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

трехлучевые траверсы для захвата обечайки за три точки, располо­ женные в плане под углом 120°. Для жесткости внутри обечаек

при толщине листов до 20 мм не должно превышать 10% номиналь­ ной толщины тонкого листа плюс 1 мм, а при толщине листов свыше 20 мм — 15% номинальной толщины тонкого листа и составлять

После проверки на вертикальность и отсутствие эллипсности обечайки прихватывают электросваркой между собой. Если аппарат из биметалла, то выполняют вначале подварку корня шва со стороны нержавеющего слоя биметалла, а затем и остальные швы этого слоя. Одновременно при сборке и сварке листов в обечайки устанавливают по разметке и приваривают штуцера, люки и бобышки.

В монтажной практике известна и другая технология укрупнения обечаек в блоки цилиндрической части корпуса аппарата. Собранную обечайку поднимают двумя кранами над землей и под нее подводят следующую собранную обечайку, так повторяют до тех пор, пока не будет собран весь блок. Внутри собранных из обечаек блоков устанавливают и приваривают'детали ректификационных тарелок, которые создают дополнительную жесткость корпуса при его после­ дующей укладке на роликовый стенд.

Укрупненные блоки цилиндрической части корпуса и опоры пере­ кантовывают из вертикального положения в горизонтальное для дальнейшего укрупнения и сварки стыков или для перекатыва­ ния к месту монтажа. Для кантовки используют часто тракторы: один тяговый и один тормозной. Тросы от тракторов закрепляют струбциной на верхней кромке блока диаметрально. Для амортиза­ ции возможного удара при кантовке в верхней части блока привари­ вают два отрезка швеллера или двутавровой балки длиной около 1 м каждый, которые, врезаясь в землю, смягчают удар в последний момент кантовки.

выполняют с разъемными серьгами на концах. Собранные днища к месту сборки с цилиндрической частью корпуса подтаскивают тракторами или трубоукладчиками со строповкой за петли или крупные штуцеры и люки. При сборке днищ с корпусом применяют спаренные трубоукладчики или один мощный стреловый кран.

0н»м!ип-)<*ие ' С*,;1

~ѴV’-і. '■

Следует отметить, что форму подготовки кромок листов корпуса и днищ необходимо увязывать с последующим положением стыка при сварке на монтажной площадке, а также со способом сварки (ручная дуговая, автоматическая под флюсом и т. д.).

Кромки подготовленных под сварку элементов и блоков аппара­ тов зачищают шлифовальными машинами до металлического блеска и обезжиривают на ширину не менее 20 мм (для электрошлаковой сварки не менее 50 мм), при этом не должно оставаться следов ржав­ чины, масла и прочих загрязнений. Вокруг своей оси в процессе центровки и сварки блоки разворачивают с помощью трубоуклад­ чиков или тракторов и стальных упоров. Блок, накатанный на на­ клонный упор, затем сползает вниз по упору и разворачивается во­ круг своей оси. Более удобная сборка блоков под ручную сварку — на неприводных роликовых стендах.

При автоматической сварке продольных и кольцевых швов кор­ пуса аппарата собранные блоки укладывают на приводной ролико­ вый стенд одним краном или спаренными стреловыми кранами. На практике применяют стенды различных конструкций.

Стенд для автоматической сварки конструкции Гипронефтеспецмонтажа предназначен для сварки кольцевых и продольных швов аппаратов массой до 300 т. В зависимости от расстояния между осями роликовых опор на стенде можно сваривать аппараты диа­ метром 2—8 м. Стенд включает приводную и неприводную части с роликовыми опорами, направляющие, а также портал для распо­ ложения сварочного автомата и сварщиков. Автоматом сваривают как кольцевые, так и продольные швы. Описанный стенд имеет один существенный недостаток, заключающийся в сложности снятия со стенда аппарата массой 300 т. В этом отношении интересен ролико­ вый неприводной стенд конструкции треста Волгонефтехиммонтаж. Выкатить полностью собранный аппарат массой около 300 т с такого стенда не представляет большой сложности, так как стенд как бы утоплен в землю.

