一种大型圆柱设备的旋转正位法

周俊楠，庄宏昌，周 武，宫 晨，刘 凯，赵鑫磊，岳彩旺

（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）

一种大型圆柱设备的旋转正位法

周俊楠，庄宏昌，周 武，宫 晨，刘 凯，赵鑫磊，岳彩旺

（海洋石油工程（青岛）有限公司，山东 青岛 266520）

立式圆柱设备在建造时常采用卧式建造，因而在安装前需要先行直立。但由于焊接、建造方法、管嘴布置等原因不能顺利直立，需要对设备进行旋转调整姿态。本文介绍一种针对圆柱设备在滚轮架上使用两台履带吊旋转的安全方法。

设备旋转；滚轮架；旋转正位

油气处理设备中常见立式圆柱设备，该类设备在建造时常采用卧式建造，在设备安装前需要先使其翻身直立，设备直立和最终吊装都需要用到顶部轴式吊耳，个别设备顶部设计有弯头导致水平方向的轴式吊耳无法使用，无法将设备翻身直立，需要对设备进行旋转调整姿态使用另外一组轴式吊耳，如果没有可行的设备旋转方法，可能造成返厂重新制造。本文介绍了一种针对圆柱设备在滚轮架上使用两台履带吊旋转的安全方法，为设备的设计制造保驾护航。

1 适用范围

本文适用于卧式到货的圆柱型设备，因特殊原因需要旋转，例如本文采用的实例——高压混合制冷剂吸入罐（图1），由于建造工艺等方面的原因，顶部大弯头在到货时呈水平状态，在设备最终的竖直状态时，大弯头在竖直方向与轴式吊耳重合导致吊索具碰撞，需要在卧式状态时将设备旋转90°，让另外两个轴式吊耳旋转到水平状态，再使用这两个吊耳做主吊以使吊索具避开弯头。设备信息如表1所示。

2 准备工作

2.1 旋转滚轮架准备

图1 高压混合制冷剂吸入罐

表1 设备信息

圆柱设备需要先平吊到旋转滚轮架上才能进行旋转，该滚轮架通常用于大直径管线的旋转焊接，滚轮架的额定承重能力要和设备重量相匹配，滚轮架的宽度适中，间距需调整到和设备直径相匹配。如图2所示。

图2 滚轮架

每组滚轮架有两个自由转动的滚轮，本方法中的滚轮架不需要电机驱动，滚轮架不能用电机驱动是因为滚轮架旋转时用摩擦力带动设备旋转，但是由于设备上有大型法兰和弯头等附件，导致重心偏离滚轮架中心线，形成转动力矩，当设备较重时，该力矩不能被摩擦力约束便极有可能发生快速旋转甚至倾覆。

2.2 受力计算

计算平吊时两台吊机的载荷情况，根据吊带兜吊位置绘制受力示意图如图3所示。

图3 受力示意图

根据G=764.4kN得出F1=439.2kN，F2=325.2kN。可据此选择合适的吊机和吊索具。

2.3 吊机选择

本方案将设备从运输垫墩上放到滚轮架上，需要有两台吊车配合作业。对于吊机能力的选择，应首先根据图纸分别选取兜吊位置，根据与设备重心位置之间的间距比例计算每台车的吊装重量分配进而选择合适的吊车，通常情况下，由于设备需要翻身直立，主吊能力应根据设备整体重量进行选择。在后期旋转设备时也需要用到两台吊车，一台吊车控制旋转方向，另外一台从旋转的反方向控制旋转速度。本方案选择两台250t履带吊。

2.4 吊索具准备

圆柱设备平吊推荐采用吊带兜吊的方式，使用吊带也能避免损坏设备油漆，吊带较轻司索人员挂扣操作也比较便利，同时旋转设备用吊带方便缠绕设备本体，吊带能力应根据受力计算选择，保证无破损，检验合格，标识齐全。

吊带能力根据受力计算，采用兜吊方法，罐体直径大于吊带直径的6倍，实际吊带承受载荷可以按吊带额定能力的2倍考虑，同时考虑吊带在库房状态，选择50t×16m的吊带搭配55t卸扣。

