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

При этом штуцер с^ захватом поддерживают за трос, перекинутый через однороликовый блок, который укреплен на вершине аппарата.

Учитывая затруднения в приварке на монтажной площадке каких-либо устройств к корпусам аппаратов, изготовляемых из специальной стали или импортных, разработан вариант крепления монтажных штуцеров к корпусам таких аппаратов при помощи болтового фланцевого соединения. В этом случае короткая обечайка и монтажный штуцер на концах имеют фланцы. Короткая обечайка

с фланцем изготовляется на машиностроительном заводе и поста­ вляется приваренной к аппарату. Захваты же с монтажными шту­ церами крепят к аппарату перед подъемом. Имеется положительный опыт поставки аппаратов с приваренными на корпусе переходными короткими обечайками из углеродистой стали, торцы которых имеют подготовленные скосы для приварки на месте монтажа монтажных штуцеров. Разумеется, такие решения возможны лишь при разра­ ботке принципиальной схемы подъема аппарата перед изготовлением его на машиностроительном заводе.

Монтажные штуцера к блокам БМК-160 и БМ-280 имеют не круг­ лые, а квадратные фланцы, и присоединяются к аппарату не через цилиндрическую короткую обечайку, а с помощью короткой листовой

2 9 7

коробки квадратного сечения. Такое решение упрощает подгонку коробки к корпусу аппарата.

Следует отметить унифицированное присоединение бестросовых захватов к монтажным блокам. Если блок имеет грузовую скобу, соединенную с блочной обоймой двумя пальцами, то две петли бестросового захвата соединяют этими же пальцами с блочной обоймой, у которой заранее снимают скобу. Такое решение применяют при кре­ плении бестросовых захватов к блокам БМ-100 и БМ-130 (рис. 13.7).

В блоках БМ-160 и БМ-280 имеется съемная комбинированная грузовая скоба, присоединяемая к блочной обойме также двумя паль­ цами Б которыми, как и в первом случае, крепят петли бестросовых захватов.

Разработаны бестросовые захваты с шаровым шарнирным соеди­ нением к блоку БМ-160 оригинальной конструкции 12 (рис. 13.8).

Бестросовые захваты с инвентарными штуцерами создают более безопасные условия труда при монтаже вертикальных аппаратов. Кроме того, в случае применения бестросовых захватов получается экономия металла монтажных штуцеров и стального каната стропов, а также создается возможность применения мачт меньшей высоты.

§ 2. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ СТЕНКИ КОРПУСА АППАРАТА ПРИ СТРОПОВКЕ ЗА МОНТАЖНЫЕ ШТУЦЕРА

При строповке тяжеловесных крупногабаритных аппаратов в ме­ стах крепления монтажных штуцеров на стенку корпуса аппарата действуют значительные нагрузки. Поэтому для создания безопасных условий труда монтажников и предотвращения повреждений аппа­ ратов при разработке проекта производства работ или технологи­ ческой карты на монтаж аппарата расчетом проверяют прочность стенки его корпуса на действие монтажных нагрузок.

Теоретические и экспериментальные исследования прочности корпуса аппарата в местах крепления монтажных штуцеров были проведены В. А. Кравецом и Н. М. Бренер под руководством автора 3. На основе исследований составлена методика расчета, в соответствии с которой при проверке прочности определяют расчетные напряже­ ния Oj и от 2 (в кгс/см2) в корпусе аппарата по формулам

298

где М — расчетный момент в кгс-см; г — радиус наружной окруж­

монтаже аппарата с вывешиванием над фундаментом и строповкой недалеко от вершины.

Графиками на рис. 13.9,' д, е, ж, з пользуются при передаче усилий на корпус аппарата вдоль направляющей, т. е. в направле­

коэффициент условий работы, учитывающий неравномерность на­ грузки на два штуцера. При подъеме аппарата методом скольжения

= 1,2; Q — максимальное расчетное усилие на один штуцер в кгс; е — эксцентриситет приложения усилия относительно корпуса аппа­ рата в см.

Полученные расчетные напряжения должны быть меньше расчет­ ного сопротивления а стали, из которой изготовлен корпус аппарата. В свою очередь принимают

а = 0,9сгт,

где а т — минимальное значение гарантированного предела текучести стали данной марки (табл. 13.1).

