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(duì)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(jí)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(duì)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(duì)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(duì)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(jí)別，這樣極易造成材料浪費(fèi)，且不美觀。在施工現(xiàn)場(chǎng)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)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(duì)于較薄壁設(shè)備宜選用較大管徑的吊耳。管軸的長(zhǎng)度依據(jù)所選用何種規(guī)格的吊裝鋼絲繩（目前國(guó)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(duì)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(guó)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(duì)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(duì)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(duì)于較薄壁設(shè)備和吊耳管徑相對(duì)筒體直徑較小的設(shè)備，應(yīng)選用2倍或更大。對(duì)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(duì)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?qǐng)D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(duì)于承載力極大的管軸式吊耳，通過在吊耳管軸外涂抹潤(rùn)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(duì)吊耳進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)，制造單位必須提供吊耳的檢測(cè)報(bào)告，以便吊裝單位對(duì)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(duì)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(duì)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?？傊?，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