大型吊裝中設(shè)備吊耳設(shè)計(jì)與驗(yàn)收

大型吊裝中設(shè)備吊耳設(shè)計(jì)與驗(yàn)收【摘要】當(dāng)前隨著大型設(shè)備吊裝一體化及專業(yè)化的實(shí)施，在大型施工項(xiàng)目中，所需要的大型設(shè)備吊裝工作量多達(dá)數(shù)十臺(tái)，甚至可以高達(dá)數(shù)百臺(tái)。而在大型設(shè)備吊裝中，為確保吊裝設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)及安全運(yùn)行，必須加強(qiáng)對設(shè)備吊耳的設(shè)計(jì)及驗(yàn)收工作?；诖耍恼轮攸c(diǎn)探討了管軸式吊耳的設(shè)計(jì)及驗(yàn)收，以供同行參考?！娟P(guān)鍵詞】大型吊裝設(shè)備；吊耳設(shè)計(jì)；驗(yàn)收一、 大型設(shè)備的吊耳的概念及主要分類吊耳是設(shè)置在設(shè)備上用于提升或牽引設(shè)備的一種吊點(diǎn)結(jié)構(gòu)。常用的吊耳有板孔式吊耳（包括頂部板孔式吊耳和側(cè)壁板孔式吊功、板鉤式吊耳、軸式吊耳（包括管軸式和實(shí)心軸式）、提升蓋式吊耳、吊環(huán)等。吊耳的結(jié)構(gòu)形式一般根據(jù)設(shè)備的特點(diǎn)和所選擇的吊裝工藝來進(jìn)行確定。由于管軸式吊耳具有便于制造安裝、承載負(fù)荷大、拴掛機(jī)索具方便（特別是設(shè)備就位后高空吊機(jī)摘鉤容易）等特點(diǎn)，大型立式設(shè)備的主吊耳多采用該種形式的吊耳，如百萬噸級的煤炭間接液化項(xiàng)目油品合成裝置中的2000t重的費(fèi)托反應(yīng)器即是采用管軸式吊耳作為主吊耳；當(dāng)采用提升蓋吊耳與設(shè)備頂部接管法蘭連接吊裝，設(shè)備頂部接管在吊裝時(shí)會(huì)發(fā)生塑性變形或內(nèi)襯易破壞的一些設(shè)備（如26萬t/a丙烯晴裝置的丙烯晴反應(yīng)器等）也采用管軸式吊耳作為主吊耳。二、 設(shè)備相關(guān)資料的收集查閱在設(shè)備吊耳設(shè)計(jì)之前，吊裝技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)備進(jìn)行分類，向EPC承包商索要平面布置圖、設(shè)備工程圖紙、設(shè)備到貨計(jì)劃等相關(guān)資料，并保持與EPC承包商的溝通聯(lián)系，及時(shí)掌握設(shè)計(jì)變更等重要信息。認(rèn)真查閱設(shè)備工程圖，詳細(xì)了解設(shè)備重量、直徑、高度、材質(zhì)、管口方位、壁厚以及是否熱處理等重要信息。需要EPC承包商確認(rèn)哪些內(nèi)件在設(shè)備出廠前安裝，吊裝前是否安裝勞動(dòng)保護(hù)、附塔管道等。綜合考慮主吊車和溜尾吊車的吊裝負(fù)荷，充分利用項(xiàng)目現(xiàn)有的吊車資源和吊裝機(jī)索具，做到既滿足吊裝需要，又經(jīng)濟(jì)合理。三、 管軸式吊耳的設(shè)計(jì)原則在對一個(gè)項(xiàng)目的大型設(shè)備吊裝進(jìn)行前期策劃時(shí)，一般情況下吊裝單位根據(jù)吊裝作業(yè)環(huán)境，設(shè)計(jì)出不同形式的設(shè)備吊耳，并經(jīng)設(shè)計(jì)單位審核后交給制造廠連同設(shè)備本體一起進(jìn)行制作安裝檢驗(yàn)。由于采用的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不一樣、及各家機(jī)索具配備不一致等多種條件限制，設(shè)計(jì)出的吊耳不盡相同。