單臺(tái)QUY400履帶吊車在大型塔類設(shè)備分段卸車中的應(yīng)用

劉樂(lè)意

四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司，四川成都 610095

1 工程概況

塔里木油田天然氣乙烷回收工程乙烷回收廠設(shè)計(jì)有兩列乙烷回收裝置，單列天然氣處理量1 500×104m3/d，工程設(shè)計(jì)有2座相同的脫甲烷塔，規(guī)格型號(hào)均為DN4 800/3 400×63 306，每座質(zhì)量約420t，上部塔體壁厚δ=66mm，下部塔體壁厚δ=48 mm，材質(zhì)S30408，塔體變徑處在標(biāo)高44.9 m處。

根據(jù)塔體運(yùn)輸需要，2座脫甲烷塔均在設(shè)備制造廠內(nèi)分為上、下兩段預(yù)制，而后用拖車運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，其中上段塔體規(guī)格DN 4 800/3 400×22 106，質(zhì)量205 t，下段塔體規(guī)格DN 3 400×41 200，質(zhì)量215 t。

2 卸車方案確定

2.1 方案一：利用QUY650和QUY400履帶吊車雙機(jī)抬吊

脫甲烷塔卸車與后續(xù)吊裝就位緊密結(jié)合，利用QUY650和QUY400履帶吊車雙機(jī)抬吊卸車，卸車后利用QUY650履帶吊主吊、QUY400履帶吊溜尾進(jìn)行塔體吊裝，這是目前大型塔類設(shè)備卸車與吊裝的通用做法。該方案雖然安全可靠，但結(jié)合本工程的實(shí)際情況，存在如下不足：第一，由于受新冠疫情的影響，QUY650履帶吊車調(diào)遷困難，難以按預(yù)定時(shí)間進(jìn)場(chǎng)；第二，脫甲烷塔外徑達(dá)4 932 mm，受運(yùn)輸高度限制，部分接管需要在施工現(xiàn)場(chǎng)組焊，每臺(tái)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)接管組焊的工期約1周時(shí)間，QUY650履帶吊車無(wú)法將卸車和吊裝緊密銜接，卸車后塔體吊裝條件不成熟，施工成本高；第三，兩臺(tái)脫甲烷塔進(jìn)場(chǎng)周期相差13 d，間隔時(shí)間較長(zhǎng)，QUY650履帶吊車滯工時(shí)間長(zhǎng)，卸車成本高。

2.2 方案二：利用SAC4500汽車吊與QUY400履帶吊雙機(jī)抬吊

經(jīng)過(guò)實(shí)地考察，靠近工程所在地300 km外的庫(kù)爾勒市有1臺(tái)SAC4500汽車吊，采用和方案一相同的卸車方式，卸車后SAC4500立即退場(chǎng)，待第二臺(tái)脫甲烷塔進(jìn)場(chǎng)后，SAC4500汽車吊二次進(jìn)場(chǎng)和QUY400履帶吊雙機(jī)抬吊卸車。

方案二較之方案一，雖然消除了SAC4500汽車吊現(xiàn)場(chǎng)滯工時(shí)間，卸車成本有所降低，但由于兩次吊車進(jìn)場(chǎng)時(shí)間間隔相對(duì)較長(zhǎng)，且卸車期間處于疫情管控期，結(jié)合吊裝公司吊車使用計(jì)劃，難以保證SAC4500二次順利進(jìn)場(chǎng)，無(wú)法確保卸車工期。

2.3 方案三：利用QUY400履帶吊單機(jī)卸車

根據(jù)脫甲烷塔上下兩段不同結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用前期已經(jīng)進(jìn)場(chǎng)的1臺(tái)QUY400履帶吊主吊，借助1臺(tái)QY25汽車吊，采用尾部非扶正和扶正的方式，運(yùn)用旋轉(zhuǎn)卸車和原地卸車的方法對(duì)脫甲烷塔上段和下段分別進(jìn)行卸車。經(jīng)過(guò)核算，該方案能夠滿足卸車安全需要，其較方案一、方案二具有如下優(yōu)勢(shì)[1]：其一，節(jié)約了1臺(tái)大型吊車，極大地降低了卸車成本；其二，減少了1臺(tái)大型吊車的組裝、轉(zhuǎn)場(chǎng)、索具系掛、場(chǎng)地硬化等各方面的現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作，節(jié)約了工期；其三，QUY400履帶吊在完成2座脫甲烷塔卸車的間隔期，又可以兼顧穿插吊裝本工程其余多臺(tái)中小型設(shè)備，確保QUY400履帶吊的使用頻率達(dá)到最大飽和度，降低了施工成本。

