Специализированные монтажные и проектные организации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Современная нефте- и газоперерабатывающая промышленность представляет собой комплекс мощных установок первичной переработки нефти и газа, каталитического крекинга, гидроочистки, каталитического риформинга, депарафинизации масел, битумных и других установок, оснащенных современным оборудованием, поставляемым заводами химического и нефтяного машиностроения. Отличительная особенность развития современной нефтегазопереработки -- строительство комбинированных и укрупненных установок с применением агрегатов большой единичной мощности. Осуществление разнообразных процессов при переработке нефти и газа потребовало применения аппаратуры и оборудования, работающих в широком диапазоне рабочих параметров.

Поэтому предъявляются высокие требования к качеству монтажных работ, уровню их механизации, внедрению новой техники и передовой технологии монтажных и строительных работ.

В общем объеме работ но строительству нефтегазоперерабатывающих и нефтехимических заводов монтажные работы составляют 40--50 %. Значительное повышение производительности установок привело к увеличению массы монтируемых аппаратов до 500 т и более и их габаритных размеров, в связи с чем потребовалось разработать и создать новые грузоподъемные и транспортные средства, позволяющие доставлять и монтировать тяжелые аппараты в полностью собранном виде. Это позволяет значительную часть работ по сборке и сварке оборудования выполнять на машиностроительных заводах. Однако еще во многих случаях приходится дополнительно изготовлять крупногабаритную аппаратуру непосредственно на монтажной площадке, что связано со значительным объемом сварочных работ. Повышение степени заводской готовности монтируемого оборудования позволяет значительно сократить сроки монтажных работ, повысить их качество и увеличить надежность оборудования при эксплуатации. нефть газ грузоподъемный

Специализированные монтажные и проектные организации, укомплектованные квалифицированными кадрами специалистов, способны оперативно и на высоком техническом уровне решать вопросы транспорта и монтажа разнообразного оборудования нефтегазоперерабатывающих заводов.

Широкое внедрение в монтажную практику полуавтоматической и автоматической сварки сталей различных марок значительно повысило качество сварных конструкций, увеличило производительность труда, снизило объем исправляемых дефектов при сварке. Внедрение современных методов контроля качества сварных соединений позволило значительно снизить объем испытаний, связанных с нарушением целостности сварного соединения, или вообще отказаться от них.

При изложении приведенных в данной книге материалов авторы стремились рассмотреть в систематизированном виде и обобщить основные вопросы монтажных работ для предприятий нефтяной и газовой промышленности с учетом передовой техники. При описании методов расчета монтажного оборудования авторы максимально сохранили физическую суть лежащих в основе различных расчетов положений, не перегружая материал сложными и громоздкими расчетами.



1. Общие сведения

1.1 Классификация оборудования по монтажным признакам

В состав современного нефтегазоперерабатывающего завода (НПЗ и ГПЗ) входят многочисленные установки различного технологического назначения. Поэтому имеется большое разнообразие оборудования этих установок.

Вместе с тем, при дальнейшем описании особенностей монтажа тех или иных аппаратов целесообразно их подразделить классификационные группы, которые основывались бы на общности главных монтажных приемов. Классификация оборудования только по технологическому назначению не полностью характеризует особенности оборудования с точки зрения его монтажа. При монтажных работах некоторые особенности технологического назначения аппарата часто не являются определяющими, а основываются на тех или иных частных требованиях, предъявляемых к монтажу аппарата.

Монтируемое оборудование классифицируется по следующим основным признакам:

- пространственному положению оборудования; массовым и габаритным характеристикам оборудования; расположению оборудования на территории технологической установки;

- рабочим условиям;

- конструктивным и технологическим особенностям оборудования.

1.2 Пространственное положение оборудования

В зависимости от положения оборудования в пространстве основные аппараты и машины можно подразделить на горизонтальные, вертикальные, наклонные и пространственные конструкции.

