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

поднимали на угол примерно 50° с помощью шевра (рис. 9.7). В этом положении направление тяговых полиспастов совпадало с направле­ нием поддерживающих тросов и съемный ригель выходил из заце­ пления с оголовком шевра. Дальнейший подъем колонны осуще­ ствляли тяговыми полиспастами «на прямую». После прохода аппа­

тельных роликов.

Если сопоставить способ подъема вертикальных аппаратов пово­ ротом через шарнир с применением А-образных «падающих» шевров и с применением неподвижно установленных мачт, то можно уста­

новить следующее.

При использовании А-образного шевра:

1) его высота может быть принята меньшей, чем высота неподвижно установленных мачт;

207

2)отсутствуют боковые расчалки шевра и якоря для их крепления;

3)менее трудоемка установка шевра в рабочее положение;

4)не требуется опускать шевры после подъема аппаратов;

5)можно компенсировать нагрузки на фундамент аппарата за счет совмещения в одной конструкции шарнира аппарата и шарнир­

ных опор шевра.

Необходимым условием применения «падающих» шевров является обязательное наличие свободного пространства для опускания шевра в процессе подъема аппарата в вертикальное положение.

§ 3. ГРУППОВЫЕ ПОДЪЕМЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Компактное расположение вертикальных аппаратов на некото­ рых объектах нефтяной и газовой промышленности послужило основой применения одновременного подъема способом поворота через шарнир двух и более вертикальных аппаратов.

Известно несколько способов одновременного подъема двух

иболее вертикальных аппаратов.

1.Монтажники треста № 7 в г. Грозном поднимали одновременно

два аппарата высотой по 47 м и диаметрами 2 и 1,6 м. До подъема аппараты расположили параллельно рядом, закрепили в поворотных шарнирах на одной трубчатой оси, соединили общими площадками для обслуживания, обвязали трубопроводами и покрыли тепловой изоляцией. Кроме того, между площадками смонтировали лестнич­ ные марши. Такое полное оснащение аппаратов сводило к минимуму работы на высоте после установки аппаратов и повышало качество монтажных работ.

Соединение двух гибких аппаратов в блок массой 150 т увели­ чило жесткость поднимаемого блока по сравнению с жесткостью отдельных аппаратов.

Укрупненный блок поднимали одной мачтой ТМЗ высотой 60 м, стропив его двумя тросовыми стропами. Боковые оттяжки, закре­ пленные заранее на блоке, оказались излишними.

2.Эффективен способ одновременного встречного подъема двух

иболее вертикальных аппаратов. Одними из первых таким способом монтировали две ректификационные колонны монтажники треста Союзпроммонтаж на Щекинском химкомбинате. Колонны были одинаковы как по размерам: высота 45 м и диаметр 3 м, так и по

массе — 80 т каждая. В исходном положении колонны уложили по одной оси основаниями друг к другу. Поскольку необходимо было устанавливать колонны на довольно высокие постаменты (3,8 м), монтажники должны были выкладывать колонны на металлических опорах в горизонтальном исходном положении на высоте 4 м. Для компенсации горизонтальных усилий поверх опорных постаментов уложили стальную раму, имеющую устройства для посадки аппара­ тов на анкерные болты и поворотные шарниры аппаратов. Масса рамы с устройствами и шарнирами составила около 13 т, что суще­ ственно увеличило стоимость монтажа аппаратов.

208

Для одновременного встречного подъема двух аппаратов при­ менили одну мачту высотой 35 м и грузоподъемностью при обычном одностороннем нагружении 50 т. В данном случае на мачте симме­ трично закрепили два 100-тонных грузовых полиспаста и удержи­ вали ее в вертикальном положении четырьмя расчалками. Для удер­ жания аппаратов в плоскости подъема на их вершинах укрепили боковые оттяжки.

Особенностью данного способа подъема аппаратов является недо­ пустимость опережения подъема одного аппарата по отношению к другому, так как при таком неравномерном подъеме будут пере­ гружаться расчалки мачт, расположенные в плоскости подъема аппаратов. Для контроля за равномерностью подъема аппаратов на одинаковом расстоянии от основания на корпусе каждой колонны монтажники закрепили тонкие тросики, которые затем пропустили через отводные ролики на вершине мачты. К концам тросиков при­ вязали небольшие грузы, по положению которых контролировали одновременность подъема колонн.

Существенный вклад в разработку и внедрение способа одно­ временного встречного подъема вертикальных аппаратов внес В. А. Проничев. На объектах Омского нефтеперерабатывающего завода по его разработкам и при непосредственном его участии трестом Сибнефтехиммонтаж осуществлены уникальные одновре­ менные подъемы вертикальных аппаратов.

