CN105781205B - 一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置，属于设备制造安装技术领域。本发明在下段塔靠近组对焊接位置的外周壁上安装支撑工装，并在每个所述的工装上焊接导向柱；在待吊装的塔段位于组对焊缝上方安装导向圈，所述的导向圈均匀分布在上段塔靠近焊接位置的外周壁上与下段塔上的导向柱相对应，吊装上段塔至下段塔上部，通过事先系挂的麻绳曳引调整控制上段塔的方位，吊钩下落，上段塔下部安装的导向圈，套入下段塔上部安装的导向柱，并引导上下塔段快速、精确地对口。本发明设计出了一种全新的重型塔器设备分段吊装垂直组对的方法，采用本发明的技术方案，能够更安全、快速、精确地完成设备上下段的组对。

Description

一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置

技术领域

本发明涉及设备制造安装技术领域，更具体地说，涉及一种重型塔器设备分段吊装过程中，设备吊装段与已安装的设备下段在空中精确、快速组对的施工方法。

背景技术

随着石油化工生产装置设计的大型化，建设项目中大型、重型塔器设备越来越多，但受到运输条件的限制，往往一些超限设备无法整体运输进入施工现场，只能分段运输进场，再进行组对焊接。现场组对又分水平组对和垂直组对，水平组对因为所需施工场地较大、且需要使用配套的托轮支撑架、设备整体吊装时必须使用更大规格型号的吊车等缺点，所以施工现场很少使用水平组对的方法。垂直组对因方法较为简便、所需施工机械少等优点常常被采用。

垂直组对，即将设备下段立置吊装、固定到基础上，并找正其垂直度、标高，再吊装设备上段，空中完成设备上下段的组对。垂直组对的关键工序是设备上下段的对口作业，吊起的设备上段，受高空风力及吊车起落、变幅、旋转等动作的影响，晃动较大，以往的施工，通过人工手扶的方式控制设备上段筒体的晃动，完成上下段筒体的组对，其所需施工人员较多、劳动强度大、效率低下、组对精度难以保证。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术中上述问题的不足，本发明设计出了一种全新的重型塔器设备分段吊装垂直组对的方法，采用本发明的技术方案，能够更安全、快速、精确地完成设备上下段的组对。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

1)将设备下段立置吊装、固定到基础上，并找正其垂直度、标高；

2)设置组对用操作平台，测量下段塔对口处外壁周长，并做好记录；在下段塔外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线；

3)在下段塔靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装至少两个支撑工装，并在每个所述的工装上焊接导向柱；

4)在下段塔对口处内(或外)侧约每隔1000mm焊一块定位板；

5)在待吊装的塔段位于组对焊缝上方安装导向圈，所述的导向圈均匀分布在上段塔靠近焊接位置的外周壁上与下段塔上的导向柱相对应；测量上段塔对口处外壁周长，并做好记录；在上段塔外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线；

6)用吊车吊装上段塔至下段塔上部，通过事先系挂的麻绳曳引调整控制上段塔的方位，吊钩下落，上段塔下部安装的导向圈，套入下段塔上部安装的导向柱，并引导上下塔段快速、精确地对口；

7)在上下段对口处每隔1000mm放置一块δ＝2～3mm的间隙片，以保证对口间隙；同时通过导向柱两侧的千斤顶调整上塔段的周向方位，确保四条基准线对正；

8)上下段对口前，计算两分段的对口端的外壁周长差，换算成半径差(周长差除以2π)，即错边量；在对口时应将差值均开，以免错口集中在局部而造成超标；

9)捻缝可以从对称的基准线两处开始，分两组按一个圆周方向进行，亦可分四组从四条基准线开始；

10)对口错边量的调整，通过在凹处焊接90°板，架设千斤顶顶压凸处进行；

11)对口作业过程中，地面人员通过两台经纬仪观测上塔段的垂直度，两台经纬仪分布在相对于设备90°的两个方向上；垂直度通过调整焊缝间隙实现，焊缝间隙调整利用上下塔壁焊接挡块架设千斤顶进行；

12)捻好的焊缝间隔200mm，打底焊接50mm长，以固定；依次顺序进行；

13)组对完成后，拆除定位板、导向装置等工装，采用多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，分多层焊接形成最后完整的焊缝，且自第二层其每层分多条焊道焊接，焊接时采用较小的电流、快速焊接，保证焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm，这样小电流焊接打开的熔池小、焊接变形小；