К горизонтальному оборудованию относятся электродегидраторы, всевозможные емкости, отстойники, подогреватели с паровым пространством, теплообменники, насосы, компрессоры, кристаллизаторы, контакторы алкилирования, барабанные вакуум-фильтры и др. Большая часть оборудования этой группы является габаритной для перевозки по железным дорогам и поэтому прибывает на монтажную площадку в полностью собранном виде. При монтаже оборудования данной группы выполняют работы по ревизии, установке в проектное положение и испытанию.

Установку на фундаменты оборудования этой группы производят главным образом с применением самоходных стреловых или тракторных кранов и редко с помощью мачт или других грузоподъемных средств.

К вертикальному оборудованию относятся емкости, колонны тарельчатые и насадочные различного технологического назначения, реакторы и регенераторы различных каталитических процессов, некоторые типы теплообменников, контакторов алкилирования, компрессоров, дымовые трубы и др.

Установку таких аппаратов осуществляют главным образом с применением мачт, порталов, гидравлических подъемников или стационарных монтажных кранов. В некоторых случаях применяют также самоходные стреловые краны при достаточной длине стрелы н грузоподъемности.

К наклонному оборудованию относятся различные транспортные устройства, вращающиеся цилиндрические печи (реакторы), некоторые конструкции сушилок и др.

Аппараты этой группы могут быть как габаритными, так и негабаритными для железнодорожных перевозок. При монтаже такого оборудования большой объем работ приходится выполнять по укрупнительной сборке и выверке смонтированных блоков.

Такое оборудование устанавливают с применением самоходных стреловых и башенных кранов, порталов и т. д.

К пространственному оборудованию относятся резервуары, газгольдеры, трубчатые печи, конденсаторы-холодильники погружного типа, конденсаторы воздушного охлаждения, различные металлоконструкции. Оборудование этой группы поставляют на строительную площадку в виде более или менее крупных узлов, которые затем собирают на площадке в монтажные блоки. Это оборудование целесообразно устанавливать самоходными стреловыми кранами. В некоторых случаях можно применять мачты, стрелы или другое грузоподъемное оборудование.

1.3 Массовые характеристики оборудования

Масса аппарата является важной монтажной характеристикой, которая в значительной степени обусловливает выбор метода монтажа данного аппарата и рациональные пределы укрупнительной сборки при монтаже. С увеличением массы аппарата при прочих равных условиях возрастает трудоемкость монтажа. К наиболее тяжелым аппаратам относятся ректификационные колонны, реакторы, регенераторы, абсорберы и другие аппараты установок и цехов большой производительности.

В настоящее время имеются грузоподъемные средства, позволяющие монтировать аппараты в полностью собранном виде массой 5тыс. тонн. С точки зрения возможности установки в проектное положение вертикальные аппараты можно разделить по массе па следующие основные группы: до 30, 30--200, 200--400 и свыше 400 т. Подъем аппаратов массой более 400 т производят с помощью специальных мачтовых подъемников. Монтаж таких аппаратов наиболее эффективно осуществляется, когда имеется комплекс механизмов, транспортных и грузоподъемных средств, обеспечивающих все этапы монтажных и транспортных работ.

1.4 Габаритные характеристики оборудования

Габаритные размеры оборудования, т. е. длина, ширина и высота или диаметр и высота, оказывают существенное влияние на состояние его поставки и на выбор метода монтажа.

Оборудование можно разделить на следующие группы:

1) габаритное, принимаемое к перевозке по железной дороге без ограничений, и определенной степени негабаритности, принимаемое к перевозке в собранном виде с ограничениями;

2) негабаритное для железнодорожных перевозок, т. е. принимаемое к перевозке по железной дороге отдельными блоками и деталями, но габаритное для транспортировки в собранном виде по шоссейным или водным путям;

3) абсолютно негабаритное для перевозки в полностью собранном виде любым видом транспорта.

