化工企業(yè)大型設(shè)備吊裝方案

鄭端陽

（河南化工技師學(xué)院機(jī)械工程系）

某企業(yè)年產(chǎn)36 萬噸合成氨技改項(xiàng)目的凈化區(qū)域共有50 多臺(tái)設(shè)備，其中直徑4 000mm、高度約 25m、 重 量 約 160t 的 變 換 爐 1 臺(tái) ； 直 徑3 600mm、 高度約33m、 重量約125t 的變脫塔2臺(tái)，對于這種超限設(shè)備的吊裝，卸車與就位同等重要。 同時(shí)，設(shè)備進(jìn)場時(shí)無吊耳，現(xiàn)場必須制作、安裝抱卡和吊耳，因此吊裝難度比較大。 筆者依據(jù)不同的現(xiàn)場情況，有針對性地確定大型設(shè)備的吊裝方法，選擇、制作合理的吊裝機(jī)具，并對吊裝作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、建立相應(yīng)的安全控制措施，為后續(xù)管道施工的順利進(jìn)行打下良好的基礎(chǔ)。

1 吊裝方案編制依據(jù)

大型設(shè)備在現(xiàn)場吊裝施工之前需要先編制吊裝方案，吊裝方案依據(jù)SHJ 3515—2003《大型設(shè)備吊裝工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)》、SH/T 3536—2002《石油化工工程起重施工規(guī)范》 并結(jié)合150t/300t吊車性能表、變換工段總平面圖和設(shè)備制造圖進(jìn)行編制。

2 運(yùn)輸、吊裝前應(yīng)達(dá)到的條件

設(shè)備吊裝前，基礎(chǔ)應(yīng)已施工完成并經(jīng)檢查驗(yàn)收合格，基礎(chǔ)外觀不得有裂紋、蜂窩及露筋等缺陷，強(qiáng)度符合安裝要求；設(shè)備安裝基準(zhǔn)標(biāo)記、方位線標(biāo)記已正確標(biāo)識(shí)；所吊裝的變換爐、變脫塔設(shè)備已經(jīng)建設(shè)方檢查驗(yàn)收合格且符合安裝條件；吊車司機(jī)和起重作業(yè)人員應(yīng)檢查起重設(shè)備及其附件（包括吊耳、索具及卡扣等）狀況良好；起重工應(yīng)提前到現(xiàn)場對起吊設(shè)備、起吊點(diǎn)、起吊高度及就位情況等進(jìn)行考察，做到心中有數(shù)；查看現(xiàn)場行進(jìn)路線、路面的地質(zhì)和路基，場地耐壓能力和平整度符合要求，確保現(xiàn)場路面滿足設(shè)備的進(jìn)場要求。 設(shè)備吊裝運(yùn)輸前，應(yīng)清理現(xiàn)場吊裝運(yùn)輸通道，并告知周邊其他作業(yè)人員應(yīng)注意安全；施工現(xiàn)場周圍設(shè)置警戒帶， 并設(shè)專人把守各路口；安全人員對吊裝過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視。 所有進(jìn)入現(xiàn)場施工的人員需熟知該吊裝方案內(nèi)容和要求。

3 吊裝工藝

3.1 變換爐

變換爐設(shè)備規(guī)格為 φ4112mm×24790mm×56mm，設(shè)備凈重175t，運(yùn)輸過程中設(shè)備填料支撐單獨(dú)運(yùn)送，設(shè)備進(jìn)廠實(shí)際重量為160t。 考慮到現(xiàn)場的局限性、安裝工期等因素的要求，決定采用吊裝技術(shù)較為成熟、快捷的雙吊車抬吊的吊裝工藝進(jìn)行作業(yè)（變脫塔相同），設(shè)備現(xiàn)場布置如圖1所示。

根據(jù)設(shè)備的規(guī)格和重量，所選吊裝機(jī)具見表1。

圖1 設(shè)備現(xiàn)場布置

用350t 履帶吊車將設(shè)備從貨車上卸下。設(shè)備進(jìn)場的實(shí)際重量為 160t，350t 吊車工況為 L=42m，R=8m，Q=223t， 變換爐吊點(diǎn)位置如圖2 所示。