14)外侧焊缝焊接结束，吊车即可摘钩，进行下一段吊装的准备，同时进行设备内口焊缝的焊接；下一段的吊装工序同上。

作为本发明的进一步改进，所述的导向柱由钢管制成，顶部呈尖状，根据吊装塔段的重量，选用DN100～200mm的钢管，长度600～800mm为宜。

作为本发明的进一步改进，所述的支撑工装，由一片水平安装的方形钢板和下部两侧安装的三角状加强筋板构成。

作为本发明的进一步改进，所述的导向圈，由一片水平安装的方形钢板和上部两侧安装的三角状加强筋板构成，且方形钢板与导向柱相对应的位置开有圆孔，圆孔直径大于导向柱外径50～80mm。

作为本发明的进一步改进，本导向装置具有微调塔段圆周方位的功能，其原理为：通过固定在导向圈一侧面的千斤顶沿圆周方向水平顶压导向柱，实现上下塔段圆周方向方位的相对位移，保证上下塔段的组对精度。

作为本发明的进一步改进，可根据组对塔段的外径确定本导向装置设置的数量，一般外径小于五米，设置两套即可，外径大于五米设置四套。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

1)本发明的重型塔器设备分段吊装空中组对的方法，较采用现场地面组对、设备整体吊装的方案，大大减小了主吊吊车的规格型号，节省了可观的吊车租赁费用。

2)本发明的重型塔器设备分段吊装空中组对的方法，较采用现场地面组对、设备整体吊装的方案，施工现场无需较大的设备组对场地，且吊装场地占用时间较短，对现场其他施工影响较小。

3)本发明的重型塔器设备分段吊装空中组对的方法，安全性高、所需操作人员较少、劳动强度小、确保了组对精度。

4)本发明的重型塔器设备分段吊装空中组对的方法，其辅助设施组成简单、可以用施工现场的废弃钢板、钢管制作，成本低廉。

以实施例中的丙烯丙烷分离塔吊装为例，如果采用现场地面组对、设备整体吊装的方案，现场需要120×25米的组对施工场地，占用时间约两月；至少需要500吨级的托轮支架三套；现场长期需要两台400t履带吊配合卸车、水平组对等；整体吊装，加吊索具、吊耳、加强措施等，吊装重量达1050吨，主吊需要使用国内唯一的4000吨级履带吊；各项费用测算总计约800万元。实施例中，丙烯丙烷分离塔采用本技术方案，利用1250吨履带吊分四段吊装组对，各项费用支出合计280万元，经济效益可观。

附图说明

图1为本方法中导向柱的示意图；

图2为图1中A部分的放大示意图；

图3为图2的右视示意图；

图4为间隙片的安装示意图；

图5为本发明中上下段设备错边量调整过程中90°板及千斤顶安装状态示意图；

图6为本发明中上下段设备垂直度调整过程中挡块及千斤顶安装状态示意图。

其中：1、上段塔；2、下段塔；22、操作平台；3、支撑工装；4、导向柱；5、导向圈；6、千斤顶；7、定位板；8、间隙片；10、90°板；12、挡块。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

我单位承建的某丙烷脱氢项目中的丙烯丙烷分离塔，设备直径9.7米、高108米、壳体重量960吨，现场采用本技术方案，设备分四段运输进场，分段吊装空中组对焊接，安全优质地完成此重型设备的安装。

本发明的技术方案，其包括支撑工装3、导向柱4、导向圈5、定位板7、间隙片8、千斤顶6、90°板10和挡块12，所述的支撑工装3均匀分布安装在下段塔2靠近组对焊接位置的外周壁上，所述的支撑工装3上焊接有导向柱4，所述的导向圈5均匀分布安装在上段塔1靠近组对焊接位置的外周壁上，上段塔1下部安装的所述导向圈5可以套入下段塔2上部安装的所述导向柱4从而引导上段塔1和下段塔2的对口，所述导向柱4两侧架设有千斤顶6用于调整上段塔1的周向方位；上述下段塔2对口处一侧每隔1000mm焊有一块定位板7，上段塔1和下段塔2对口处每隔1000mm放置有一间隙片8，上述间隙片8δ＝2～3mm；所述的90°板10焊接在上段塔1和下段塔2的外周壁相比后的较凹处，且90°板10上架设有千斤顶6用于调整上段塔1和下段塔2的对口错边量；上述上段塔1和下段塔2的外壁均焊接有挡块12，且上下挡块12之间架设有千斤顶6用于调整焊缝间隙从而实现上段塔1的垂直度调整；其具体施工步骤为：