通過(guò)優(yōu)化對(duì)比論證，在確保卸車安全的前提下，最終確定采用方案三作為最佳卸車方案。

3 卸車吊裝關(guān)鍵控制點(diǎn)及應(yīng)對(duì)措施

以尺寸長(zhǎng)、噸位重、卸車難度大的脫甲烷塔下段為例，重點(diǎn)控制好以下關(guān)鍵控制點(diǎn)。

3.1 重心核算

重心是確定吊點(diǎn)位置的主要依據(jù)之一，為了確保重心核算的準(zhǔn)確性，首先依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，利用EXCEL[2]辦公軟件對(duì)塔體重心進(jìn)行計(jì)算，待設(shè)備進(jìn)場(chǎng)后，復(fù)核按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算重心的塔構(gòu)件與設(shè)備實(shí)體是否存在大的差異。通過(guò)核算，脫甲烷塔下段重心距離塔底裙座底部21.5 m。

3.2 主吊點(diǎn)選擇

為了避免吊裝過(guò)程中多次調(diào)整吊點(diǎn)，結(jié)合設(shè)備制造圖及所選吊裝索具的規(guī)格、型號(hào)等，主吊點(diǎn)選擇除應(yīng)滿足相關(guān)的吊裝規(guī)范外，宜遵守以下原則：第一，制造過(guò)程中，在規(guī)范允許范圍內(nèi)，塔體重量、尺寸等與設(shè)計(jì)圖紙存在一定偏差，理論計(jì)算重心位置與實(shí)際位置存在少許的偏移，選擇主吊點(diǎn)時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮該部分偏移值；第二，兩個(gè)主吊點(diǎn)應(yīng)避開(kāi)設(shè)備人孔、設(shè)備接管及保冷支撐圈等部位；第三，主吊點(diǎn)確定后，在塔體上兩個(gè)主吊點(diǎn)位置處做好醒目標(biāo)識(shí)，以便調(diào)整吊點(diǎn)參照；第四，在QY25汽車吊額定起重量的可控范圍內(nèi)，確保QY25汽車吊能夠進(jìn)行尾部吊裝扶正。

綜合以上四點(diǎn)，本次選擇理論計(jì)算重心標(biāo)高以上300 mm作為塔體的實(shí)際重心位置，主吊點(diǎn)選擇在實(shí)際重心兩側(cè)各1.5 m位置。

3.3 吊裝平衡控制

為了確保整個(gè)塔體在卸車過(guò)程中的平衡穩(wěn)定性，在塔體裙座底部焊接兩個(gè)溜尾板式吊耳[3]，利用1臺(tái)QY25汽車吊進(jìn)行尾部吊裝扶正。

3.4 試吊

試吊是檢驗(yàn)卸車方案能否順利實(shí)施的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，試吊時(shí)，重點(diǎn)做好以下三點(diǎn)。

其一，塔體首部和尾部分別設(shè)置吊裝指揮人員，實(shí)時(shí)觀察塔體是否處于懸空狀態(tài)及受力是否平衡，并及時(shí)將信息傳遞給吊裝總指揮進(jìn)行統(tǒng)一吊裝協(xié)調(diào)指揮；其二，起吊時(shí)，核實(shí)兩臺(tái)吊車承重情況，一旦出現(xiàn)超重現(xiàn)象，立即停止吊裝；其三，試吊過(guò)程中，兩臺(tái)吊車應(yīng)緩緩?fù)竭M(jìn)行，QY25汽車吊時(shí)刻根據(jù)QUY400履帶吊的受力情況，及時(shí)調(diào)整受力狀態(tài)，確保塔體吊裝受力平衡。

4 脫甲烷塔卸車

根據(jù)脫甲烷塔后續(xù)吊裝施工的需要，先進(jìn)行上段塔體卸車，后進(jìn)行下段塔體卸車，卸車后的脫甲烷塔上、下段具體平面布置[4]如圖1所示。

圖1 脫甲烷塔上、下段卸車平面布置

4.1 脫甲烷塔上段卸車

（1）卸車平面布置。根據(jù)QUY400履帶吊作業(yè)工況，裝載上段脫甲烷塔的拖車處于吊車北側(cè)9m區(qū)域，卸車就位后的上段脫甲烷塔位于吊車南側(cè)區(qū)域9 m位置。具體卸車平面布置如圖2所示。

圖2 脫甲烷塔上段卸車平面示意

（2）吊車受力核算[5]。脫甲烷塔上段質(zhì)量G1=205 t，吊鉤及索具質(zhì)量G2=8.5 t，取動(dòng)載系數(shù)K1=1.1，則QUY400履帶吊最大受力：Fmax=（G1+G2）g×K1=（205+8.5） ×10×1.1=2 348.5 kN（式中g(shù)為重力加速度，取10 m/s2）。

（3） 吊車工況選擇。QUY400履帶吊選用基本型主臂，吊裝作業(yè)工況為：作業(yè)半徑R=9 m，臂長(zhǎng)l=30 m，額定起質(zhì)量247 t＞234.85 t，能夠滿足吊裝安全需要。