繩扣用長31m、規(guī)格為6×37+1-65-1670 的鋼絲繩1 根，每根4 股，采用大兜方式，單股破斷拉力為 244t，安全系數(shù) K=4×244÷160=6.10。 在板車邊上墊上與板車一樣高的道木，將設(shè)備抬到道木上，卸車完成。

吊裝過程具體如下：

表1 吊裝機(jī)具表

圖2 變換爐吊點(diǎn)位置

a.根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用單車起吊的方法將設(shè)備就位；

b.吊裝前先用350t 履帶吊車將設(shè)備頭部吊至基礎(chǔ)位置， 斜著擺放并調(diào)整好設(shè)備管口方位，以保證設(shè)備直立后不需要轉(zhuǎn)動(dòng)方位；

c.350t 履帶吊車主吊，150t 履帶吊車溜尾，設(shè)備直立后，150t 吊車松鉤；

d.設(shè)備吊裝就位后找正，將設(shè)備地腳螺栓裝上，進(jìn)行一次灌漿，在灌漿料凝固之前350t 履帶吊車不能松鉤；

e.灌漿料凝固后，吊車松鉤，用50t 汽車吊將人送到設(shè)備頭部，將吊繩卸下，吊裝平面圖如圖3 所示。

起吊時(shí)，350t 履帶吊車吊住設(shè)備頭部的板式吊耳，150t 履帶吊車吊設(shè)備底部，為防止繩滑，在設(shè)備裙座上焊2 個(gè)200t 級(jí)的管式吊耳，起吊時(shí)的受力如圖4 所示。

圖3 吊裝平面圖

圖4 起吊時(shí)的受力

起吊時(shí)，350t 吊車受力最大為 G=180t （G=G1+G2，G1為設(shè)備重量；G2為吊索具重量+吊耳重量）。 則吊車受力為 1.1×180=198t。

索具用長31m、規(guī)格為6×37+1-52-1670 的鋼絲繩 2 根，共 4 股。 單股破斷拉力為 149t，則安全系數(shù) K=149×4÷90=6.60。

3.2 變脫塔

變脫塔設(shè)備規(guī)格為 φ3640mm×32890mm×20mm，設(shè)備凈重124.656t，設(shè)備現(xiàn)場布置同圖1。

根據(jù)設(shè)備的規(guī)格和重量，選擇的吊裝機(jī)具見表2。

表2 吊裝機(jī)具表

設(shè)備卸車時(shí)，用350t 履帶吊將設(shè)備從貨車上抬下。設(shè)備進(jìn)場的實(shí)際重量為117.4t，350t 吊車采用工況為 L=49m，R=10m，Q=168t。

繩扣用長31m、規(guī)格為6×37+1-65-1670 的鋼絲繩1 根，每根4 股，單股破斷拉力為244t，安全系數(shù) K=4×244÷117.4=8.30。 在板車邊上墊上道木，將設(shè)備抬到道木上，卸車完成。

吊裝過程具體如下：

a.根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，采用單車吊裝的方法將設(shè)備就位；

b.因設(shè)備進(jìn)場時(shí)無吊耳， 現(xiàn)場制作安裝抱卡，在抱卡上焊上吊耳，吊裝前先用350t 履帶吊車將設(shè)備頭部吊至基礎(chǔ)位置，斜著擺放并調(diào)整好設(shè)備管口方位；

c.350t 履帶吊車主吊，150t 履帶吊車溜尾，設(shè)備直立后，150t 吊車松鉤；

d.設(shè)備吊裝就位后找正，用50t 汽車吊將人送到設(shè)備頭部，將吊繩卸下。

起吊時(shí)，350t 履帶吊車吊住設(shè)備吊耳，150t汽車吊車吊設(shè)備底部，用繩子大捆，起吊時(shí)的受力如圖5 所示。

圖5 起吊時(shí)的受力

起吊時(shí)，350t 吊車受力最大為G=127t （G=G1+G2，G1為設(shè)備實(shí)際重量；G2為抱卡、 平衡梁和吊裝索具重量）。 則吊車受力為 1.1×127=139.7t。