Таблица 13.1

Пределы текучести стали различных марок (из ОСТ 26-291 —71)

299

а2

0,10

0,08

. 0,00

0,00

0,01

0 0 5 0,10 0,15 0,20 0,25 0,50 г

е *

аппарата в местах крепления монтажных штуцеров-

Если значения а і или а 2 окажутся больше о , то необходимо укре­ пить корпус аппарата кольцевыми накладками, толщину которых определяют путем произведенных выше расчетов, условно принимая толщину корпуса аппарата с учетом толщины накладки. Монтажный штуцер приваривают посередине кольцевой накладки, ширину которой принимают равной 20 ее толщинам. Таким образом, наруж­ ный диаметр накладки превышает диаметр штуцера на 20 толщин этой накладки, а внутренний диаметр накладки на 20 толщин на­ кладки меньше диаметра штуцера.

Пример 13.1. Максимальное расчетное усилие на один штуцер, направленное вдоль образующей аппарата, составляет Q = 130 тс и приложено с эксцентриситетом относительно корпуса е = 50 см. Аппарат монтируют способом скольжения с отрывом от земли двумя

пуса — сталь ВСт.Зсп. Монтажный штуцер в месте крепления к ап­ парату имеет радиус г = 60 см.

Определяем расчетный момент:

М = 1,1 • 1,1 • 1,1 • 130 000 • 50 = 8 650 000 кгс • см.

толщиной 1,4 см. Тогда

к2 = 0,018; п х = 2,5 и п2 = 6,0.

Вычисляем расчетные напряжения:

что меньше допустимого.

Принимаем усилительную кольцевую накладку толщиной 14 ммѵ наружным диаметром 1500 мм и внутренним диаметром 900 мм.

302

§ 3. ВЫВЕРКА ПОЛОЖЕНИЯ АППАРАТОВ

Прежде чем освободить аппарат от кранов или такелажных средств, его положение на фундаменте выверяют по высоте и верти­ кальности.

Опорные плоскости фундаментов обычно расположены на 50 — 80 мм ниже проектного положения опорной плоскости аппарата. Поэтому около каждого анкерного болта до установки аппарата укладывают подкладки. Каждую подкладку выполняют из одной нижней (базовой толщиной около 20 мм) и двух верхних клиновых, уложенных друг на друга таким образом, чтобы обеспечивалась горизонтальность верхней плоскости подкладок и, кроме того, из­ менение положения этой плоскости при выверке за счет подбивки клиновых подкладок сбоку.

Общую высоту каждого пакета прокладок принимают исходя из фактического уровня расположения верха фундамента. Таким обра­ зом, обеспечивается выверка положения аппарата по высоте.

Особое внимание уделяют выверке вертикальности аппаратов, имеющих внутренние устройства типа ректификационных тарелок. От вертикальности аппаратов во многом зависит работа тарелок, т. е. четкость ректификации продуктов переработки. Вертикальность аппаратов проверяют с помощью двух теодолитов, расположенных в плане на взаимно перпендикулярных осях.

Вертикальность аппаратов колонного типа проверяют обычно в неясную погоду или при восходе солнца, чтобы обеспечить равно­ мерную температуру стенки корпуса по всему периметру аппарата. Температурное удлинение металла ' может существенно отклонить ось аппарата от вертикали.

Если аппарат смонтирован неизолированным, то его выверяют по образующим или по нанесенным ранее краской рискам. Четыре риски наносят под углом 90° вверху аппарата и четыре риски соосно верхним — внизу. Если аппарат намечено монтировать изолирован­ ным, то до изоляции на корпусе приваривают бобышки с резьбой, в которые ввинчивают реперы, расположенные на аппарате анало­ гично рискам. Реперы выступают под поверхностью изоляции.

При выверке вертикальности аппарата также пользуются клино­ выми подкладками, обычно остающимися на период эксплуатации. Если применяются клиновые или винтовые инвентарные домкраты, то выверенное положение аппарата фиксируется пакетом обычных подкладок.

Если в проекте аппарата для его выверки предусмотрены устано­ вочные (отжимные) винты, то подкладки при выверке не приме­ няют Е Установочные винты ввинчивают в опоры аппаратов. Торцы

зоа

ность фундамента. Места укладки пластин на фундаменте заранее выравнивают для обеспечения равномерного прилегания пластин по всей опорной поверхности. Следует отметить, что во избежание повреждения установочные болты во время выверки положения аппарата в плане немного выступают из опоры аппарата. Вращением упертых в пластины винтов достигается перемещение выверяемого аппарата, обеспечивающее необходимую точность положения его по высоте и горизонтальность. Выверенное положение аппарата фиксируют затяжкой контргаек установочных винтов. Аппарат после выверки должен опираться на все установочные винты.