1)施工道路修建，吊车站位处地基硬化处理，主吊1250t履带吊和辅吊400t履带吊到

场，并按吊装方案要求的工况组装完成。

2)分段长度最长、重量最重的第一段卧置运输进场。

3)由主、辅吊车共同抬吊卸车，并搁置于两鞍座上方。

4)对不影响吊装的附塔钢结构平台、爬梯、管道等进行安装，对设备进行防腐保温作业。

5)按吊装方案的要求系挂吊索具，1250t履带吊主吊、400t履带吊溜尾递送的方法吊立设备。

6)设备下段吊装就位，即下段塔2调整垫铁找正其垂直度、标高，紧固地脚螺栓。

7)完善组对用操作平台22，测量下段塔2对口处外壁周长，并做好记录；在下段塔2外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线。

8)在下段塔2靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装至少四个支撑工装3，并在每个所述的支撑工装3上焊接导向柱4。

9)在下段塔2对口处内(或外)侧约每隔1000mm焊一块定位板7。

10)设备第二段，即待吊装的上段塔1运输进场，卸车、附件、保温安装。

11)在上段塔1位于组对焊缝上方安装导向圈5，所述的导向圈5均匀分布在上段塔1靠近焊接位置的外周壁上，且与下段塔2上的导向柱4相对应；测量上段塔1对口处外壁周长，并做好记录；在上段塔1外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线；

12)用吊车吊装上段塔1至下段塔2上部，通过事先系挂的麻绳曳引调整控制上段塔1的方位，吊钩下落，上段塔1下部安装的导向圈5，套入下段塔2上部安装的导向柱4，并引导上段塔1和下段塔2快速、精确地对口；

13)在上段塔1和下段塔2对口处每隔1000mm放置一块δ＝3mm的间隙片8，以保证对口间隙；同时通过导向柱4两侧的千斤顶6调整上段塔1的周向方位，确保四条基准线对正；

14)上段塔1和下段塔2对口前，计算上段塔1和下段塔2的对口端的外壁周长差为8mm，换算成半径差(周长差除以2π)为1.3mm，即错边量；在对口时操作人员手持200mm钢直尺，垂直比对上下段塔壁外侧，确保外壁周长值较小的下段塔壁不突出于上段塔壁，钢直尺与下段塔壁间隙1.3mm左右。

15)对口捻缝作业分四组，从四条基准线开始，逆时针方向进行。

16)对口错边量的调整，通过在上段塔1和下段塔2的外周壁相比后，外周壁较凹处焊接90°板10，架设千斤顶6顶压凸处进行；

17)对口作业过程中，地面人员通过两台经纬仪观测上段塔1的垂直度，两台经纬仪分布在相对于设备90°的两个方向上；垂直度通过调整焊缝间隙实现，焊缝间隙调整利用上段塔1和下段塔2的壁焊接挡块12架设千斤顶6进行；

18)捻好的焊缝间隔200mm，打底焊接50mm长，以固定；依次顺序进行；

19)组对完成后，拆除定位板7、间隙片8、支撑工装3、导向柱4、导向圈5、千斤顶6、90°板10和挡块12，采用多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，分多层焊接形成最后完整的焊缝，且自第二层其每层分多条焊道焊接，焊接时采用较小的电流、快速焊接，保证焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm，这样小电流焊接打开的熔池小、焊接变形小；

20)外侧焊缝焊接结束，吊车即可摘钩，进行下一段吊装的准备，同时进行设备内口焊缝的焊接；下一段的吊装工序同上。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置，其特征在于：其包括支撑工装(3)、导向柱(4)、导向圈(5)、定位板(7)、间隙片(8)、千斤顶(6)、90°板(10)和挡块(12)，所述的支撑工装(3)均匀分布安装在下段塔(2)靠近组对焊接位置的外周壁上，所述的支撑工装(3)上焊接有导向柱(4)，所述的导向圈(5)均匀分布安装在上段塔(1)靠近组对焊接位置的外周壁上，上段塔(1)下部安装的所述导向圈(5)可以套入下段塔(2)上部安装的所述导向柱(4)从而引导上段塔(1)和下段塔(2)的对口，所述导向柱(4)两侧架设有千斤顶(6)用于调整上段塔(1)的周向方位；上述下段塔(2)对口处一侧每隔1000mm焊有一块定位板(7)，上段塔(1)和下段塔(2)对口处每隔1000mm放置有一间隙片(8)，上述间隙片(8)δ＝2～3mm；所述的90°板(10)焊接在上段塔(1)和下段塔(2)的外周壁相比后的较凹处，且90°板(10)上架设有千斤顶(6)用于调整上段塔(1)和下段塔(2)的对口错边量；上述上段塔(1)和下段塔(2)的外壁均焊接有挡块(12)，且上下挡块(12)之间架设有千斤顶(6)用于调整焊缝间隙从而实现上段塔(1)的垂直度调整；其施工步骤为：