（4） 卸車施工。依照?qǐng)D2，QUY400履帶吊車和載有脫甲烷塔上段的拖車先后駛?cè)胫付ㄐ盾噮^(qū)域，吊裝索具捆綁完畢并檢查合格后，在吊裝總指揮的統(tǒng)一指揮下，QUY400履帶吊將設(shè)備緩慢吊離拖車約500 mm，試吊靜觀5 min無(wú)異常，繼續(xù)提升至合適高度，隨后拖車緩緩駛離現(xiàn)場(chǎng)，QUY400履帶吊慢慢旋轉(zhuǎn)吊臂將設(shè)備放置在已經(jīng)擺放就位的兩個(gè)轉(zhuǎn)胎上，整個(gè)吊裝作業(yè)過(guò)程中QUY400履帶吊站位和吊裝作業(yè)工況不變。

4.2 脫甲烷塔下段卸車

（1）卸車平面布置。根據(jù)QUY400履帶吊作業(yè)工況，裝載下段脫甲烷塔的拖車和卸車就位后的下段脫甲烷塔均處于QUY400履帶吊南側(cè)9 m處的同一區(qū)域，QY25汽車吊處于下段脫甲烷塔東北側(cè)7 m位置。具體卸車平面布置如圖3所示。

圖3 脫甲烷塔下段卸車平面示意

（2）吊車受力核算。QUY400履帶吊和QY25汽車吊受力具體如圖4所示。

圖4 脫甲烷塔下段吊裝受力示意

第一，QUY400履帶吊最大受力核算。由于QY25汽車吊僅作為扶正吊車使用，因此核算QUY400履帶吊最大受力時(shí)，可假設(shè)QY25汽車吊不受力，脫甲烷塔下段質(zhì)量G1=215 t，吊鉤及索具質(zhì)量G2=8.5 t，取動(dòng)載系數(shù)K1=1.1，則QUY400履帶吊最大受力為：F1max=（G1+G2）g×K1=（215+8.5） ×10×1.1=2 458.5 kN。

第二，QY25汽車吊受力核算。依據(jù)圖4，根據(jù)力矩平衡原理，QY25汽車吊的理論受力為：F2× （21.5+0.3） =Gg×0.3，則 F2=29.6 kN。QY25汽車吊可按照雙機(jī)抬吊進(jìn)行受力核算，取動(dòng)載系數(shù)K1=1.1，不均衡系數(shù)K2=1.1，吊鉤與索具質(zhì)量G2=0.5 t，則QY25汽車吊理論最大受力為：F2max=（F2+G2g） ×K1×K2=（2.96+0.5×10）×1.1×1.1=42 kN。

（3） 吊車工況選擇。QUY400履帶吊車選擇與脫甲烷塔上段卸車相同的吊裝作業(yè)工況，額定起質(zhì)量247 t＞245.85 t，能夠滿足吊裝安全需要。QY25汽車吊吊裝作業(yè)工況：作業(yè)半徑R=7 m，臂長(zhǎng)l=14 m，額定起質(zhì)量12.8 t＞4.2 t，能夠滿足吊裝扶正安全需要。

（4） 卸車施工。采用QUY400履帶吊主吊、QY25汽車吊溜尾吊裝扶正、原地卸車就位的方式進(jìn)行施工。參照脫甲烷塔上段，在吊車就位、拖車進(jìn)場(chǎng)、試吊及設(shè)備提升等一系列工序完成后，拖車緩緩?fù)藞?chǎng)，用裝載機(jī)牽引鋼絲繩從塔體側(cè)面將兩個(gè)轉(zhuǎn)胎分別拖拉至擺放設(shè)備正下方的指定位置，兩臺(tái)吊車慢慢將設(shè)備放置在轉(zhuǎn)胎上，整個(gè)作業(yè)吊裝過(guò)程QY25汽車吊與QUY400履帶車吊車站位不變，并始終保持同步。

5 結(jié)束語(yǔ)

在塔里木油田乙烷回收工程乙烷回收廠工程中，針對(duì)脫甲烷塔上、下段不同特點(diǎn)，結(jié)合吊裝場(chǎng)地、吊車資源、安全、經(jīng)濟(jì)、工期等方面的因素，在1臺(tái)大型吊車缺位的情況下，利用1臺(tái)QUY400履帶吊，歷時(shí)2 d一次性順利完成兩臺(tái)脫甲烷塔共計(jì)4段的卸車施工任務(wù)，比計(jì)劃卸車時(shí)間提前了2 d。

脫甲烷塔下段采用尾部扶正卸車時(shí)，QY25汽車吊吊裝過(guò)程中實(shí)際最大受力為24.8 kN，遠(yuǎn)小于QY25汽車吊額定起重力。

實(shí)踐證明，該卸車工藝安全、經(jīng)濟(jì)、工期短，對(duì)同類工程的卸車施工具有一定的借鑒意義。