联合吊装设备作业分析论文_王亮

联合吊装设备作业分析论文_王亮

神华准能设备维修中心 内蒙古鄂尔多斯市 010300

摘要:随着工艺技术的发展及规模化经济的要求,使得设备的体积、重量均趋向大型化,这就要求设备安装时需使用大型吊车,因大型吊车资源紧张,且租赁费用较高,安装单位可以使用两台吨位小些的吊车进行联合吊装的方法完成吊装任务。吊装前应正确分析吊装过程中两台吊车受力情况,合理选用吊车,避免吊装过程中,因吊车受力意外超重造成事故。本文分析了联合吊装设备作业内容。

关键词:联合吊装;设备作业;技术;

随着国民经济的不断发展,我国各行各业方兴未艾,尤其是石油化工、冶金和电力建设方面,为了追求更高效率和更高效益,整体吊装工程越来越普遍,对吊装技术和吊装设备的要求也越来越高。为此国内吊装用起重设备由过去单一桅杆方式,逐步发展成为以高性能、更安全可靠的大型移动式起重机为核心的吊装设备。国内吊装技术也由桅杆吊装方式发展到单机、多机等多样化吊装方式。

一、吊装设备特点

随着石油化工、冶金及电力建设规模的不断扩大,各工程中的关键设备正在向特重、特大型方向发展。归纳起来,可分为以下几类:

1.以塔、器为代表的重型设备。这类设备直径大、高度高、自重大,吊装时既要求作业空间,又要求起重设备的起重能力,吊装难度大。

2.以火炬、排气筒等为代表的高柔结构设备。这类设备长细比大,刚度小,结构稳定性差。吊装时要求垂直作业空间,设备在吊装过程中易产生变形和失稳。

3.以核电站用穹顶、化工用压力容器及储存油罐为代表的薄壳结构重型设备。这类设备直径大、壁薄,吊装时要求水平作业空间和起重能力,设备在吊装过程中易产生变形和失稳。

4.冶金用重型设备。该类设备长宽高尺寸相当,例如轧机牌坊,用于轧制中厚板的四辊轧机,两片牌坊,单片重约238t,外形尺寸为11.7m × 4.5m ×1m;宝钢5000mm 级高刚性四辊可逆式轧机,外形尺寸15.28m × 4.7m × 2.2m,重量397t。

联合吊装设备作业

1.被吊设备有限元建模。在吊装方案设计中,为了保证吊装安全,需要对裙座结构进行加强设计与分析。如果整体建模,模型规模较大;如果局部建模选择不当,可能导致计算结果存在较大误差。因此,这里除了进行整体建模外,还建立了不同长度的局部模型,与整体模型结果对比,寻找合理长度的局部模型,以减少建模规模,选取长度分别为原模型的1/ 2,1/ 3,1/ 6,1/ 20 进行建模,在有限元建模时,筒体的附件对结构应力影响不大,故只建立筒体结构有限元模型;裙座是分析的重点,因此对裙座结构进行细致建模。选取被吊设备的水平状态为计算工况,此时被吊设备只受自重载荷,考虑动载系数,则载荷大小为1580.4t。由于模型有一定的简化,采用增设质量点的方法来保证模型的重量、重心与实际被吊设备的一致。为了模拟实际工况,在设备顶部及尾部利用link8 单元创建索具模型,考虑其刚度,截面属性设置为10000mm2。被吊设备处于水平状态,由起重机通过吊盖和溜尾吊耳将其吊离地面,因此在索具末端施加全位移约束,索具与吊耳孔采用刚性区域连接。根据模型所处工况情况对设备模型进行线性弹性分析,并从计算结果中提取吊装绳的吊装力,以便将其加载到局部模型,局部模型不易过短,其长度应适当。

