежей. Аппа­ раты, испытанные на заводе-изготовителе и затем разрезанные или разобранные для транспортировки, кроме паспорта, снабжаются актом о проведении гидравлического или пневматического испы­ тания.

В технической документации, поставляемой заводом-изготовите- лем вместе с аппаратом, должны быть указаны:

1)блоки, входящие в объем поставки;

2)габаритные размеры, масса и положение центра тяжести аппа­ рата в сборе, а также каждого поставляемого блока;

3) места установки уровня для выверки положения аппарата на фундаменте в процессе монтажа.

В документах приводятся указания о методах подготовки вну­ тренних поверхностей к нанесению защитных покрытий, а также о методах сохранения защитных покрытий в процессе транспорти­ ровки и монтажа аппарата.

Монтажное управление содержит административно-технический персонал, в состав которого входят: главный инженер, производ­ ственно-технический отдел, группа подготовки производства, отдел главного механика и инженер по технике безопасности.

Производственными подразделениями монтажного управления являются монтажные участки, осуществляющие монтаж аппаратов, их приемку и сдачу в эксплуатацию, а также оформление необхо­ димой технической документации, в том числе и актов-процентовок за выполнение работ.

Новая эффективная форма специализации в монтажном управле­ нии — выделение участков механизированных и такелажных работ по монтажу крупных блоков и участков сварочных работ. На всех объектах данного управления к качеству выполнения этих работ предъявляются повышенные требования. Иногда участку механизи­ рованного монтажа поручается эксплуатация монтажных машин и механизмов. В этих случаях ему подчиняется ремонтно-механи­ ческая мастерская. В большинстве управлений имеется лишь само­ стоятельный производитель такелажных работ с подчиненными ему бригадами такелажников.

При монтаже аппаратов заняты бригады такелажников, осуще­ ствляющие перемещение аппаратов, установку и демонтаж кранов и такелажных средств, подъем и установку в проектное положение аппаратов. Бригады слесарей-монтажников при монтаже аппаратов осуществляют сборку аппаратов из отдельных блоков, монтаж вну­ тренних устройств в аппаратах, крепление и уплотнение фланцевых соединений люков, испытание аппаратов, а также работы по монтажу

8

на аппаратах стальных конструкций для обслуживания обвязоч­ ных трубопроводов. С бригадами слесарей-монтажников работают сварщики. При монтаже аппаратов обычно заняты крановщики, трактористы, мотористы лебедок и опрессовочных агрегатов.

Монтаж аппаратов технически сложен и весьма ответствен. Поэтому непосредственно подъему и установке аппарата в проектное положение, осуществляемым обычно за несколько часов, предше­ ствует большая и длительная, иногда в течение нескольких месяцев, а то и в течение одного—двух лет, подготовительная инженерная

иорганизационная работа, выполняемая работниками управлений, трестов, главков и проектных организаций.

Впериод подготовки аппаратов к монтажу уточняются возмож­ ности получения кранов от управлений механизации, комплектуются

иизготовляются необходимые такелажные средства и приспосо­ бления.

Способы монтажа аппаратов на основе сопоставления их технико­ экономических показателей выбирают проектировщики-монтажники на стадии разработки ПОС основной проектной организацией, разрабатывающей проект объекта. На этой стадии определяют пути подвоза аппаратов, места их временного складирования, блочность при монтаже и основные монтажные средства, а в технические проекты аппаратов вносят необходимые для монтажа приспособления (за­ хваты для строповки, поворотные шарниры и др.).

Принятые в ПОС способы монтажа аппаратов детально разраба­ тываются в проектах производства работ (ППР), в которых на основе расчетов выбираются или вновь конструируются монтажные сред­

ства и приспособления. Проекты производства работ выполняются обычно специализированными проектными институтами или проект­ ными конторами. В случаях сравнительно несложного монтажа проекты производства работ или заменяющие их технологические карты разрабатывают группы подготовки производства монтажных управлений и трестов.