В группу оборудования, габаритного для железнодорожных перевозок, входят многие горизонтальные и вертикальные аппараты, насосы, компрессоры, фильтры и др. Эта группа наиболее многочисленна и включает основное монтируемое оборудование. Такое оборудование поставляют на монтажную площадку в полностью собранном виде. На монтажной площадке выполняют работы по установке оборудования в проектное положение и его испытанию. В отдельных случаях выполняют ревизию оборудования.

Оборудование, негабаритное для железнодорожных перевозок, включает различные ректификационные колонны, реакторы, регенераторы, дымовые трубы, трубчатые печи, конденсаторы холодильники и др. Аппараты этой группы доставляют на монтажную площадку в виде крупных блоков или полностью разобранными. В связи с этим на монтажной площадке приходится выполнять большой объем работ по сборке и сварке.

В некоторых случаях негабаритные для железнодорожных перевозок аппараты целесообразно перевозить по шоссейным дорогам или водным путем. Эти возможности необходимо всегда оценивать, прежде чем решать вопрос о степени готовности аппарата при поставке с машиностроительного завода.

Абсолютно негабаритные аппараты (реакторы и регенераторы каталитического крекинга в кипящем слое, вакуумные колонны установок АВТ большой мощности, камеры коксования, пространственные металлоконструкции, резервуары и др.) доставляют на монтажную площадку в виде отдельных блоков и деталей. Таким образом, для аппаратов этой группы приходится выполнять значительный объем сборочных и сварочных работ, связанных с дополнительным изготовлением аппаратов непосредственно на монтажной площадке.

Степень укрупнительной сборки аппарата на машиностроительном заводе определяется также географическим положением места строительства, наличием соответствующих грузоподъемных и транспортных средств, состоянием шоссейных дорог и водных путей и т. п.

1.5 Расположение оборудования на территории технологической установки

По расположению на территории технологической установки можно выделить следующие группы оборудования:

1) устанавливаемое на уровне земли или на невысоких фундаментах вне помещений;

2) монтируемое на высоких фундаментах, постаментах или металлоконструкциях вне помещений;

3) устанавливаемое под перекрытиями зданий или под постаментами.

Монтаж оборудования первой группы наиболее простой В зависимости от вида оборудования и особенностей монтажной площадки можно применять различные грузоподъемные средства.

Аппараты второй группы устанавливают с помощью мачт, порталов, самоходных стреловых или стационарных монтажных кранов.

Монтаж аппаратов и машин, устанавливаемых внутри зданий или под постаментами, более сложен вследствие стесненности монтажной территории и необходимости в большинстве случаев применять несколько грузоподъемных устройств (при подъеме на необходимую высоту, при горизонтальных перемещениях под перекрытиями и при установке на фундамент).

1.6 Конструктивные и технологические особенности оборудования

В конструктивном отношении большинство аппаратуры нефтегазоперерабатывающих заводов представляет собой цилиндрические сосуды с днищами сферической или эллиптической формы (всевозможные фракционирующие колонны, реакторы, теплообменники, емкости и др.). Сферическая форма корпусов аппаратов встречается редко, главным образом у емкостей для сжиженных газов и у электродегидраторов. Аппараты с плоскими стенками применяют еще реже. К этой группе относятся кожухи трубчатых печей, ящики конденсаторов-холодильников погружного типа и другие конструкции.

1.7 Грузоподъемное и транспортное оборудование и такелажные приспособления

Тросы (стальные проволочные канаты) являются составным элементом различных грузоподъемных и такелажных устройств, применяемых при монтажных работах. Их широко используют в качестве грузовых канатов полиспастов грузоподъемных машин и приспособлений, для изготовления стропов, расчалок и оттяжек. Тросы должны быть прочными, гибкими, стойкими к переменным по направлению перегибам и динамическим нагрузкам.

Тросы изготовляют из светлой (не оцинкованной) и оцинкованной стальной проволоки, свиваемой в пряди, которые в свою очередь свивают в канат.