При сооружении установки вторичной перегонки бензина пово­ ротом вокруг шарниров были одновременно подняты навстречу друг другу две одинаковые по размерам и массе колонны четкой ректи­ фикации. При высоте 48 м и диаметре 3,8 м масса каждой колонны с площадками, трубопроводами и изоляцией составляла 265 т. Такимобразом, одновременно поднимали две колонны общей мас­ сой 530 т. Колонны расположили на уровне земли основаниями друг к другу строго по одной оси вдоль здания насосной и постамента теплообменных аппаратов, чтобы можно было параллельно вести монтажные работы в других зонах установки кроме блока колонн. Между фундаментами монтируемых колонн вертикально установили две монтажные мачты ТМЗ высотой по 40 м, оснащенные каждая двумя грузовыми 130-тонными полиспастами.

Для компенсации значительных горизонтальных усилий между шарнирами аппаратов установили распорки из труб размером 426 X10 мм. Строповку каждой колонны выполнили за монтажные штуцеры без применения балансирной траверсы. Нагрузки в поли­ спастах также не контролировали. Эти условия могли вызвать пере­ грузку одного из полиспастов мачт.

Подъем аппаратов осуществляли одновременной работой всех четырех полиспастов (рис. 9.8, а). Посадку колонн на фундаменты проводили поочередно с использованием 20-тонного тормозного полиспаста.

Основное преимущество данного способа подъема вертикальных аппаратов в уравновешивании усилий в симметрично расположенных

полиспастах и взаимной компенсации изгибающих моментов, дей­ ствующих на вершину мачты. В результате возникает реальная воз­ можность увеличения фактической грузоподъемности применяемых

Рис. 9.8. Встречный одновременный монтаж аппаратов двумя мач­ тами:

а — двух аппаратов двумя мачтами; б — трех аппара­ тов одной мачтой.

мачт. Кроме того, существенно уменьшаются нагрузки на рас­ чалки мачт и якори для их крепления. Согласно расчетам, проведен­ ным В. А. Проничевым, при подъеме двух аппаратов массой по 265 т максимальная нагрузка на полиспаст не превышала 1150 кН (115 тс), вертикальная нагрузка на мачту — 1350 кН (135 тс), нагрузка в бо­

210

установки аппаратов связан с большим объемом опасных верхолазных работ. Поэтому приняли решение смонтировать конструкции монорельса на аппаратах до их подъема. Также до подъема аппараты были обвязаны трубопроводами и покрыты тепловой изоляцией.

Обе группы аппаратов поднимали одним способом. Мачты уста­ навливали между вершиной и центром тяжести поднимаемых аппа­ ратов. Такое расположение мачт обуславливалось их ограниченной грузоподъемностью и высотой, а также выбранным способом мон­ тажа аппаратов. При подъеме блока из трех аппаратов применяли две мачты высотой по 27 м и грузоподъемностью по 40 т, а при мон­ таже блока из шести аппаратов применяли четыре мачты высотой

Рис. 9.9. Одновременный монтаж шести аппаратов четырьмя мачтами.

по 27 м: две грузоподъемностью по 40 т и две — по 20 т. Для равно­ мерного распределения нагрузки между четырьмя мачтами каждую

рядом расположенную пару полиспастов мачт запасовывали одним тросом.

При подъеме блока из трех аппаратов две мачты установили с внешней стороны блока. При подъеме блока из шести аппаратов две 40-тонные мачты расположили с внешней стороны блока, а две 20-тонные внутри блока, разделив шесть аппаратов на три пары. Основания мачт во избежание сдвига соединили жесткими стяж­ ками с шарнирами поднимаемых аппаратов.

Каждую группу аппаратов поднимали с одновременным наклоном мачт (рис. 9.9). Натянутыми все время оставались лишь задние расчалки, удерживающие мачты от наклона в сторону аппаратов. После установки блока аппаратов в вертикальное положение мачты оказывались наклоненными к земле на угол 30°, т. е. их последу­ ющий демонтаж не представлял особой сложности.

212

§ 4. ОПТИМАЛЬНЫЕ РАЗМЕРЫ И РАСПОЛОЖЕНИЕ ТАКЕЛАЖНЫХ СРЕДСТВ ПРИ ПОДЪЕМЕ ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ СПОСОБОМ

Проведенные автором исследования характера изменения нагру­ зок на такелажные средства послужили основой руководства по выбору оптимальных размеров и расположения такелажных средств при подъеме вертикальных аппаратов способом поворота (табл. 9.1)

Т а б л и ц а 9 . 1

Оптимальные размеры и расположение такелажных средств при подъеме вертикальных аппаратов способом поворота

П р и м е ч а н и е . Приведенная в таблице величина і означает расстояние от основания (опорного кольца) аппарата до его центра тяжести.

При выборе оптимального места строповки по высоте аппарата учитывают два фактора. Во-первых, исходя из обеспечения проч­ ности аппарата от действия собственной силы тяжести, оптимальное расположение мест строповки следует выбирать на расстоянии 2/3 высоты аппарата от основания (если центр тяжести находится1

1 Руководство по подъему вертикальных аппаратов методом поворота вокруг шарнира, СС СССР' Минмонтажспецстрой. М., изд. ЦБТИ, 1967, 72 с.