經(jīng)分析研究比較，管軸式吊耳的設(shè)計(jì)建議依照以下幾個(gè)方面的原則（一） 吊耳強(qiáng)度經(jīng)校核必須在其材料許用強(qiáng)度的范圍之內(nèi)即吊耳在完全承載的情況下，絕不會(huì)發(fā)生塑性變形。在吊耳強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，吊耳的受力不均衡系數(shù)1.5（一般采用）、材料的許用應(yīng)力安全倍數(shù)1.6應(yīng)嚴(yán)格計(jì)取。在有些管軸式吊耳計(jì)算時(shí)，不均衡系數(shù)采用2。由于現(xiàn)在設(shè)備重量計(jì)算的準(zhǔn)確性，設(shè)計(jì)重量和實(shí)際重量偏差較小，且一般設(shè)備比較規(guī)則，所以不均衡系數(shù)取1.5足夠。（二） 吊耳強(qiáng)度最好達(dá)到吊耳材質(zhì)許用應(yīng)力的80%-85%吊耳強(qiáng)度的計(jì)算應(yīng)該是對吊耳組合件的整體強(qiáng)度校核，且強(qiáng)度值最好達(dá)到吊耳材質(zhì)許用應(yīng)力的80%-85%。由于考慮吊裝屬于高危作業(yè)，設(shè)計(jì)出的吊耳往往偏于保守，實(shí)際吊裝能力遠(yuǎn)大于設(shè)定的級別，這樣極易造成材料浪費(fèi)，且不美觀。在施工現(xiàn)場經(jīng)常出現(xiàn)小設(shè)備大吊耳的現(xiàn)象。特別是一些設(shè)備的吊裝，吊機(jī)的負(fù)載率已接近滿負(fù)荷，任何重量的增加都可能影響到最后的吊裝實(shí)施。（三） 吊耳管及加強(qiáng)筋板材質(zhì)宜選用強(qiáng)度較高的低合金鋼對于較大噸位的設(shè)備吊裝，吊耳管及加強(qiáng)筋板材質(zhì)宜選用強(qiáng)度較高的低合金鋼，如Q345。這樣既提高了吊耳強(qiáng)度，又可保證吊耳的可焊接性。若是不銹鋼、低溫鋼、合金鋼設(shè)備或其它有特殊條件限制的設(shè)備，碳鋼吊耳不得與上述設(shè)備本體直接焊接。（四） 吊耳設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、美觀大方根據(jù)設(shè)備狀況和現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、美觀大方的管軸式吊耳，把吊耳看做就像設(shè)備的管口和人孔一樣去設(shè)計(jì)，布置合理，外觀與設(shè)備整體協(xié)調(diào)一致，且考慮設(shè)備運(yùn)輸時(shí)不超高、不超寬。較大承載的吊耳管宜選用中厚管，管徑要合適。若管徑太小，拴掛的吊裝繩扣折彎角度太大，繩扣承載力的折減就大（如管軸直徑600，吊裝鋼絲繩徑120，繩扣折減強(qiáng)度23%，一般根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)，2股繩按1.5倍考慮），且繩扣受力后容易形成死彎;若管徑太大，對于小直徑的設(shè)備不好布置，且設(shè)備的外觀感覺不協(xié)調(diào)。對于較薄壁設(shè)備宜選用較大管徑的吊耳。管軸的長度依據(jù)所選用何種規(guī)格的吊裝鋼絲繩（目前國內(nèi)較常使用無接頭繩圈、插編繩扣和壓制繩扣）、直徑和股數(shù)及拴掛方式，以繩扣剛好均勻排開為最佳，鋼絲繩強(qiáng)度越高，繩徑就越小，管軸就越短。管軸內(nèi)若需要加強(qiáng)筋板時(shí)，筋板不宜太密，若太密，筋板與設(shè)備本體、管軸間的焊接不能保證其質(zhì)量，且局部焊接應(yīng)力易集中。筋板間的距離建議保證在200mm及以上，建議對于單只吊耳承載300t及以上，采用管軸內(nèi)井字筋板的結(jié)構(gòu)形式。