一種大型圓柱設(shè)備的旋轉(zhuǎn)正位法

周俊楠，莊宏昌，周 武，宮 晨，劉 凱，趙鑫磊，岳彩旺

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266520）

一種大型圓柱設(shè)備的旋轉(zhuǎn)正位法

周俊楠，莊宏昌，周 武，宮 晨，劉 凱，趙鑫磊，岳彩旺

（海洋石油工程（青島）有限公司，山東 青島 266520）

立式圓柱設(shè)備在建造時(shí)常采用臥式建造，因而在安裝前需要先行直立。但由于焊接、建造方法、管嘴布置等原因不能順利直立，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整姿態(tài)。本文介紹一種針對(duì)圓柱設(shè)備在滾輪架上使用兩臺(tái)履帶吊旋轉(zhuǎn)的安全方法。

設(shè)備旋轉(zhuǎn)；滾輪架；旋轉(zhuǎn)正位

油氣處理設(shè)備中常見立式圓柱設(shè)備，該類設(shè)備在建造時(shí)常采用臥式建造，在設(shè)備安裝前需要先使其翻身直立，設(shè)備直立和最終吊裝都需要用到頂部軸式吊耳，個(gè)別設(shè)備頂部設(shè)計(jì)有彎頭導(dǎo)致水平方向的軸式吊耳無法使用，無法將設(shè)備翻身直立，需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)整姿態(tài)使用另外一組軸式吊耳，如果沒有可行的設(shè)備旋轉(zhuǎn)方法，可能造成返廠重新制造。本文介紹了一種針對(duì)圓柱設(shè)備在滾輪架上使用兩臺(tái)履帶吊旋轉(zhuǎn)的安全方法，為設(shè)備的設(shè)計(jì)制造保駕護(hù)航。

1 適用范圍

本文適用于臥式到貨的圓柱型設(shè)備，因特殊原因需要旋轉(zhuǎn)，例如本文采用的實(shí)例——高壓混合制冷劑吸入罐（圖1），由于建造工藝等方面的原因，頂部大彎頭在到貨時(shí)呈水平狀態(tài)，在設(shè)備最終的豎直狀態(tài)時(shí)，大彎頭在豎直方向與軸式吊耳重合導(dǎo)致吊索具碰撞，需要在臥式狀態(tài)時(shí)將設(shè)備旋轉(zhuǎn)90°，讓另外兩個(gè)軸式吊耳旋轉(zhuǎn)到水平狀態(tài)，再使用這兩個(gè)吊耳做主吊以使吊索具避開彎頭。設(shè)備信息如表1所示。

2 準(zhǔn)備工作

2.1 旋轉(zhuǎn)滾輪架準(zhǔn)備

圖1 高壓混合制冷劑吸入罐

表1 設(shè)備信息

圓柱設(shè)備需要先平吊到旋轉(zhuǎn)滾輪架上才能進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，該滾輪架通常用于大直徑管線的旋轉(zhuǎn)焊接，滾輪架的額定承重能力要和設(shè)備重量相匹配，滾輪架的寬度適中，間距需調(diào)整到和設(shè)備直徑相匹配。如圖2所示。

圖2 滾輪架

每組滾輪架有兩個(gè)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的滾輪，本方法中的滾輪架不需要電機(jī)驅(qū)動(dòng)，滾輪架不能用電機(jī)驅(qū)動(dòng)是因?yàn)闈L輪架旋轉(zhuǎn)時(shí)用摩擦力帶動(dòng)設(shè)備旋轉(zhuǎn)，但是由于設(shè)備上有大型法蘭和彎頭等附件，導(dǎo)致重心偏離滾輪架中心線，形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，當(dāng)設(shè)備較重時(shí)，該力矩不能被摩擦力約束便極有可能發(fā)生快速旋轉(zhuǎn)甚至傾覆。