2.两台吊车联合抬吊设备常见于设备重量较大的卧式、立式设备。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于卧式设备的吊装,一般因卧式设备多为储存设备,直径一般为同一尺寸,内部结构简单,重心一般在中心位置,两台吊车分吊设备筒体两端部附近,平移吊装就位即可。两台吊车联合抬吊立式设备,以塔类、反应器类设备居多,因内部构件多,壁厚及直径有变化,相对卧式设备吊装要复杂些。对重型立式设备的联合抬吊,一般由两台吊车联合吊持设备上部,设备尾部安放拖排上,拖排下面设置滚杠,随着设备直立,设备尾部随着拖排一起移动,直至设备直立位置(也可不用拖排,再利用一台吊车进行溜尾)。联合抬吊时,一般选用两台吊装能力相同的吊车,两吊点位于同一标高且对称布置,每台吊车各承担一半载荷。若选用两台吊装能力不同的吊车,则吊装能力小的吊车也必须能够承担设备一半以上的重量。由于两台吊车起吊过程中,可能存在不同步现象,造成某台吊车的实际吊重超出其计算吊重,在选用吊车时,应使其计算吊重小于其额定起重量的75%。两台吊车抬吊,起吊速度不一致时,两吊车承受载荷也不同。可以看出,设备倾斜时,两台吊车载荷偏值与吊点的位置和设备倾斜角度等有关系。为减少偏载应使吊点接近重心位置较好,但吊点距重心距离近时,吊装过程中设备的稳定性较差(一般要求吊点距重心位置至少1.5米以上),且当吊点位置以上设备本体存在接管时会影响吊装工作。因此,吊点一般选在立式设备的上部,可使附属管线、梯子平台一起随设备吊装。

3.整体吊装。与吊装相比,整体吊装工艺相对简单,对吊装设备结构影响小,因此整体吊装成为当前吊装技术的重要发展趋势。随着科学技术的进步与推广应用,设备起重能力和起升高度幅度得到了不断提高,也使大件整体吊装成为可能。

整体吊装中,塔器类设备一般需要翻转直立,因此多采用单机滑移法,即单台起重机作为主吊系统用于提升设备,使设备由平卧状态逐渐过渡到直立自由状态。与此同时,设备底部置于滑移装置上,滑移装置随设备的提升做水平移动,协助设备直立。如果设备自重过大,可采用双机或多机提升滑移法和抬吊滑移法。双机提升滑移法与单机提升滑移法工作原理相同,只不过是两台起重机同时作为主吊系统提升设备,为均衡起重机间受力,可采用平衡梁型式。设备底部仍采用滑移装置协助设备直立。双机抬吊滑移法是其中一台起重机作为主吊系统,另一台起重机起吊设备底部,称溜尾起重机。吊装时,两台起重机提升设备离地,主吊起重机负责设备提升,溜尾起重机协助设备直立。其中两台起重机作为主吊系统提升设备,另一台起重机起吊设备底部,协助设备直立。

4.注意事项。立式设备摆放时,一般为立式设备顶部位于设备基础附近,设备底部远离基础,主吊车站在设备基础附近。双机联合吊装时,各吊车选用时,应确保吊车计算载荷不超过吊车额定起重能力的75%。吊装作业前,模拟整个吊装过程,充分考虑现场实际情况、设备在空间位置变化及吊车臂杆位置,避免出现设备与现场障碍物、吊车臂杆相碰。合理安排吊车站位,一般主吊车在吊装作业前伸臂一次到位,且在设备直立及就位过程中,主吊车的作业半径不要有大的变化。在吊装过程中,各吊车应步调一致,尽量减少因速度不同步而产生的偏载。在设备直立过程中,溜尾吊车受力随着设备与地面夹角的变大而逐渐变小,设备水平放置时是其受力最大位置。因此,应按设备在水平位置计算溜尾吊车载荷,从而合理选用溜尾吊车。

设备吊装中经常使用双机联合吊装作业,正确进行吊装过程中的吊车受力分析,有助于选择合适的吊车及合理的设备吊点位置。吊装过程平稳,无明显附加冲击载荷。起重量不受限制,通过提升系统的扩展组合,能满足千吨级甚至万吨级构件的吊装。

参考文献:

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[2]彭博贵.内爬塔机拆卸技术探讨[J].建筑机械化,2016,(6):69-72.

[3]屈福政,王欣.论履带起重机自装拆系统.工程机械与维修,2016(7)

[4]王欣、屈福政、茅永琳.履带起重机与汽车起重机之比较.工程机械与维修,2015(11)

论文作者:王亮

论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期

论文发表时间:2018/4/4

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