В зависимости от направления свивки прядей п проволок в прядях различают тросы рестовой, односторонней и комбинированной свивки. Тросы крестовой свивки менее прочны и гибки, чем тросы односторонней свивки, но последние более подвержены само раскручиванию. При монтажных работах наиболее широко применяют тросы из шести прядей, расположенных вокруг одного органического сердечника (из пеньки, манильского волокна, асбеста). Мягкий органический сердечник увеличивает гибкость каната, улучшает его сопротивляемость динамическим нагрузкам и обеспечивает удерживание смазки, предохраняющей проволоку от коррозии и усиленного износа. Хотя тросы из оцинкованной проволоки более стойки к коррозии по сравнению с тросами из светлой не оцинкованной проволоки, однако их прочность на 7--10 % меньше и они дороже. При надлежащем уходе за тросом в процессе эксплуатации выход его из строя происходит не вследствие коррозии, а в результате усталостного разрушения проволок под действием динамических нагрузок и многократных перегибов на роликах блоков, барабанах лебедок и т. д. Поэтому для монтажных работ применяют тросы из светлой неоцинкованной проволоки высшей (В) или первой (I) марки, имеющей временное сопротивление разрыву 1600--1800 МПа.

Уменьшение габаритов такелажных средств (лебедок, блоков п др.) возможно в случае применения канатов из высокопрочной стальной проволоки, имеющей временное сопротивление разрыву 2500--3000 МПа. Работы в этом направлении ведутся научно-исследовательскими институтами и заводами, изготовляющими канаты. Для соединения двух кусков троса, а также при изготовлении петель и инвентарных стропов применяют сплетение и крепление с помощью зажимов и узлов. Сплетение концов тросов используют главным образом при изготовлении инвентарных стропов, предназначенных для подъема однотипных грузов.

1.8 Правила эксплуатации тросов

Тросы поступают на монтажную площадку в бухтах или на деревянных барабанах. Хранить тросы надо в сухих закрытых помещениях в подвешенном состоянии или па деревянных пастилах.

После первого применения канаты храпят на инвентарных металлических катушках в помещениях или иод навесом, защищающим от атмосферных осадков. При длительной эксплуатации канат периодически смазывают, чтобы предохранить проволоку от ржавления и от ускоренного перетирания.

При сматывании троса с бухт и барабанов, а также при памотке нельзя допускать образования петель и резких перегибов, так как трос при этом быстро выходит из строя. Когда от бухты троса необходимо отрезать кусок, то по обе стороны от места разреза необходимо трос предварительно перевязать мягкой проволокой, чтобы пе допустить раскручивания его концов.

В процессе эксплуатации трос следует оберегать от повреждений, которые могут явиться следствием соприкосновения с электрическими проводами, острыми краями конструкций и т. д. Чтобы предохранить трос от перетирания об острые края поднимаемого груза, под трос подкладывают доски, шпалы или бревна, а также инвентарные стальные подкладки с округлыми кромками.

1.9 Блоки и полиспасты

Блоки различных типов широко применяют в качестве элемента оснастки грузоподъемных устройств. Их используют как для изменения направления троса (отводные блоки), так и для изменения величины усилия при перемещениях груза (грузовые блоки). В связи с разнообразием масс монтируемого оборудования грузоподъемность блоков изменяется в широких пределах от 0,5 до 630 т. Блоки могут быть однорольными и многорольными.

Однорольные блоки имеют грузоподъемность до 15 т.

Блоки могут иметь различные приспособления для подвешивания и захвата груза (крюк, серьгу и др.). Крюк более удобен для крепления груза, но серьга обеспечивает более надежное крепление стропа. Грузоподъемность блока указывает завод-изготовитель.

1.10 Лебедки

Лебедки применяют при монтажных работах для подъема и перемещения оборудования в качестве как самостоятельных грузоподъемных средств, так и тяговых устройств кранов, мачт, порталов и шевров.

По роду привода лебедки разделяют на ручные и приводные, Ручные лебедки могут быть барабанные и рычажные. Приводные лебедки в свою очередь делят по типу 'привода на электрические, с приводом от двигателей внутреннего сгорания, пневматические и паровые.