2.2 受力計(jì)算

計(jì)算平吊時(shí)兩臺(tái)吊機(jī)的載荷情況，根據(jù)吊帶兜吊位置繪制受力示意圖如圖3所示。

圖3 受力示意圖

根據(jù)G=764.4kN得出F1=439.2kN，F(xiàn)2=325.2kN?？蓳?jù)此選擇合適的吊機(jī)和吊索具。

2.3 吊機(jī)選擇

本方案將設(shè)備從運(yùn)輸墊墩上放到滾輪架上，需要有兩臺(tái)吊車配合作業(yè)。對(duì)于吊機(jī)能力的選擇，應(yīng)首先根據(jù)圖紙分別選取兜吊位置，根據(jù)與設(shè)備重心位置之間的間距比例計(jì)算每臺(tái)車的吊裝重量分配進(jìn)而選擇合適的吊車，通常情況下，由于設(shè)備需要翻身直立，主吊能力應(yīng)根據(jù)設(shè)備整體重量進(jìn)行選擇。在后期旋轉(zhuǎn)設(shè)備時(shí)也需要用到兩臺(tái)吊車，一臺(tái)吊車控制旋轉(zhuǎn)方向，另外一臺(tái)從旋轉(zhuǎn)的反方向控制旋轉(zhuǎn)速度。本方案選擇兩臺(tái)250t履帶吊。

2.4 吊索具準(zhǔn)備

圓柱設(shè)備平吊推薦采用吊帶兜吊的方式，使用吊帶也能避免損壞設(shè)備油漆，吊帶較輕司索人員掛扣操作也比較便利，同時(shí)旋轉(zhuǎn)設(shè)備用吊帶方便纏繞設(shè)備本體，吊帶能力應(yīng)根據(jù)受力計(jì)算選擇，保證無破損，檢驗(yàn)合格，標(biāo)識(shí)齊全。

吊帶能力根據(jù)受力計(jì)算，采用兜吊方法，罐體直徑大于吊帶直徑的6倍，實(shí)際吊帶承受載荷可以按吊帶額定能力的2倍考慮，同時(shí)考慮吊帶在庫房狀態(tài)，選擇50t×16m的吊帶搭配55t卸扣。

2.5 安全風(fēng)險(xiǎn)分析及應(yīng)對(duì)措施

將工作分解為具體的工作步驟，針對(duì)操作過程中的各個(gè)步驟分析潛在風(fēng)險(xiǎn)以及這些潛在風(fēng)險(xiǎn)可能造成的危害，進(jìn)而制定相應(yīng)的控制措施并落實(shí)相關(guān)責(zé)任人。

3 操作步驟

3.1 平吊到滾輪架上

設(shè)備到貨狀態(tài)為臥式，下部有兩個(gè)運(yùn)輸鞍座。第一步應(yīng)該將設(shè)備從運(yùn)輸鞍座上平吊到滾輪架上為下一步旋轉(zhuǎn)設(shè)備做好準(zhǔn)備。

如果臥式設(shè)備的罐壁上有吊點(diǎn)可用，可以采用一臺(tái)吊車掛四個(gè)吊點(diǎn)完成吊裝作業(yè)。如果沒有吊點(diǎn)可用，推薦采用兩臺(tái)吊車采用吊帶兜吊的方式，兜吊的位置主要根據(jù)設(shè)備上無管座接口等可以纏繞吊帶的部位，本設(shè)備的兜吊如圖4所示。

圖4 設(shè)備平吊示意圖

設(shè)備在滾輪架上時(shí)，兩個(gè)鉤頭下的吊帶不能同時(shí)摘除，要保證有一個(gè)鉤帶著力的情況下對(duì)另一個(gè)鉤頭下的吊帶的掛扣方式進(jìn)行修改。同時(shí)還要保證滾輪架上的滾輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，如果滾輪架上的滾輪不能鎖死，需要用楔子固定滾輪，如圖5所示。有條件的情況下，最好分別將設(shè)備兩側(cè)的法蘭口和地面用綁扎帶連接固定。

