一種大型圓柱設備的旋轉正位法

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）

一種大型圓柱設備的旋轉正位法

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）

立式圓柱設備在建造時常采用臥式建造，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，需要對設備進行旋轉調整姿態。本文介紹一種針對圓柱設備在滾輪架上使用兩臺履帶吊旋轉的安全方法。

設備旋轉；滾輪架；旋轉正位

油氣處理設備中常見立式圓柱設備，該類設備在建造時常采用臥式建造，在設備安裝前需要先使其翻身直立，設備直立和最終吊裝都需要用到頂部軸式吊耳，個別設備頂部設計有彎頭導致水平方向的軸式吊耳無法使用，無法將設備翻身直立，需要對設備進行旋轉調整姿態使用另外一組軸式吊耳，如果沒有可行的設備旋轉方法，可能造成返廠重新制造。本文介紹了一種針對圓柱設備在滾輪架上使用兩臺履帶吊旋轉的安全方法，為設備的設計制造保駕護航。

1 適用范圍

本文適用于臥式到貨的圓柱型設備，因特殊原因需要旋轉，例如本文采用的實例——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呈水平狀態，在設備最終的豎直狀態時，大彎頭在豎直方向與軸式吊耳重合導致吊索具碰撞，需要在臥式狀態時將設備旋轉90°，讓另外兩個軸式吊耳旋轉到水平狀態，再使用這兩個吊耳做主吊以使吊索具避開彎頭。設備信息如表1所示。

2 準備工作

2.1 旋轉滾輪架準備

圖1 高壓混合制冷劑吸入罐

表1 設備信息

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

圖2 滾輪架

每組滾輪架有兩個自由轉動的滾輪，本方法中的滾輪架不需要電機驅動，滾輪架不能用電機驅動是因為滾輪架旋轉時用摩擦力帶動設備旋轉，但是由于設備上有大型法蘭和彎頭等附件，導致重心偏離滾輪架中心線，形成轉動力矩，當設備較重時，該力矩不能被摩擦力約束便極有可能發生快速旋轉甚至傾覆。

2.2 受力計算

計算平吊時兩臺吊機的載荷情況，根據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G=764.4kN得出F1=439.2kN，F2=325.2kN。可據此選擇合適的吊機和吊索具。

2.3 吊機選擇

本方案將設備從運輸墊墩上放到滾輪架上，需要有兩臺吊車配合作業。對于吊機能力的選擇，應首先根據圖紙分別選取兜吊位置，根據與設備重心位置之間的間距比例計算每臺車的吊裝重量分配進而選擇合適的吊車，通常情況下，由于設備需要翻身直立，主吊能力應根據設備整體重量進行選擇。在后期旋轉設備時也需要用到兩臺吊車，一臺吊車控制旋轉方向，另外一臺從旋轉的反方向控制旋轉速度。本方案選擇兩臺250t履帶吊。

2.4 吊索具準備

圓柱設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備油漆，吊帶較輕司索人員掛扣操作也比較便利，同時旋轉設備用吊帶方便纏繞設備本體，吊帶能力應根據受力計算選擇，保證無破損，檢驗合格，標識齊全。

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

2.5 安全風險分析及應對措施

將工作分解為具體的工作步驟，針對操作過程中的各個步驟分析潛在風險以及這些潛在風險可能造成的危害，進而制定相應的控制措施并落實相關責任人。

3 操作步驟

3.1 平吊到滾輪架上

設備到貨狀態為臥式，下部有兩個運輸鞍座。第一步應該將設備從運輸鞍座上平吊到滾輪架上為下一步旋轉設備做好準備。

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

圖4 設備平吊示意圖

設備在滾輪架上時，兩個鉤頭下的吊帶不能同時摘除，要保證有一個鉤帶著力的情況下對另一個鉤頭下的吊帶的掛扣方式進行修改。同時還要保證滾輪架上的滾輪不能轉動，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，最好分別將設備兩側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 旋轉設備

旋轉設備首要考慮的就是設備重心在設備旋轉過程中的位置移動，設備重心在徑向上的偏移會導致一側偏重引起設備旋轉加速。需要根據設備的外形特點推斷設備在旋轉過程中的重心位置，進而選擇吊索具的固定位置對旋轉進行控制。

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

圖6 掛扣示意圖

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

旋轉完成后，用楔子固定滾輪，在保證有一個鉤頭受力的情況下，對另外一個的吊帶重新掛扣，準備下一步將設備直立，直立操作部分本文不做描述。

4 總結

在本次作業之前，經多方查找沒有找到類似的操作經驗可以借鑒，每一步都是摸索，同時，設備的外形不規則，重心位置復雜，經濟價值較高，兩臺吊機聯合作業等等方面的原因都提高了設備旋轉正位的難度。本方法的成功實施，為類似的作業提供了一種已經證實的可靠辦法，也為設備的設計與制造提供了強有力的保障。

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

[2]關則新.國內外大型石油化工設備吊裝技術及裝備的比較和分析[J].石油工程建設，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與管理工作。E-mail：zhoujn@mail.cooec.com.cn