Для монтажных работ наибольшее применение находят лебедки ручные, приводные электрические и с приводом от двигателей внутреннего сгорания, установленные на тракторе (тракторные лебедки).

Лебедка позволяет преобразовать небольшой крутящий момент на приводном валу в значительный крутящий момент на барабане лебедки за счет снижения частоты вращения барабана по сравнению с частотой вращения приводного вала н таким образом получить большую величину тягового усилия на барабане.

1.11 Мачты

Грузоподъемные мачты широко применяют для подъема и установки на фундаменты тяжеловесных вертикальных и горизонтальных аппаратов, дымовых труб, а также укрупненных пространственных блоков металлоконструкций. Мачты используют также в стесненных условиях, когда к месту монтажа нет подъездных путей для крана. Мачты имеют грузоподъемность 20--500 т при высоте 20--72 м. По сравнению с кранами одинаковой грузоподъемности мачты недороги в изготовлении (особенно трубчатые) и в эксплуатации. Недостатки мачт -- относительно высокая трудоемкость их установки, передвижения и демонтажа, а также необходимость иметь значительную площадь для устройства расчалок и постановки якорей для их крепления, что увеличивает опасность их повреждения в условиях строящегося предприятия.

1.12 Грузоподъемные краны

При сооружении нефтегазоперерабатывающих заводов применяют различные краны, которые по способу придания устойчивости разделяют на самой устойчивые и винтовые.

Устойчивость кранов первой группы обеспечивается удерживающим моментом, создаваемым собственной массой крана и контргруза. К этой группе относятся стреловые самоходные краны, которые в зависимости от ходового устройства могут быть гусеничные, пневмоколесные, краны на шасси грузовых автомобилей (автокраны), краны на шасси тракторов (тракторные краны и краны-трубоукладчики), железнодорожные, башенные, портальные и плавучие.

Краны второй группы требуется крепить вантами (расчалками) к посторонним конструкциям или якорям. К этой группе относятся мачтовые краны: стреловые, деррик-краны, Г-образные.

Для установки вантового крана требуется небольшая площадь, но сравнительно большая площадь для размещения вант. Кроме того, необходимо иметь достаточно прочные конструкции или устраивать якори для крепления вант. Напротив, для самой устойчивых кранов не требуется площадь для крепления вант, но сами краны занимают значительную площадь, что особенно характерно для кранов большой грузоподъемности.

1.13 Самой устойчивые краны

Стреловые самоходные краны обладают высокой маневренностью, а в случае использования стрел различной длины их можно использовать при монтаже различных аппаратов, машин, трубопроводов и других конструкций.

Преимущество стреловых самоходных кранов по сравнению с такелажными средствами бесспорно, и при монтаже вертикальных аппаратов производительность труда повышается в 3--4 раза, а себестоимость монтажных работ сокращается в несколько раз.

Поскольку в большинстве случаев в практике монтажных работ краны используют с удлиненными стрелами, важно, чтобы зависимость грузового момента от длины стрелы была более пологой. При этом не происходит резкого снижения грузоподъемности крана при удлинении стрелы.

Автокраны грузоподъемностью 3--16 т и краны на шасси автомобильного типа грузоподъемностью до 25 т применяют при монтажных работах. Краны второго типа имеют два двигателя, один из которых установлен на шасси и предназначен для передвижения крана, а другой смонтирован на поворотной платформе и служит для привода грузоподъемных механизмов крана.

Пневмоколесные краны имеют грузоподъемность 5--100 т и пневмоколесную ходовую часть с приводом от двигателя, расположенного на поворотной платформе. Они снабжены автономным дизель-электрическим приводом, благодаря которому их можно подключать к внешней электросети.

Гусеничные краны наиболее широко применяют при монтажных работах. Их грузоподъемность доходит до 250 т. Эти краны обладают высокой маневренностью и могут перемещаться по неподготовленной площадке. Тем не менее, обеспечение устойчивости гусеничных кранов на слабых грунтах, а также на неровных основаниях является важной проблемой при работе гусеничных кранов.