圖5 滾輪架固定示意圖

3.2 旋轉(zhuǎn)設(shè)備

旋轉(zhuǎn)設(shè)備首要考慮的就是設(shè)備重心在設(shè)備旋轉(zhuǎn)過程中的位置移動(dòng)，設(shè)備重心在徑向上的偏移會(huì)導(dǎo)致一側(cè)偏重引起設(shè)備旋轉(zhuǎn)加速。需要根據(jù)設(shè)備的外形特點(diǎn)推斷設(shè)備在旋轉(zhuǎn)過程中的重心位置，進(jìn)而選擇吊索具的固定位置對(duì)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行控制。

本文中的設(shè)備中間有個(gè)大管座，需要旋轉(zhuǎn)到設(shè)備下方，在這一過程中，管座這一側(cè)是偏重的，不加限制會(huì)受重力影響造成旋轉(zhuǎn)過快，所以要對(duì)管座旋轉(zhuǎn)的逆向上施加力進(jìn)行限制。其中一臺(tái)吊機(jī)的吊帶從管座一側(cè)往下套在設(shè)備下方的軸式吊耳上，另一臺(tái)吊機(jī)的吊帶在設(shè)備尾部，從管座的另一側(cè)往下繞著設(shè)備本體纏繞一圈用卸扣鎖住，卸扣位置位于設(shè)備下方。如圖6所示。

圖6 掛扣示意圖

旋轉(zhuǎn)過程中，先讓兩個(gè)鉤頭都起升，將吊帶收緊，然后緩慢提升鉤2，同時(shí)鉤1緩慢下降，這一過程既要時(shí)刻關(guān)注設(shè)備的旋轉(zhuǎn)速度，也要關(guān)注履帶吊駕駛室顯示器上的鉤頭吊重以監(jiān)控設(shè)備姿態(tài)是否正常。由于大管座側(cè)偏重，所以只要設(shè)備已經(jīng)開始旋轉(zhuǎn)，鉤2的起升不用過于主動(dòng)，主要是用鉤1控制設(shè)備不要過快旋轉(zhuǎn)。

旋轉(zhuǎn)完成后，用楔子固定滾輪，在保證有一個(gè)鉤頭受力的情況下，對(duì)另外一個(gè)的吊帶重新掛扣，準(zhǔn)備下一步將設(shè)備直立，直立操作部分本文不做描述。

4 總結(jié)

在本次作業(yè)之前，經(jīng)多方查找沒有找到類似的操作經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，每一步都是摸索，同時(shí)，設(shè)備的外形不規(guī)則，重心位置復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高，兩臺(tái)吊機(jī)聯(lián)合作業(yè)等等方面的原因都提高了設(shè)備旋轉(zhuǎn)正位的難度。本方法的成功實(shí)施，為類似的作業(yè)提供了一種已經(jīng)證實(shí)的可靠辦法，也為設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造提供了強(qiáng)有力的保障。

[1]劉力風(fēng)，劉軍歧.淺析超高超重大型設(shè)備分段吊裝、立式組裝技術(shù)[J].安裝，2012，（12）：45-47.

[2]關(guān)則新.國(guó)內(nèi)外大型石油化工設(shè)備吊裝技術(shù)及裝備的比較和分析[J].石油工程建設(shè)，2010，36（4）：51-55.

A method of rotating in position for large-scale cylindrical equipment

ZHOU Junnan,ZHUANG Hongchang,ZHOU Wu,GONG Chen,LIU Kai,ZHAO Xinlei,YUE Caiwang
（China Offshore Oil Engineering（Qingdao） Co.,Ltd.,Qingdao 266520,Shandong China）

Normally the vertical equipment has been fabricated in horizontal position,which should be erected before installation.But the equipment needs to be rotated to adjust the position for failure of up-right because of welding,building method and pipe nozzle layout.A safe method of rotating cylindrical equipment on welded turning rolls by two crawler cranes has been introduced in the text.

Equipment rotate;Turning rolls;Rotate in position

TH182

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.017

1672-0121（2017）04-0060-03

2017-02-25；

2017-04-08

周俊楠（1986-），男，從事海洋工程陸地建造技術(shù)與管理工作。E-mail：zhoujn@mail.cooec.com.cn