Определенную сложность представляет укрупнительная сборка блоков крупногабаритных корпусов реакторов и регенераторов установок каталитического крекинга. Так, блок нижней части реге­ нератора диаметром 12,5 м, имеющий коническое днище и цилин­ дрическую обечайку, монтажники треста Нефтезаводмонтаж соби­ рали в вертикальном положении, располагая коническую часть в котловане глубиной 4 м. Для последующего перекатывания к месту монтажа собранный блок перекантовывали с помощью крана СКГ-30 и полиспаста грузоподъемностью 60 т. Блоки цилиндрической части корпуса реактора и регенератора собирали на стендах-кондукторах. Стенд представлял собой пространственную конструкцию из четырех разборных секторов; высота каждого сектора равнялась высоте листовой свальцованной заготовки. Секторы соединяли между собой болтами, а в стыках устанавливали клиновые прокладки. Свальцо­ ванные листы собирали на наружном обруче кондуктора и стыки прихватывали электросваркой. Так получали полную обечайку.

18

Затем несколько ослабляли болты, и извлекали клинья из стыков. После стягивания болтов диаметр кондуктора уменьшался, что по­ зволяло извлекать его с помощью крана для сборки следующей обечайки.

Для предстоящего строительства заводов из укрупненных тех­ нологических установок выдвигается актуальная проблема совер­ шенствования доизготовления крупногабаритных аппаратов на месте строительства. Представляется целесообразным создавать мобильные сборочно-сварочные производства от заводов-изготовителей, осна­ щенных необходимым подъемно-транспортным и сборочно-сварочным оборудованием, а также легкими и утепленными щитовыми огражде­ ниями.

§4. КОМПЛЕКСНЫЙ МЕТОД МОНТАЖА ВЕРТИКАЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Всередине пятидесятых годов в Советском Союзе был разработан и внедрен комплексный метод монтажа вертикальных аппаратов.

Вначале на аппаратах до подъема их в вертикальное положение монтируют только кольцевые площадки и лестницы для обслужива­ ния, а также обвязочные трубопроводы с арматурой. Для удобства монтажа площадок и обвязочных трубопроводов аппарат укладывают на металлические инвентарные козлы высотой 1,2—1,5 м. Монтаж начинают с разметки мест крепления кронштейнов под площадки.

Проектные высотные отметки установки кронштейнов отмеряют от опоры аппарата, а расположение кронштейнов вокруг аппарата намечают в соответствии с их проектным смещением относительно люков, штуцеров и главных осей. Кронштейны крепят болтами к ко­ сынкам, приваренным на заводе-изготовителе к корпусу аппарата, или, если позволяет материал корпуса, присоединяют непосред­ ственно к аппарату электросваркой. При установке площадок и стре­ мянок одновременно монтируют и их ограждения.

Монтаж обвязочных трубопроводов на вертикальных аппаратах выполняют до их подъема обычно одновременно с монтажом пло­ щадок и лестниц. Трубопроводы монтируют с помощью кранов из узлов, полученных из цеха или с завода трубных заготовок. В узлы входят арматура и фланцевые соединения, полностью выполненные по проекту. Трубопроводы крепят к штуцерам, а также специаль­ ными креплениями к корпусу аппарата и к площадкам.

Далее аппараты испытывают на прочность и плотность, а затем теплоизолируют и футеруют.

Тепловая изоляция аппаратов и обвязочных трубопроводов — одна из наиболее трудоемких работ. Выполняется она до подъема аппаратов в вертикальное положение, в результате чего затраты труда изолировщиков сокращаются в 2—2,5 раза.

Внутренние огнеупорные и теплоизоляционные покрытия также выполняют до подъема аппаратов в вертикальное положение.

Однако в результате комплексного метода монтажа масса аппа­ рата увеличивается в 1,5—1,7 раза, что приводит к необходимости

применения такелажных средств большей грузоподъемности и более мощных стреловых кранов.

Внедрение комплексного метода монтажа вертикальных аппаратов дало возможность свести до минимума объемы опасных верхолазных работ, т. е. монтажных и специальных работ на высоте, а также исключило необходимость выполнения дорогостоящих работ по устройству лесов вокруг вертикально установленного аппарата. Кроме того, комплексный метод монтажа позволил существенно сократить общую продолжительность строительства за счет выполне­ ния основного объема монтажных и теплоизоляционных работ на аппаратах в период устройства под них фундаментов.