（五） 管軸式吊耳加強(qiáng)圈的確定管軸式吊耳加強(qiáng)圈應(yīng)按照美國焊接學(xué)會(huì)第107和第297公報(bào)計(jì)算方法或更加準(zhǔn)確的數(shù)值分析有限元法計(jì)算后來確定。加強(qiáng)圈是對吊耳處筒壁的局部補(bǔ)強(qiáng)。按照通常做法，加強(qiáng)圈的厚度是設(shè)備本體壁厚的2/3或一樣，材質(zhì)與設(shè)備母材相同；但是對于較厚的設(shè)備，如壁厚大于80，加強(qiáng)圈的厚度不低于設(shè)備壁厚的一半，當(dāng)然還是要經(jīng)過計(jì)算后確定。加強(qiáng)圈有圓形和方形兩種常見的形式。圓形加強(qiáng)圈由于在受力后，各個(gè)方向力的分布均勻一致，一般更多選用，其外徑通常按照管軸直徑的1.5-2倍，對于較薄壁設(shè)備和吊耳管徑相對筒體直徑較小的設(shè)備，應(yīng)選用2倍或更大。對于合金鋼等一些特殊材質(zhì)的設(shè)備，碳鋼管軸不能與設(shè)備本體直接焊接，只能與設(shè)備本體的加強(qiáng)圈焊接時(shí)，加強(qiáng)圈的材質(zhì)最好與設(shè)備母材一致或相近。對于筒壁較薄，吊點(diǎn)處筒體局部強(qiáng)度較低的設(shè)備也可采用此吊耳形式。（六） 管軸式吊耳的制作和安裝必須嚴(yán)格按程序進(jìn)行管軸式吊耳的制作和安裝必須嚴(yán)格按程序進(jìn)行，先管軸內(nèi)筋板組合件與設(shè)備筒體焊接，后管軸與內(nèi)筋板、筒體焊接，第三步加強(qiáng)圈與管軸、筒體焊接，最后焊接管軸外立筋板、繩扣外擋圈。每一件部件的加工、焊接必須認(rèn)真仔細(xì)，焊縫高度和工差配合嚴(yán)格按照圖紙和規(guī)范要求，一定要避免吊耳施焊完畢后存在焊接應(yīng)力，吊耳的質(zhì)量必須百分之百滿足圖紙和規(guī)范要求。（七） 減小吊裝繩扣與吊耳管軸間摩擦的方法對于承載力極大的管軸式吊耳，通過在吊耳管軸外涂抹潤滑油或在吊耳管軸外加一個(gè)內(nèi)襯四氟乙烯滑動(dòng)塊的套筒，可減小吊裝繩扣與吊耳管軸間的摩擦，可極大地改善吊裝作業(yè)條件。四、吊耳驗(yàn)收要點(diǎn)吊裝單位要與承包商和制造廠建立起良好的溝通渠道，以便及時(shí)得到信息反饋。同時(shí)還應(yīng)與設(shè)備制造廠家進(jìn)行協(xié)商，盡量將吊耳的驗(yàn)收工作前移。在對吊耳進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，制造單位必須提供吊耳的檢測報(bào)告，以便吊裝單位對其進(jìn)行查驗(yàn)。在設(shè)備進(jìn)廠后，有關(guān)技術(shù)人員還要對每臺(tái)設(shè)備上焊接吊耳的外觀、焊肉高度、焊位置和方位等進(jìn)行復(fù)查，如有必要還應(yīng)對吊耳的質(zhì)量進(jìn)行復(fù)檢，避免出現(xiàn)延遲裂紋等情況，從而確保吊裝工作能夠安全、順利的進(jìn)行。總之，在大型工程項(xiàng)目建設(shè)中，大型設(shè)備的吊裝施工時(shí)必不可少的，而在設(shè)備吊裝過程中，吊耳的合理設(shè)計(jì)及驗(yàn)收則是確保吊裝設(shè)備正常安全運(yùn)行的關(guān)鍵。所以必須依據(jù)工程項(xiàng)目的具體情況，合理選擇吊耳結(jié)構(gòu)類型，并嚴(yán)格依據(jù)吊耳的設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)操作，同時(shí)加強(qiáng)吊耳的驗(yàn)收工作，確保大型設(shè)備的安全、穩(wěn)妥的進(jìn)行吊裝工序施工。參考文獻(xiàn)馮明月，李艷珍.關(guān)于機(jī)械零部件吊裝中吊耳的設(shè)計(jì)[J