При сооружении аппаратов различными организациями выпол­ няются разнообразные строительно-монтажные работы. Деятель­ ность различных строительно-монтажных организаций и поставщи­ ков оборудования, а также совмещение монтажа аппаратов с дру­ гими строительно-монтажными и специальными работами увязы­ вается генеральным подрядчиком и заказчиком. Увязка деятель­ ности многих организаций по сооружению одного объекта является сложной, пока еще не полностью решенной задачей. Сложность ре­ шения этой задачи состоит в необходимости обеспечения, с одной

и обеспечения четкого снабжения стройки аппаратами, оборудо­ ванием, металлопрокатом, трубами, запорной арматурой и др. Важнейшим требованием при совмещении выполнения нескольких видов работ является обеспечение безопасных условий труда ра­ бочих.

9

§ 2. ИНДУСТРИАЛИЗАЦИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ АППАРАТОВ

Основная масса аппаратов нефтяной и газовой промышленности изготовляется на м шиностроительных заводах. Однако опреде­ ленную группу аппаратов значительных размеров и массы поста­ вляют еще отдельными элементами и заготовками. В этих случаях основной объем трудоемких работ по сборке, сварке и испытанию аппаратов выполняют на строительной площадке. Выполнение ана­ логичных операций на месте строительства более трудоемко и про­ должительно, чем в заводских условиях.

Для выполнения сборки и сварки аппаратов при их доизготовлении на строительной площадке аппаратостроительные заводы посылают на длительный период высококвалифицированных рабо­ чих и инженерно-технических работников. Кроме того, дирекция строящегося завода выну­ ждена передавать команди­ рованным бригадам заводаизготовителя квалифициро­ ванных и вспомогательных рабочих, грузоподъемное, транспортное, электросва­ рочное и прочее оборудова­ ние, а также вспомогательные материалы и обеспечивать

эти бригады жильем. иоустроиство площадки для механизированного доизготовления

аппаратов иногда сопряжено с необходимостью сооружения допол­ нительных мощных подстанций и специального дорогостоящего бетонного покрытия.

Подобная практика поставки даже части аппаратов сдерживает темпы строительства объектов. Поэтому в настоящее время особое внимание уделяется созданию новых мощных сухопутных и водных транспортных средств, чтобы обеспечить индустриальную поставку значительного количества полностью изготовленных крупногаба­ ритных аппаратов.

Эффективность индустриального метода изготовления негаба­ ритных для железной дороги аппаратов *, поставляемых водным транспортом, отмечалась автором еще в 1960 г. Были рассмотрены три аппарата (табл. 1.1).

Сравнивались три варианта по степени укрупнения на заводе, технологии доизготовления и способу перевозки на место строитель­ ства.

I в а р и а н т — изготовление элементов аппаратов на заводе перевозка их по железной дороге на место строительства, доизготовление аппарата на приобъектной площадке, монтаж сначала кор­ пуса, а затем внутренних устройств;1

1 3. Б. X а р а с. Монтаж тяжеловесной аппаратуры нефтеперерабаты­ вающих заводов. М., изд. ЦБТИ, 1960. 50 с.

10

доставляют на место строительства водным путем и монтируют вместе с внутренними устройствами. При этом условно было принято: завод-изготовитель в Волгограде, а место строительства нефтепере­ рабатывающего завода — в Рязани.

На диаграмме (рис. 1.1) приведены подсчеты суммарных затрат труда, а также затрат труда только на работы, выполняемые на месте строительства (заштрихованы), по трем аппаратам и трем ва­

Рис. 1.1. Диаграмма затрат труда на изготовление, перевозку и монтаж верти­ кальных аппаратов для трех вариантов поставки и мон­

тажа

из диаграммы, механизация операции доизготовления аппаратов при их поэлементной поставке малоэффективна, так как обеспечи­ вает сокращение трудоемкости работ, выполняемых на месте строи­ тельства, всего в среднем на 20%. В то же время перенесение на за­ воды-изготовители всех работ по изготовлению аппаратов и по­ ставка их водным транспортом обеспечивает сокращение трудоем­ кости работ, выполняемых на месте строительства, в среднем в 12 раз по сравнению с первым вариантом и в 9,7 раз по сравнению со вто­ рым вариантом.