Преимущественно выполняют работы по оснастке аппаратов площадками, лестницами и трубопроводами, а также по их изоля­ ции в непосредственной близости от места подъема этих аппаратов. Такое решение нельзя признать совершенным, так как проведение работ на аппаратах мешает выполнению других работ на территории сооружаемого объекта. Правда, при таком решении отпадает необхо­ димость в перемещении оснащенных и изолированных аппаратов, что сложно при отсутствии специальных транспортных средств. Целесообразно создать транспортные средства для подачи аппаратов с площадками, трубопроводами и изоляцией с приобъектных баз непосредственно к месту монтажа, а также оставлять свободными проезды для перевозки аппаратов.

Следует отметить, что за рубежом комплексный метод не нашел еще такого распространения в практике монтажа вертикальных аппаратов, как в Советском Союзе. Для производства теплоизоля­ ционных работ там на всю высоту установленных аппаратов обычно сооружают леса.

§ 5. УЧЕТ РАЦИОНАЛЬНЫХ МЕТОДОВ МОНТАЖА АППАРАТОВ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ОБЪЕКТОВ И САМИХ АППАРАТОВ

Известно, что строительство объектов и монтаж аппаратов начи­ наются с проектирования сооружения.

Переход на сборку промышленных объектов из крупных, пол­ ностью законченных комплектных блоков в газовой и нефтяной промышленности стал возможен только после учета блочности в про­ ектной документации.

Для учета эффективных методов монтажа в проектах новых за­ водов и аппаратов установлена связь проектирующих организаций

смонтажными.

Впроекты включаются разработка приспособлений, используемых при монтаже аппаратов, а также компоновка аппаратов и сооруже­ ний с учетом рациональных методов их монтажа.

Проектная и нормативная техническая документация, в том числе чертежи общих видов аппаратов и компоновочные чертежи объектов, разрабатываемая в проектных организациях, обязательно согласо­ вывается с монтажными организациями, которым предстоит монти­ ровать данные объекты.

2!)

Возможность заблаговременного изучения объектов, которые предстоит монтировать, позволяет монтажным организациям свое­ временно и обоснованно приобретать и создавать крановые и таке­ лажные средства, а также другое монтажное оборудование.

В соответствии с существующими требованиями Госстроя СССР

при разработке проекта организации строительства (ІЮС) должны быть выбраны рациональные способы монтажа аппаратов на основе сопоставления основных технико-экономических показателей. Опре­ деленные методические разработки в этом направлении выполнены во ВНИИМонтажспецстрое 1 с участием автора.

Как правило, для разработки монтажной части ПОСа привле­ каются специализированные проектные монтажные организации.

Рациональная компоновка аппаратов и другого технологического оборудования, а также сооружений и трубопроводов как установок и цехов, так и всего завода, обеспечивает оптимальную последова­ тельность строительно-монтажных работ, исключает задержки строи­ тельства отдельных сооружений, способствует применению наиболее эффективных методов и средств выполнения монтажных работ. Поэтому проектировщиками новых заводов уделяется много внима­ ния компоновке.

При выборе площадки для строительства новых нефтеперера­ батывающих заводов следует стремиться расположить завод вблизи водных путей, чтобы облегчить поставку полностью изготовленных крупногабаритных тяжеловесных аппаратов.

При компоновке технологической установки вертикальные аппа­ раты по возможности следует располагать в один ряд на краю уста­ новки, оставляя свободную площадку для испытания аппаратов, оснастки их трубопроводами и площадками, тепловой изоляции корпусов и трубопроводов.

Высоту железобетонных фундаментов следует принимать не бо­ лее 0,2 м (желательно на уровне бетонной площадки), что существенно упрощает монтаж вертикальных аппаратов и движение по площадке монтажных кранов. При необходимости установить аппарат на боль­ шой высоте увеличивают высоту опоры («юбки») аппарата или при­ меняют решетчатые стальные конструкции опор, монтируемые вместе с аппаратом. Иногда высокие опоры вертикальных аппаратов используют в качестве емкости для технологических нужд.

Расстояние между фундаментами вертикальных аппаратов массой более 100 т следует принимать не менее 3,5 м, чтобы обеспечить установку опорных плит монтажных мачт.

Между вертикальными аппаратами и расположенными за ними сооружениями (постаментами, эстакадами, зданиями и другими)

1 Рекомендации по выбору рациональных способов подъема вертикальных аппаратов. М., изд. ЦБТИ, 1970. 76 с.