2.5 安全风险分析及应对措施

将工作分解为具体的工作步骤，针对操作过程中的各个步骤分析潜在风险以及这些潜在风险可能造成的危害，进而制定相应的控制措施并落实相关责任人。

3 操作步骤

3.1 平吊到滚轮架上

设备到货状态为卧式，下部有两个运输鞍座。第一步应该将设备从运输鞍座上平吊到滚轮架上为下一步旋转设备做好准备。

如果卧式设备的罐壁上有吊点可用，可以采用一台吊车挂四个吊点完成吊装作业。如果没有吊点可用，推荐采用两台吊车采用吊带兜吊的方式，兜吊的位置主要根据设备上无管座接口等可以缠绕吊带的部位，本设备的兜吊如图4所示。

图4 设备平吊示意图

设备在滚轮架上时，两个钩头下的吊带不能同时摘除，要保证有一个钩带着力的情况下对另一个钩头下的吊带的挂扣方式进行修改。同时还要保证滚轮架上的滚轮不能转动，如果滚轮架上的滚轮不能锁死，需要用楔子固定滚轮，如图5所示。有条件的情况下，最好分别将设备两侧的法兰口和地面用绑扎带连接固定。

图5 滚轮架固定示意图

3.2 旋转设备

旋转设备首要考虑的就是设备重心在设备旋转过程中的位置移动，设备重心在径向上的偏移会导致一侧偏重引起设备旋转加速。需要根据设备的外形特点推断设备在旋转过程中的重心位置，进而选择吊索具的固定位置对旋转进行控制。

本文中的设备中间有个大管座，需要旋转到设备下方，在这一过程中，管座这一侧是偏重的，不加限制会受重力影响造成旋转过快，所以要对管座旋转的逆向上施加力进行限制。其中一台吊机的吊带从管座一侧往下套在设备下方的轴式吊耳上，另一台吊机的吊带在设备尾部，从管座的另一侧往下绕着设备本体缠绕一圈用卸扣锁住，卸扣位置位于设备下方。如图6所示。

图6 挂扣示意图

旋转过程中，先让两个钩头都起升，将吊带收紧，然后缓慢提升钩2，同时钩1缓慢下降，这一过程既要时刻关注设备的旋转速度，也要关注履带吊驾驶室显示器上的钩头吊重以监控设备姿态是否正常。由于大管座侧偏重，所以只要设备已经开始旋转，钩2的起升不用过于主动，主要是用钩1控制设备不要过快旋转。

旋转完成后，用楔子固定滚轮，在保证有一个钩头受力的情况下，对另外一个的吊带重新挂扣，准备下一步将设备直立，直立操作部分本文不做描述。

4 总结

在本次作业之前，经多方查找没有找到类似的操作经验可以借鉴，每一步都是摸索，同时，设备的外形不规则，重心位置复杂，经济价值较高，两台吊机联合作业等等方面的原因都提高了设备旋转正位的难度。本方法的成功实施，为类似的作业提供了一种已经证实的可靠办法，也为设备的设计与制造提供了强有力的保障。

[1]刘力风，刘军歧.浅析超高超重大型设备分段吊装、立式组装技术[J].安装，2012，（12）：45-47.

[2]关则新.国内外大型石油化工设备吊装技术及装备的比较和分析[J].石油工程建设，2010，36（4）：51-55.

A method of rotating in position for large-scale cylindrical equipment

ZHOU Junnan,ZHUANG Hongchang,ZHOU Wu,GONG Chen,LIU Kai,ZHAO Xinlei,YUE Caiwang
（China Offshore Oil Engineering（Qingdao） Co.,Ltd.,Qingdao 266520,Shandong China）

Normally the vertical equipment has been fabricated in horizontal position,which should be erected before installation.But the equipment needs to be rotated to adjust the position for failure of up-right because of welding,building method and pipe nozzle layout.A safe method of rotating cylindrical equipment on welded turning rolls by two crawler cranes has been introduced in the text.

Equipment rotate;Turning rolls;Rotate in position

TH182

B

10.16316/j.issn.1672-0121.2017.04.017

1672-0121（2017）04-0060-03

2017-02-25；

2017-04-08

周俊楠（1986-），男，从事海洋工程陆地建造技术与管理工作。E-mail：zhoujn@mail.cooec.com.cn