Интересны технико-экономические показатели фактической эко­ номической эффективности индустриальной поставки четырех аппа­ ратов массой 270 т, высотой 48,4 м и диаметром 4,5 м с завода «Красное Сормово» водным транспортом до завода по производству синтети­ ческого каучука в г. Тольятти. При поставке аппаратов из отдель­ ных элементов стоимость их изготовления на заводе, транспорти­ ровки и доизготовления на монтажной площадке составила 1140 руб/т, а поставка водным транспортом аппаратов, полностью изготовленных на заводе, составила 1000 руб/т. Индустриальная поставка аппара­ тов сократила суммарную стоимость аппаратов на 140 руб/т.

11

Экономическая эффективность поставки на Красноводский нефтепере­ рабатывающий завод полностью изготовленных на заводе им. Петрова в Волгограде двух коксовых камер составила 187 руб/т. Таким образом, опыт индустриальной поставки крупногабаритных аппара­ тов с использованием сметанных автомобильно-водных перевозок показал, что экономический эффект только за счет снижения стои­ мости аппаратов составляет в среднем 150 руб/т.

Величина экономического эффекта согласуется с данными по стоимости аппаратов в различном состоянии поставки по прейску­ ранту. Оптовые цены на аппаратуру, отгружаемую с завода в со­ бранном виде, в среднем на 165 руб/т ниже, чем при отгрузке частями

идеталями.

Вдействительности экономический эффект от индустриальной поставки аппаратов значительно больше. Опыт показал, что доизготовление аппаратов, поставленных на строительство отдельными элементами, продолжается весьма длительный период (иногда до года) и приводит к увеличению срока строительства объектов. Эффект от сокращения срока строительства объектов при поставке полностью изготовленных аппаратов значителен.

Еще больший эффект получается при поставке аппаратов, изго­ товленных из легированной стали и биметалла, так как для их сборки, сварки и термической обработки на месте строительства требуются большие затраты.

Некоторые аппаратостроительные заводы, расположенные на небольшом расстоянии от транспортных водных путей, специализи­ руются на изготовлении крупногабаритных и негабаритных аппара­ тов, отгружая их целиком или крупными блоками на баржах или на плаву.

Исследования, проведенные С. Я. Курицем во ВНИИСТе, пока­ зали, что для наземных объектов нефтяных и газовых промыслов и наземных сооружений магистральных газонефтепроводов основная доля возможной экономической эффективности совершенствования сооружения этих объектов находится в индустриализации строитель­ ства путем уменьшения доли стоимости строительно-монтажных работ в общем объеме капитальных вложений.

Индустриализация строительства указанных объектов в системах Миннефтегазстроя и Миннефтепрома уже сейчас во все большем масштабе осуществляется за счет проектирования и сооружения объектов из блочных конструкций и блочно-комплектных устройств. Причем в составе блочно-комплектных устройств имеются как блокбоксы, представляющие собой транспортабельные здания со смонти­ рованным внутри оборудованием, трубопроводами с арматурой, средствами КИП и автоматики, так и блок-контейнеры, представля­ ющие собой блоки с индивидуальными покрытиями.

Индустриальные методы строительства и монтажа предусматри­ ваются уже при проектировании объектов совместными усилиями работников научно-исследовательского института (ВНИИСТ) с проек­ тировщиками Гипрогаза и др.

12

По данным С. Я. Курица, в некоторых случаях снижена трудо­ емкость строительно-монтажных работ в 5—10 раз при общем умень­ шении стоимости строительства на 15—25% и сокращении его продолжительности от 2 до 15 раз.

Изготовление, комплектация и испытание блоков предусматри­ ваются на машиностроительных и приборостроительных заводах,

атакже на базах строительной индустрии.

Вкачестве основного показателя уровня индустриализации строительства С. Я. Курицем предложен коэффициент индустриали­ зации строительства ки (в %), равный отношению стоимости мате­

йв= _ |і100,

где С3 — стоимость изготовленных и собранных в блоки на заводах или базах узлов, элементов конструкций и оборудования, а также материалов в руб.; С — сметная стоимость объекта в руб.

Применение блочно-комплектных методов при сооружении газо­ сборных пунктов на некоторых крупных газовых промыслах умень­ шило трудоемкость строительно-монтажных работ в 5—6 раз и сократило продолжительность строительства почти в 3 раза.