21

При компоновке заводов и установок, а также при проектирова­ нии дорог технологические проектные институты должны учитывать наличие у монтажных организаций мощных самоходных кранов. Так, для проезда крана СКГ-100 необходима дорога шириной не менее 7 м.

Для удобства подачи аппаратов непосредственно к сооружаемым объектам в некоторых случаях целесообразно прокладывать вре­ менные железнодорожные ветки.

Успех монтажа зависит также от проектировщиков самих аппа­ ратов. Габариты аппаратов по возможности следует выбирать та­ кими, чтобы аппараты можно было перевозить по железной дороге полностью изготовленными или укрупненными блоками в минималь­ ном количестве Г

Если габариты и масса аппаратов не позволяют осуществить их перевозку по железной дороге, в технологических проектах учи­ тывается возможность применения для перевозки водного транспорта

иприцепов-тяжеловозов.

Впроектах аппаратов дается предписание заводу-изготовителю указать несмываемой краской место расположения центра тяжести аппарата, а также расположение главных осей, необходимых для выверки вертикальности аппарата (на корпусах изолируемых аппа­

ратов вверху и внизу приваривают специальные штыри).

В рабочих чертежах аппаратов предусматривается изготовление фланцевых соединений с прокладками, соответствующими рабочим условиям эксплуатации, необходимость нанесения защитных вну­ тренних покрытий (эмаль, свинец, винипласт, резина и др.), а также приварка деталей для крепления изоляции, облицовки и кронштей­ нов для площадок на заводе-изготовителе.

Для гидравлического испытания аппарата в его проекте преду­ сматривают штуцеры для присоединения водопровода, для выпуска воздуха, для присоединения манометра и пробку для полного слива воды. Расположение этих штуцеров и пробки на вертикальных аппаратах должно учитывать возможность проведения гидравли­ ческого испытания при горизонтальном положении аппарата до подъема и установки его в проектное положение.

В проектах аппаратов, поставляемых блоками, должны иметься указания об обязательной контрольной сборке блоков на заводеизготовителе, чтобы исключить разметочные и подгоночные работы на месте монтажа. Разделка кромок под сварку в стыках аппаратов также должна оговариваться в проектах в зависимости от положения стыка в пространстве во время монтажа и ожидаемого способа сварки (ручная или автоматическая).

Кроме того, в технологических проектах должно быть указано на необходимость проверки совпадения смежных штуцеров и опор-1

1 Деление аппаратов на блоки указывается па чертежах общих видов этих аппаратов после согласования с заказчиком и монтажной организацией.

22

ных частей при контрольной сборке сдвоенных и строенных тепло­ обменников.

На стадии разработки монтажной части ПОСа следует выбирать конструкции и места расположения на аппарате приспособлений для строповки, а также конструкции шарнирных устройств для монтажа

дывать рым-болты или другие закладные детали для подвески грузоподъемных средств.

§ 6. ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ РАБОТ ПРИ МОНТАЖЕ АППАРАТОВ

Монтаж целиком собранного, оснащенного, изолированного и подготовленного к эксплуатации аппарата значительно сокращает объем тяжелых верхолазных работ, уменьшает подсобные и вспомо­ гательные работы (подъем материалов на высоту, сооружение лесов и подмостей, установку дополнительных такелажных средств, мон­ таж временных подводок и т. д.).

В настоящее время технология монтажа аппаратов совершен­ ствуется в направлении методов не только более экономически эффек­

23

тивных, но и более безопасных. В монтажной практике еще широко распространен подъем вертикальных аппаратов методом скольжения с отрывом от земли в конце монтажа. С точки зрения создания безопас­ ных условий труда монтажникам существенным недостатком в этом методе является то, что максимальные нагрузки на такелажные и крановые средства возникают в конечной стадии подъема аппарата, когда в случае недостаточной прочности какого-либо элемента таке­ лажной оснастки предотвратить аварию почти невозможно. В этом отношении метод поворота вокруг шарнира значительно безопаснее других методов подъема, так как Максимальные нагрузки на таке­ лажные и крановые средства возникают в начальной стадии подъема, при отрыве аппарата от земли.