1)将下段塔(2)立置吊装、固定到基础上，并找正其垂直度、标高；

2)设置组对用操作平台(22)，测量下段塔(2)对口处外壁周长，并做好记录；在下段塔(2)外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线；

3)在下段塔(2)靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装至少两个支撑工装(3)，并在每个所述的支撑工装(3)上焊接导向柱(4)；

4)在下段塔(2)对口处一侧每隔1000mm焊一块定位板(7)；

5)在待吊装的上段塔(1)位于组对焊缝上方安装导向圈(5)，所述的导向圈(5)均匀分布在上段塔(1)靠近焊接位置的外周壁上，且与下段塔(2)上的导向柱(4)相对应；测量上段塔(1)对口处外壁周长，并做好记录；在上段塔(1)外壁靠近组对焊接位置标识出0°、90°、180°、270°的基准线；

6)用吊车吊装上段塔(1)至下段塔(2)上部，通过事先系挂的麻绳曳引调整控制上段塔(1)的方位，吊钩下落，上段塔(1)下部安装的导向圈(5)，套入下段塔(2)上部安装的导向柱(4)，并引导上段塔(1)和下段塔(2)快速、精确地对口；

7)在上段塔(1)和下段塔(2)对口处每隔1000mm放置一块δ＝2～3mm的间隙片(8)，以保证对口间隙；同时通过导向柱(4)两侧的千斤顶(6)调整上段塔(1)的周向方位，确保四条基准线对正；

8)上段塔(1)至下段塔(2)对口前，计算上段塔(1)至下段塔(2)的对口端的外壁周长差，换算成半径差，换算方式为周长差除以2π，即错边量；在对口时应将差值均开，以免错口集中在局部而造成超标；

9)捻缝从对称的基准线两处开始，分两组按一个圆周方向进行，亦可分四组从四条基准线开始；

10)对口错边量的调整，通过在上段塔(1)和下段塔(2)的外周壁相比后的较凹处焊接90°板(10)，架设千斤顶(6)顶压凸处进行；

11)对口作业过程中，地面人员通过两台经纬仪观测上段塔(1)的垂直度，两台经纬仪分布在相对于设备90°的两个方向上；垂直度通过调整焊缝间隙实现，焊缝间隙调整利用上段塔(1)和下段塔(2)的壁焊接挡块(12)架设千斤顶(6)进行；

12)捻好的焊缝间隔200mm，打底焊接50mm长，以固定；依次顺序进行；

13)组对完成后，拆除定位板(7)、间隙片(8)、支撑工装(3)、导向柱(4)、导向圈(5)、千斤顶(6)、90°板(10)和挡块(12)，采用多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，分多层焊接形成最后完整的焊缝，且自第二层其每层分多条焊道焊接，焊接时采用较小的电流、快速焊接，保证焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm，这样小电流焊接打开的熔池小、焊接变形小；

14)外侧焊缝焊接结束，吊车即可摘钩，进行下一段吊装的准备，同时进行设备内口焊缝的焊接；下一段的吊装工序同上。

2.根据权利要求1所述的一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置，其特征在于：所述的导向柱(4)由钢管制成，顶部呈尖状。

3.根据权利要求2所述的一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置，其特征在于：所述的支撑工装(3)，由一片水平安装的方形钢板和下部两侧安装的三角状加强筋板构成。

4.根据权利要求3所述的一种重型塔器设备分段吊装空中组对的就位导向装置，其特征在于：所述的导向圈(5)，由一片水平安装的方形钢板和上部两侧安装的三角状加强筋板构成，且方形钢板与导向柱(4)相对应的位置开有圆孔，圆孔直径大于导向柱(4)外径50～80mm。