В составе блочного газоперерабатывающего завода (ГПЗ) про­ изводительностью 1 млрд. м3/год имеются блоки сепарации пункта приема и замера сырого газа массой около 25 т. В этот блок входят аппараты (горизонтальный секционированный сепаратор, емкость разделительная и емкость продавливания) и трубопроводная об­ вязка с арматурой. На установке очистки и осушки сырого газа адсорберы-осушители представляют собой два вертикальных аппа­ рата колонного типа, установленных один на другой. Общая высота спаренных аппаратов около 25 м, диаметр 2,6 м и масса в комплекте с обвязкой приблизительно 100 т. На этой установке интересен также блок горизонтальных теплообменников массой 25 т.

На установках маслоабсорбции, низкотемпературной ректифи­ кации и газофракционирования удачно применен блок регенерации диэтиленгликоля, который смонтирован на жесткой раме. Причем на этой же раме помимо горизонтальных аппаратов смонтированы насосы с электроприводом, а также трубопроводная обвязка с арма­ турой. Масса блока — около 36 т. Аналогично выполнены блоки регенерации абсорбента, испарителей и теплообменников, а также аппаратов воздушного охлаждения. Масса отдельных блоков дости­ гает 120 т (блок теплообменников и холодильников) при длине блока 32 м.

По предварительным расчетам, сроки строительства ГПЗ с блочно­ комплектным исполнением сократятся в 2 раза по сравнению со сроками при неблочном исполнении.

Оригинально новое решение блочно-комплектной промысловой установки, обеспечивающей освоение в сжатые сроки гааовых и

13

нефтяных месторождений, в северных отдаленных районах страны. Ре­ шением предусматривается расположение блочно-комплектной уста­ новки на плавучей железобетонной барже, доставляемой по воде возможно ближе к месту монтажа. Установку на барже массой 500— 600 т выгружают на берег и подключают к внешним коммуника­ циям.

В зарубежной практике имеются отдельные примеры комплектно­ блочной поставки нефтеперерабатывающих заводов. Так, на Аляску был доставлен нефтеперерабатывающий завод комплектными бло­ ками на баржах, смонтирован за пять месяцев и введен в действие до холодов.

§ 3. ДОИЗГОТОВЛЕНИЕ КРУПНОГАБАРИТНЫХ АППАРАТОВ НА МЕСТЕ СТРОИТЕЛЬСТВА

Аппараты, габаритные для железной дороги по диаметру и нега­ баритные по длине, собирают на заводе-изготовителе полностью, с внутренними устройствами, заваривают с наружной стороны мон­ тажные стыки и подвергают гидравлическому испытанию. После нанесения контрольных рисок на монтажных стыках корпус аппа­ рата разрезают на отправочные части максимальной длины, а кромки монтажных стыков подготовляют под монтажную сварку.

Для качественной сборки частей аппаратов на месте монтажа завод-изготовитель на этих частях в местах стыковки приваривает детали сборочных приспособлений. Для качественной сварки частей аппаратов завод-изготовитель поставляет с этими частями пластины для контрольных испытаний и необходимые сварочные материалы для сварки монтажных стыков.

Аппараты, доставленные на строительство несколькими частями по длине, собирают и сваривают вручную электродуговой сваркой в горизонтальном положении на простейших стеллажах из шпал или сварочными автоматами на приводных стендах с вращателями. При сборке каждую часть аппарата укладывают на две (не менее) опоры, расстояние между которыми принимают обычно не более 5 м. По кромке одной из стыкуемых частей аппарата по окружности при­ варивают направляющие планки. Для аппаратов диаметром до 2 м приваривают восемь планок, диаметром до 3,5 м — двенадцать планок, а диаметром более 5 м — шестнадцать планок. Стыкуемые части аппарата сближают тракторами. Для этого первый трактор тросом, пропущенным через одну из частей аппарата, подтягивает вторую часть; второй трактор в это время удерживает на месте не­ подвижную часть аппарата. Если трос невозможно пропустить внутрь аппарата, то части этого аппарата сближают двумя тракторами за тросы, привязанные с его наружной стороны.