Выверенное положение аппарата фиксируют частичной затяжкой фундаментных болтов стандартными гаечными ключами без над­ ставок.

Подливку аппаратов бетонной смесью марки не ниже 200 с пласти­ фицирующими добавками выполняет строительная организация под наблюдением представителя монтажной организации. Перед под­ ливкой поверхность фундамента очищают продувкой сжатым воз­ духом от компрессора и увлажняют.

Подливку осуществляют с вибрированием бетонной смеси.

В течение 30 мин после окончания подливки аппарата бетонной смесью следует проверить выверенное положение аппарата. Откло­ нение от вертикали образующих аппаратов с насадочными внутрен­ ними устройствами не должно превышать 0,3% высоты аппарата и составлять не более 35 мм. Отклонение от вертикали образующих аппаратов типа ректификационных колонн, высота которых не бо­ лее 50 м, а отношение (H J D ) ^ 5, не должно превышать 0,1% высоты аппарата и составлять не более 15 мм. Для аппаратов высотой от 50 до 80 м при отношении (H/D) ^ 8 отклонение не должно превы­ шать 0,03% высоты аппарата и составлять не более 25 мм. Для аппа­ ратов высотой от 80 до 100 м при отношении (HJD) ^ 2 10 отклонение не должно превышать 0,03% высоты аппарата и составлять не бо­ лее 30 мм. Окончательно гайки фундаментных болтов затягивают после достижения бетоном подливки прочности не менее 120 кгс/см2 {12 МПа), но не менее чем через 7 суток после подливки. Установоч­ ные винты перед затяжкой фундаментных болтов следует отвернуть на 2—3 оборота.

До окончательной затяжки гаек фундаментных болтов не разре­ шаются работы, во время проведения которых могут произойти сме­ щения аппарата.

§ 4. МОНТАЖ ВНУТРЕННИХ УСТРОЙСТВ АППАРАТОВ

Для обеспечения технологического процесса внутри аппаратов имеются различные устройства. Это прежде всего ректификационные тарелки в вертикальных аппаратах колонного типа, змеевики для подогрева продуктов, устройства для равномерного распределения продуктов или пара по сечению аппарата или для обеспечения опре­ деленного направления движения продуктов, трубопроводы для

304

подачи и отвода продуктов с разных уровней аппарата, циклоны для очистки газов от взвешенных частиц и др.

Внутренние устройства в аппаратах, препятствующие осмотру и ремонту в процессе эксплуатации, выполняют, как правило, съемными.

Для обеспечения полного слива жидкости после гидравлического испытания, а также при эксплуатации во всех глухих частях тарелок и других внутренних устройств предусматривают дренажные от­ верстия, расположенные в самых низких местах этих устройств.

Долгие годы в ректификационных колоннах применяли обычно тарелки желобчатого типа. Такие тарелки используются и в настоя­ щее время, но уже весьма ограниченно и только для ремонтных це­ лей в действующих аппаратах.

Рис. 13.10. Ректификационная тарелка с S-образными элементами.

Вновь сооружаемые объекты имеют колонны с более эффективными тарелками. Это прямоточные клапанные тарелки ОН 26-02-29—66, решетчатые Н964—63, ситчатые тарелки с отбойными элементами ОН26-02-30—66, а также тарелки с S-образными элементами Н967—63 (рис. 13.10). Определенное распространение имеют еще также капсульные (колпачковые) тарелки.

В соответствии с ОСТ 26-291—71 аппараты, корпус которых по­ зволяет отправлять их с завода-изготовителя полностью собранными или частями по длине, изготовляют на заводе вместе с внутренними устройствами.

Результаты замеров негоризонтальности каждой тарелки на заводе-изготовителе заносят в формуляр, заверенный ОТК и прило­ женный к паспорту поставляемой колонны.

Опыт эксплуатации колонн со смонтированными на заводе та­ релками показал их удовлетворительную ректификацию. Однако еще во многих случаях тарелки поставляются заводом-изготовителем отдельно от аппарата, что требует их монтажа на месте строитель­ ства. Требования к монтажу внутренних устройств-на месте строи­

тельства, а также методы проверки правильности их сборки и уста­ новки заводами-изготовителями указывают в технической докумен­ тации, поставляемой вместе с аппаратом.