Применение такелажных средств, удерживаемых расчалками (мачты, порталы, вантовые деррик-краны и другие), занимающих большую территорию и закрепленных за временные якоря, потен­ циально опасно потому, что за расчалки может задеть кран или транспорт, вследствие чего такелажное оборудование может упасть. Из практики известны крупные аварии, связанные с применением мачт, удерживаемых расчалками. Поэтому лучше применять безъ­ якорные способы монтажа вертикальных аппаратов и конструкций методом поворота вокруг шарнира, из которых особенно перспектив­ ным представляется бестросовый метод с помощью гидравлического подъемника. •

На время подъема аппаратов монтажные зоны необходимо огра­ ждать тонкой проволокой, протянутой на высоте около 1 м, и выве­ шивать предупредительные надписи: «Опасная зона!», «Проход за­ прещен!». Границу опасной зоны назначают за зоной возможного падения монтируемого аппарата или грузоподъемного средства,

атакже за якорями расчалок или оттяжек на расстоянии 7—10 м.

Вотличие от стреловых кранов, оборудованных приборами без­ опасности, мощные такелажные средства долгое время не имели приборов контроля нагрузок. Уже первое применение по рекомен­ дациям ВНИИМонтажспецстроя для контроля нагрузок в стальных канатах показывающих динамометров растяжения типа ДПУ и накладных приборов с передачей показаний на расстояние показало необходимость постоянного контроля нагрузок на такелажные

средства. В настоящее время усилиями Гипронефтеспецмонтажа и других организаций созданы приборы непрерывного контроля усилий в движущихся тросах. Повсеместное применение комплек­ тов приборов контроля усилий существенно повысит безопасность работ по монтажу аппаратов.

Заслуживают внимания работы по созданию пультов централи­ зованного дистанционного управления подъемом аппаратов таке­ лажными средствами. Первый такой пульт, на котором были распо­ ложены вторичные приборы, показывающие нагрузки в полиспастах, положение оси шарнира и угол подъема аппарата, а также тумблеры дистанционного включения лебедок с сигнализацией, подтвержда­ ющей подачу команд, был разработан И. Ф. Охрименко и применен

24

Глава вторая

ПЕРЕВОЗКА АППАРАТОВ

Аппараты от заводов-изготовителей доставляют обычно вначале на базу оборудования или приобъектную площадку строящегося завода* а затем по мере готовности фундаментов к месту монтажа. Аппараты, поставляемые с заводов узлами или заготовками, пере­ возят от мест разгрузки на площадку доизготовления и от нее к месту монтажа.

Современное развитие техники позволяет при необходимости использовать все виды транспорта: сухопутный, водный и воздуш­ ный. В настоящее время для перевозки аппаратов наиболее широко используют сухопутный и водный транспорт. Перевозка аппаратов грузовыми самолетами, вертолетами, а также дирижаблями не получила еще должного развития. Однако уже ставится вопрос об использовании дирижаблей грузоподъемностью до 120 т.

Аппараты перевозят: железнодорожным транспортом; автодо­ рожным транспортом на пневмоколесных прицепах, гусеничных тележках, санях, крюке крана, перекатыванием, при помощи воз­ душной подушки; водным транспортом на баржах, грузовых судах и буксировкой на плаву.

Существенный вклад в развитие сухопутных и водных перево­ зок аппаратов внесла группа научных сотрудников и конструкторов ВНИИМонтажспецстроя во главе с инж. Л. Я. Бызером.

За рубежом существуют специализированные фирмы по перевозке крупногабаритного и тяжеловесного оборудования. Эти фирмы имеют мощные средства для сухопутных и водных перевозок, необ­ ходимые погрузо-разгрузочные средства, а также высококвалифи­ цированных специалистов и рабочих.

§ 1. ПЕРЕВОЗКА АППАРАТОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫМ ТРАНСПОРТОМ

Железнодорожным транспортом перевозят аппараты с машино­ строительных заводов на место строительства. Перевозка аппаратов по железной дороге наиболее экономична, особенно при больших расстояниях от машиностроительного завода до места строительства. Эффективность железнодорожного транспорта обуславливается от­ сутствием в большинстве случаев необходимости капитальных вло­ жений в создание специальных транспортных средств. Почти все машиностроительные заводы и строящиеся нефтегазоперерабатыва­ ющие заводы связаны сетью железных дорог.

26