При сборке монтажного стыка совмещают контрольные риски, проверяют расположение в одной плоскости одноименных деталей

14

Кромки собранных частей аппарата прихватывают электросвар­ кой швами длиной 100 мм через 300 мм. Прихватку производит очень квалифицированный сварщик электродами высокого качества. Стыки аппаратов, изготовленных из двухслойной стали, при сборке при­ хватывают только со стороны основного слоя. После прихватки стыка срезают приспособления для сборки.

При сварке кольцевых монтажных стыков аппаратов на строи­ тельной площадке в зимних условиях, при атмосферных осадках или сильном ветре используют специальные защитные ширмы, иногда отапливаемые печками.

Допускается местная термическая обработка сварных стыков аппаратов, доизготовляемых на месте строительства. При местной термической обработке должны обеспечиваться равномерный нагрев и охлаждение по всей длине шва и прилегающих к нему зон основ­ ного металла на ширину, равную 2—3 ширинам шва. Нагревать швы горелками вручную не разрешается.

Если настроительство аппараты доставляют отдельными эле­ ментами (свальцованными листами цилиндрической части корпуса и опоры, штампованными лепестками днищ и др.), то на монтажной площадке производят их доизготовление, т. е. сборку, сварку и испытание, а затем в полностью изготовленном виде передают в мон­ таж. При поставке аппаратов зарубежными фирмами монтажники выполняют доизготовление аппаратов на месте строительства. Листы корпусов таких аппаратов проходят на заводе-изготовителе подго­ товку кромок под сварку, вальцовку, штамповку и поставляются обычно пакетами. Внутренние устройства также изготовляют отдельными деталями и поставляют пакетами или в ящиках.

Для совмещения по времени со строительными и другими рабо­ тами аппараты доизготовляют на специальной площадке, распола­ гаемой рядом с монтируемой технологической установкой и оборудо­ ванной сборочными стеллажами или стендами, водопроводом и кана­ лизацией для гидравлического испытания и силовой электросетью для сварочных работ. Аппарат или крупные блоки собирают на пло­ щадке по возможности таким образом, чтобы при перемещении их к месту подъема не требовалось излишних разворотов.

Сборку листов и лепестков, обечаек и блоков на площадке осу­ ществляют с помощью трубоукладчиков и кранов грузоподъем­ ностью 30—40 т. При большом объеме доизготовления аппаратов целесообразно применять козловые краны, обслуживающие всю площадку, как это делают монтажники доменных комплексов, ТЭЦ и заводов по производству алюминия.

При использовании для монтажа технологических установок башенных или вантовых деррик-кранов целесообразно осуществлять укрупнительную сборку и подачу блоков аппаратов к месту монтажа этими кранами.

Листы цилиндрической части корпуса и опоры собирают вначале в обечайки, затем стропят за однобалочные траверсы, имеющие для крепления листов винтовые или клиновые захваты, и автокраном

15

или трубоукладчиком подают к месту сборки. В результате приме­ нения траверс исключаются горизонтальные усилия, деформирую­ щие листы. Обечайки собирают в вертикальном положении. При наличии на аппарате колец жесткости последние используют в ка­ честве кондуктора, поджимая к ним свальцованные листы. В этом случае для сборки применяют выровненные стеллажи из шпал. При отсутствии колец жесткости во время сборки обечаек исполь­ зуют радиальные строго горизонтальные стенды с фиксаторами.

В

Рис. 1.2. Приспособления для стыковки частей аппарата

Стыковку листов обечаек выполняют с помощью пространственных сборочных струбцин и зазорных прокладок. Горизонтальность верх­ них кромок обечаек проверяют гидравлическими уровнями. Смеще­ ние кромок листов в продольных стыковых соединениях корпуса аппарата не должно превышать 10% номинальной толщины листа и составлять не более 3 мм.

Собранные на прихватках обечайки укрупняют в вертикальном положении в блок, состоящий из двух или трех обечаек. При этом используют направляющие планки, привариваемые по верхней кромке нижерасположенной обечайки, и зазорные прокладки с клиньями (рис. 1.2, а, б, в). Одновременно вваривают штуцера, люки и бобышки. При строповке обечаек целесообразно применять

16