213

посередине аппарата). Во-вторых, исходя из обеспечения мини­ мальных нагрузок на такелажные средства, существенное значение имеет взаимное расположение мачт (ніевра) относительно поворот­ ного шарнира аппарата: если мачты (шевр) расположены с внешней стороны аппарата за поворотным шарниром, то оптимальна стро­ повка аппарата за вершину. Правда, в этом случае повышены наг­ рузки на шарнир аппарата. Если мачты (шевр) расположены со смещением от поворотного шарнира к вершине аппарата, то место строповки должно быть расположено ближе к вершине аппарата, что приводит к уменьшению нагрузок на мачты (шевр) и поддержи­ вающую систему или подъемный полиспаст. Однако такое смеще­ ние места строповки одновременно приводит и к увеличению на­ грузки на тяговые полиспасты или на головную расчалку и к уве­ личению нагрузки на шарнир.

При выборе оптимального места расположения мачт (шевра) по отношению к поднимаемому аппарату следует стремиться обеспе­ чить подъем аппарата в нейтральное положение за один прием. Это обеспечивается расположением мачт (шевра) по оси шарнира или с минимальным смещением от шарнира в сторону, противопо­ ложную расположению аппарата. При этом нагрузки на мачты (шевр), подъемные полиспасты и поддерживающие тросы, тяговые полиспасты и рабочую расчалку в процессе подъема аппарата посто­ янно уменьшаются.

Оптимальным расположением «падающего» А-образного шевра является такое, при котором ось поворотного шарнира аппарата и поворотных шарниров опор шевра совмещаются в одной конструк­ ции. При этом обеспечивается:

1) быстрое уменьшение нагрузок на такелажные средства в про­ цессе подъема аппарата;

2) компенсация горизонтальных усилий в шарнире аппарата и шарнирных опорах шевра и в связи с этим отсутствие горизонталь­ ных нагрузок на фундамент аппарата;

3)наибольший угол подъема аппарата до момента отключения шевра, т. е. до выхода ригеля из зацепления с ним;

4)отсутствие трения поддерживающих тросов о корпус аппарата. Сложнее выбрать оптимальное расположение мачт (шевра) при

ограниченной грузоподъемности подъемных или тяговых полиспастов, а также мачт (шевра). В этих случаях мачты (шевр) смещают от оси шарнира к центру тяжести аппарата. При этом максимальные нагрузки на подъемные и тяговые полиспасты в момент отрыва аппарата Ьт земли уменьшаются. Так, при монтаже 300-тонных аппаратов А-образным шевром грузоподъемность двух тяговых полиспастов составляла 200 т, в то время как при совмещении поло­ жения шевра с шарниром аппарата грузоподъемность полиспастов должна быть не менее 260 т. Поэтому основание шевра сместили от оси фундамента аппарата на 10 м к его центру тяжести, что сразу

уменьшило максимальную нагрузку на тяговые полиспасты до 2100 кН

(210 тс).

214

Исследованиями установлено, что при значительных смещениях «падающего» А-образного шевра вдоль подготовленного к подъему аппарата к его вершине наступает положение, при котором нагрузки на такелажные средства в процессе подъема не только не уменьша­ ются, но даже возрастают. Это обстоятельство необходимо учиты­ вать при выборе оптимального положения шевра.

Что касается выбора оптимального смещения неподвижных мачт, то установлено, что смещение мачт к вершине подготовленного к подъему аппарата снижает нагрузки на подъемные полиспасты, рабочие расчалки и мачты, но в то же время уменьшает предельный угол подъема аппарата этими мачтами. Это вызывает необходимость дальнейшего подъема аппарата до нейтрального положения посред­ ством дополнительных средств. Поэтому оптимальное смещение мачт относительно поднимаемого аппарата устанавливают в каждом конкретном случае путем расчета и построения вспомогательных графиков нагрузок.

Рациональным расположением мачт при ограниченной грузо­ подъемности подъемного полиспаста или мачты может быть такое,

При подъеме аппарата неподвижными вертикально установлен­ ными мачтами, а также с помощью ранее установленных верти­ кальных аппаратов или конструкций, расположенными за поворот­ ным шарниром поднимаемого аппарата, как показано на рис. 9.10, а, максимальную основную нагрузку на подъемный полиспаст Sn определяют в момент отрыва аппарата от земли, т. е. при ф = 0, из выражения

Аналогично находят максимальную основную нагрузку на мачту:

Sм—Sn

sin (ß + v)

sin у

215

Сложнее определить максимальную нагрузку на поворотный шарнир аппарата Sm, так как она возникает не в момент отрыва аппарата от земли, а в промежуточном положении аппарата между моментом отрыва и нейтральным положением и, кроме того, эта нагрузка в процессе подъема аппарата меняет свое направление.

Рис. 9.10. Расчетные схемы монтажа аппара­ тов способом поворота с помощью вертикаль­ ных неподвижных мачт.

Поэтому через каждые 10—15° подъема аппарата рассчитывают значение ^ и угол между S mи вертикалью а по уравнениям, а затем строят вспомогательные графики, из которых находят максималь­ ную основную нагрузку на шарнир Sm и угол а :

216