350t 吊車工況選用 L=49m，R=10m，Q=168t；150t 吊車工況選用 L=30m，R=7m，Q=92.9t。 索具用長 31m、 規(guī)格為 6×37+1-52-1670 的鋼絲繩 2根，共4 股。 單股破斷拉力為149t，則安全系數(shù)為K=4×149÷63.5=9.38。

4 吊裝前準(zhǔn)備

4.1 平衡梁制作

制作一根平衡梁用于吊裝設(shè)備吊耳，平衡梁尺寸如圖6 所示，零件明細(xì)見表3。

圖6 平衡梁尺寸

表3 平衡梁零件明細(xì)表

4.2 抱卡制作安裝

抱卡和吊耳的制作尺寸如圖7 所示。

圖7 抱卡和吊耳的制作尺寸

4.3 吊裝場地的處理

在進(jìn)行變換爐和變脫塔吊裝之前，應(yīng)對吊裝場地進(jìn)行處理，并達(dá)到以下要求：

a.施工場地應(yīng)平整，現(xiàn)場吊裝運(yùn)輸通道寬度符合要求，并應(yīng)進(jìn)行清理。

b.為了讓地基承載能力達(dá)到吊裝要求，應(yīng)對地基進(jìn)行處理。 以處理區(qū)域的地面標(biāo)高為基準(zhǔn)，把軟土層取走，夯實(shí)底部，回填毛石約400mm，分層壓實(shí)后，上鋪3∶7 級(jí)的配砂石約300mm，使用振動(dòng)式壓路機(jī)壓實(shí)， 最后再鋪設(shè)砂夾石層約400mm， 用鹵水灌透后再使用振動(dòng)式壓路機(jī)壓實(shí)，處理后的地基地耐力不小于20t/m2。

c.為了增加吊裝時(shí)地面承載力的安全系數(shù)，在吊裝時(shí)吊車每個(gè)履帶下鋪墊2 塊2.2m×6m 的鋼板。

d.碎石鋪墊應(yīng)比路基板四周各寬500mm 以上。

4.4 機(jī)索具使用計(jì)劃

根據(jù)之前介紹的吊裝工藝可確定機(jī)索具使用計(jì)劃，吊裝機(jī)具見表4，吊裝措施用料見表5。

表4 吊裝機(jī)具表

表5 吊裝措施用料表

5 吊裝安全技術(shù)措施

5.1 吊裝作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別

吊裝過程中可能存在以下不安全因素和傷害：

a.場地地基處理不牢固、 吊裝超載吊運(yùn)，可能會(huì)造成傾車、起重傷害；

b.設(shè)備運(yùn)輸?shù)桨惭b位置和卸車過程中，可能會(huì)造成交通事故、起重傷害；

c.吊裝前或吊裝過程中， 進(jìn)行塔體檢查、清理及附件安裝等作業(yè)時(shí)易造成高空墜落、物體打擊或觸電事故；

d.設(shè)備起吊、就位過程中，發(fā)生吊車失穩(wěn)、索具損壞及溜尾吊車松鉤后設(shè)備晃動(dòng)等情況，可能會(huì)造成起重傷害、翻車傷人事故。

5.2 起重指揮安全技術(shù)措施

本工程的設(shè)備吊裝屬于超限設(shè)備吊裝，針對上述安全風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別， 首先需要保障起重指揮的安全，因此，各級(jí)管理人員必須做到精心組織和指揮：

a.施工前應(yīng)由起重負(fù)責(zé)人向所有參加施工的人員進(jìn)行方案技術(shù)交底，包括變換爐和變脫塔自身規(guī)格參數(shù)、吊裝位置、吊裝高度及所使用的主輔吊車工況等；

b.明確所有參與吊裝施工的指揮人員、吊裝作業(yè)人員各自的具體崗位職責(zé)和工作范圍，所有人員要充分認(rèn)識(shí)到大型設(shè)備吊裝中的關(guān)鍵因素、關(guān)鍵內(nèi)容、關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)控制的目的；

c.兩車抬吊和溜尾吊車行走時(shí)最大的風(fēng)險(xiǎn)就在于指揮信號(hào)混亂、步調(diào)不一而造成超負(fù)荷作業(yè)，因此，吊裝前的分工必須明確，只有吊裝總指揮才有權(quán)利中止吊裝作業(yè)、修正吊裝信號(hào)；