Установка, выверка и крепление ректификационных тарелок в колоннах — самые трудоемкие виды работ при монтаже аппаратов, так как тарелки приходится собирать из очень большого числа деталей. Раньше сборку тарелок осуществляли после установки ко­ лонны на фундамент, что удлиняло общую продолжительность мон­ тажных работ. В настоящее время широкое распространение получил метод подъема ректификационных колонн вместе с тарелками, смон­ тированными в колоннах на монтажной площадке. При таком ме­ тоде монтажа масса колонны при подъеме увеличивается, что учиты­ вают при выборе такелажных средств.

Для надежной работы ректификационной колонны требуются строгая горизонтальность плоскостей тарелок и одинаковый гидра­ влический затвор, создаваемый всеми клапанами или колпачками каждой тарелки. Это требование при подъеме колонны со смонтиро­ ванными на земле тарелками обеспечивают соблюдением строгой го­ ризонтальности оси колонны при сборке тарелок и строгой верти­ кальности оси колонны после установки ее в вертикальное поло­ жение.

Перед сборкой детали тарелок проверяют и правят на плите. Затем проверяют, соответствуют ли размеры деталей тарелок проекту и техническим условиям и при необходимости правят, прогоняют резьбы болтов и шпилек, а также заготовляют прокладки.

Прогиб S-образного элемента, а также прогиб секции клапанной тарелки не должны превышать 3 мм на всю длину. Местные выпучины не должны превышать 2 мм. Клапаны после их установки в от­ верстия секций должны свободно перемещаться в них до упора. Обеспечение свободной установки клапанов — ответственная, тру­ доемкая работа, особенно если учесть, что на тарелке диаме­ тром 5,5 мм расположено 2600 клапанов. Прогиб секций ситчатых тарелок не должен превышать 5 мм. Для приварных секций допу­ скаются выпучины высотой до 8 мм на площади, составляющей 15% от площади секции. Поверхность секций тарелок с капсульными кол­ пачками должна быть ровной. Местные выпучины и кривизна не должны превышать 4 мм по всему сечению тарелки, а для тарелок с цельным полотном — не более 5 мм.

До устанбвки внутрь аппарата змеевики и другие трубопроводы

Во время приварки к аппарату внутренних устройств расстоя­ ние между краем выполняемого шва и краем ближайшего шва аппа­ рата не должно быть меньше толщины стенки корпуса, но не менее 20 мм. При монтаже внутренних устройств в аппаратах из двухслой­ ной стали усиление сварных швов корпуса не снимают, а у деталей внутренних устройств в местах прилегания к сварному шву делают местную выемку.

306

При сборке капсульных, ситчатых и решетчатых тарелок на бол­ тах или струбцинах особенно тщательно выполняют уплотнения в стыках, равномерно зажимая материал уплотнения по периметру собираемых секций. Для уплотнения применяют сальниковые на­ бивки, выполняя их в виде колец. Стык каждого кольца выполняют с косым срезом набивки. Места стыков колец в соседних секциях смещают относительно друг друга. В качестве уплотнения приме­ няют также асбестовую ткань марки АТ-2 по ГОСТ 6102—67 и паранит по ГОСТ 481-71.

Смежные по высоте решетчатые тарелки должны быть развер­ нуты в своих плоскостях на 90° относительно друг друга. Тарелки устанавливают в вертикальных аппаратах с особой тщательностью, выдерживая жесткие допуски на отклонение от горизонтальной

Верхние торцы паровых патрубков тарелок в сборе должны нахо­ диться в одной горизонтальной плоскости с отклонением от нее не более ±3 мм. Перекос колпачков относительно плоскости тарелки, замеряемой по верху прорезей, не должен превышать ±1 мм. Та­ релка в сборе считается герметичной, если уровень воды, налитой на тарелку, в течение 20 мин понижается не более чем на 25 мм. Испытание производят при закрытых сливных отверстиях. Не до­ пускается концентрировать течь в одном месте. Отклонение желоб­ чатой тарелки от горизонтальности допускается на величину не более 0,001 диаметра аппарата, но не более чем на 3 мм.

Перед сборкой тарелок желобчатого типа колонну укладывают строго горизонтально по нивелиру, разворачивая вокруг оси так, чтобы ребра сегментных карманов и сливных перегородок были