不同形式补强圈对吊装强度影响.pdf

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1、784化工机械2014焦不同形式补强圈对吊装强度影响肖涤¨刘利强2吕涛3庄君丽3王研陶3(1．北京燕化正邦设备检修有限公司；2．北京化工大学机电工程学院；3．北京石油化工学院机械学院)摘要针对大型萃取精馏塔，利用有限元方法分析了3种形式的补强圈对其吊装强度的影响，为大型塔设备吊装提供合理方案。关键词萃取精馏塔吊装补强圈中图分类号TQ053．5文献标识码A文章编号0254-6094(2014)06-0784-04随着石油石化装备的国际化发展，设备的大型化是我国面临的重要课题，施工过程中的吊装是必须要解决的关键问题之一。吊装直接影响着设备的设计与

2、制造，目前我国对中小型设备的吊装施工流程和操作方法都有严格的规范，但大型设备的吊装施工流程和操作方法极不规范，大多依据工程经验，而美国及挪威等发达国家都拥有丰富的大型设备吊装经验和工程规范¨。J。笔者针对大型塔设备的吊装过程，分析了吊装过程对不同形式的补强圈结构强度的影响，为大型塔设备吊装提供合理方案。1吊装过程简介大型塔设备安装过程中，在吊车吊装能力满足和吊装环境适宜的条件下，采取整体吊装方法。整体吊装高空作业风险小，焊接质量能得到保证，且施工时间大幅度缩短，因此大型塔设备都优先选取整体吊装方法。在吊装时，采用主、辅两台吊车整体滑移吊装的方

3、法，主要分为起吊状态、45。状态和直立状态3个步骤(图1)。主、辅吊点都采用套扎型管轴式吊耳，每侧有4股钢丝绳系挂，上部采用无弯矩支撑梁，避免钢丝绳在夹角处受力，从而影响设备垂直度(图2)。吊车站位和行走路线的地基处理是实现大型设备吊装的关键，因此在施工前要对主吊站位和辅吊行走路面做地基处理，以满足各吊车的地基承载力。+肖涤，男，1969年10月生，高级工程师。北京市，102500。图1双吊车滑移法吊装示意图I——起吊状态；Ⅱ——450状态；Ⅲ——直立状态梁图2主吊车钢丝绳绑扎示意图第4l卷第6期化工机械785通过吊装过程可知，在塔体起吊和塔

4、体直立状态下对吊耳强度要求较高。在起吊状态，塔体中部挠度能达到要求的情况下，直立状态下管轴式吊耳能否满足强度要求是必须要分析的问题。直立状态下，顶部吊耳的补强圈形式对吊装强度影响较大，笔者在完成起吊状态下的挠度计算后，分析了顶部吊耳的3种形式的补强圈对结构强度的影响。2大型萃取精馏塔基本参数及建模大型萃取精馏塔是北京燕山石化公司的重点安装工程，其基本参数如下：塔体材料Q345R公称直径4600ram筒体壁厚20mm塔体总高76720mm塔体总重260t在建模过程中需要考虑封头处的开孔，忽略筒体上的接管孔，同时在距顶部3．2m处和裙座底端分别没

5、置两个管轴式吊耳。建立大型精馏塔有限元模型，采用六面体单元C3D8I，划分网格E撩篓醛戮雕辫挠J皇：(图3)。保证节点对应，塔体的中心轴为z轴。将底部吊耳和顶部吊耳的戈和Y方向固定，整个过程中施加重力41。。l^国a．塔体ll补强陶图3大型萃取精馏塔有限元模型及网格划分3挠度及筒体应力计算3．1水平状态下水平状态下塔体中部的挠度分布如图4a所示，从图4a可以看出：塔体中部的挠度最大，且最大值小于60mm。简体应力分布如图4b所示，从图4b可以看出：简体最大应力出现在塔体中部，且最大值小于50MPa。因此，水平起吊时塔身满足强度要求。I兰藏誊麟

6、■—●iiii嗣_h．筒体啦)3图4挠度及筒体应力分布云图3．2直立状态下直立状态下，对顶部吊耳的补强圈建立有限元模型并进行网格划分(图5)。顶部吊耳的补强a．形』℃圈有3种形式：补强圈不开孑L(图5a)；补强圈开6个．qb90mm的孔，孔周内侧采用角焊缝(图5b)；补强圈开8个qb25mm的孔，孔周全部塞焊(图5c)。I)．形式二r彤式三图5顶部吊耳补强圈有限元模型及网格划分直立状态下的强度计‘算结果如图6所示，从335．3、319．6MPa；筒体的最大应力分别为65．9、图6可以看出：吊耳的最大应力分别为375．0、49．2、44．6MP

7、a。786化工机械2014薤?I(Avg：1757⋯5∞+02!匿巍篷：

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11、式的补强圈，顶部吊耳与钢丝绳接触位置的最大应力均超过了材料许用应力(185MPa)，需对其进行加强；与吊耳接触的筒体的最大应力值远小于材料的许用应力，补强圈形式对筒