d.設(shè)備和吊車一旦進(jìn)入指定吊裝位置時(shí)，現(xiàn)場吊裝質(zhì)量負(fù)責(zé)人應(yīng)組織人員對設(shè)備基礎(chǔ)、設(shè)備本體、所有索具、吊車工況、吊車履帶或壓腳進(jìn)質(zhì)量檢查；

e.設(shè)備提升到距離地面100mm 時(shí)進(jìn)行試吊，暫停后相關(guān)人員全面檢查吊車、索具和設(shè)備的狀態(tài)，無問題后方可繼續(xù)吊裝；當(dāng)設(shè)備被立直后，底部距離地面100mm 時(shí)仍要試吊3~5min，無異常現(xiàn)象方可起吊；

f.當(dāng)?shù)踯囖D(zhuǎn)桿擺至設(shè)備基礎(chǔ)處且設(shè)備底座距離地腳螺栓上部200mm 高度時(shí)， 吊裝指揮人員應(yīng)下發(fā)清晰、準(zhǔn)確的就位指令，安裝人員配合吊裝將設(shè)備就位；

g.設(shè)備就位、找正、緊固后，吊裝指揮應(yīng)準(zhǔn)確指揮吊車回繩并拆卸繩索。

5.3 起重作業(yè)人員安全技術(shù)措施

起重作業(yè)人員安全技術(shù)措施如下：

a.所有參與起重作業(yè)的人員，必須持證上崗作業(yè)；

b.起重作業(yè)人員應(yīng)熟悉方案、起重設(shè)備的性能和操作規(guī)程，聽從起重指揮下達(dá)的信號(hào)并傳遞準(zhǔn)確、協(xié)調(diào)一致，不得擅自離開作業(yè)崗位；

c.所有參與吊裝人員要正確佩戴勞動(dòng)保護(hù)用品，各工種作業(yè)應(yīng)密切配合；

d.作業(yè)前、作業(yè)過程中應(yīng)對起重工具進(jìn)行檢查，保證任何時(shí)候都處于良好狀態(tài)，特別注意吊車站位的地方必須保持平整；

e.設(shè)備起吊動(dòng)作應(yīng)緩慢平穩(wěn)，就位后及時(shí)找正、找平，固定前不得將吊裝索具解除，拆卸吊裝索具時(shí)，應(yīng)注意防止夾傷、砸傷。

5.4 防高處墜落和物體打擊安全技術(shù)措施

防高處墜落和物體打擊安全技術(shù)措施如下：

a.登高作業(yè)人員應(yīng)辦理登高作業(yè)證，身體檢查不合格不允許登高作業(yè)；

b.作業(yè)人員應(yīng)正確佩戴安全帽、 安全帶，禁止安全帶低掛高用；

c.攀登或作業(yè)時(shí)要手抓牢、腳蹬穩(wěn)，避免重心失穩(wěn)和滑跌；

d.起吊前要仔細(xì)檢查附件是否有松動(dòng)，及時(shí)清理設(shè)備上的雜物；

e.登高作業(yè)人員配備的工具等要有防滑落措施，嚴(yán)禁高處直接拋擲工具或工件；

f.作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置警戒區(qū)域和警戒標(biāo)志，非作業(yè)人員不得在此范圍內(nèi)站立或工作，設(shè)專人進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)護(hù)。

6 結(jié)束語

該吊裝方案是依據(jù)變換爐和變脫塔的最大重量、吊裝高度和現(xiàn)場情況，從建設(shè)工期、經(jīng)濟(jì)性及安全性等方面因素考慮而制定的。 通過選用主輔（溜尾）雙機(jī)抬吊吊裝法、確定合理的吊車噸位和站位、 選擇合適的平衡梁與設(shè)備吊耳連接方法、嚴(yán)格遵循吊裝作業(yè)順序等，同時(shí)，在吊裝過程中，牢牢把握好地基處理、平衡梁與抱卡吊耳的連接、溜尾吊車的配合這三方面容易被忽視的吊裝關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 最終使本工程的吊裝任務(wù)得以安全、可控、順利完成，為大型設(shè)備吊裝能力的提升積累了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。