Тракторные краны смонтированы на базе гусеничных тракторов, имеют полностью или частично поворотную стрелу и грузоподъемность 1,5--8 т. Наиболее распространенные краны смонтированы на базе тракторов С-80, С-100 и др.



2. Расчетная часть

2.1 Расчет стального каната

Определяют разрывное усилие каната (кН):

R„ = S/Сз,=280*5=1400 кН

где S -- максимальное расчетное усилие в канате, кН; к3 -- коэффициент запаса прочности (прилож. XI).

В зависимости от назначения выбирают более гибкий (6x36) или более жесткий (6x19) канат и по таблице ГОСТа (прилож. I) устанавливают его характеристику: тип, конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие (не менее расчетного), диаметр и массу.

Выбираем для лебедки гибкий канат типа JIK-PO конструкции 6x36 (1 + 7 + 7/7 + 14) + 1 о. с. (ГОСТ 7668--80) и по таблице ГОСТа (прилож. I) определяем его характеристики:

временное сопротивление разрыву, МПа 1568

разрывное усилие, кН 1455

диаметр каната, мм. 53.5

масса 1000 м каната, кг. 11150

2.2 Расчет канатных стропов

Определяют натяжение (кН) в одной ветви стропа:

S -- P/(m cos а),

где Р -- расчетное усилие, приложенное к стропу, без учета коэффициентов перегрузки н динамичности, кН; т -- общее количество ветвей стропа; а. -- угол между направлением действия расчетного усилия и ветвью стропа, которым задаются исходя из поперечных размеров поднимаемого оборудования и способа строповки (этот угол рекомендуется назначать не более 45', имея в виду, что с увеличением его уснлне в ветвн стропа значительно возрастает).

Находят разрывное усилие в ветви стропа (кН):

RK -- Sk3

По расчетному разрывному усилию, пользуясь таблицей ГОСТа (прилож. 1), подбирают наиболее гибкий стальной канат и определяют его технические данные: тип и конструкцию, временное сопротивление разрыву, разрывное усилие и диаметр.

S = Р/(т cos а) -- 10G0/(m cos а) =28-28/(4*45)=180 кН.

Находим разрывное усилие в ветви стропа:

Rk -- Sk3 --180-6 = 1080 кН.

По найденному разрывному усилию, пользуясь прилож. I, подбираем канат типа ЛК-РО конструкции 6 X 36 (I -f 7 + 7/7 -+- -(- 14) -f- 1 о. с. (ГОСТ 7668--80) с характеристиками:

временное сопротивление разрыву, МПа 1960

разрывное усилие, кН 1080

диаметр каната, мм ... 45,,5

масса 1000 м каната, кг . 7770

2.3 Расчет траверс

Подсчитывают нагрузку (кН), действующую на траверсу:

Р -- 10GoKnKд

где Gо -- масса поднимаемого груза, т.

Определяют изгибающий момент в траверсе (кН-см):

М = Ра/2,

где а -- длина плеча траверсы, см.

Вычисляют требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы (см8):

Wтр = M/(mO,1R),

где т и R подбираются из прилож. XIV и XIII.

Выбирают для траверсы сплошного сечения одиночный швеллер, двутавр или стальную трубу и по таблицам ГОСТа (прилож. II, III, V) определяют момент сопротивления Wx ближайший больший к №тр. В случае невозможности изготовления траверсы сплошного сечения при больших значениях WTp балки траверсы изготавливаются либо сквозного сечения из парных швеллеров или двутавров, а также из труб, усиленных элементами жесткости, либо, наконец, решетчатой конструкции. В табл. 2 показаны схемы сечений сквозных балок и приведены формулы для подсчета их моментов сопротивления Wx с использованием расчетных данных (прилож. II--V); при этом Wx для балки в целом должен быть не менее Ц7тр.*

Расчет отдельных узлов и деталей траверс (такелажных скоб, проушин, пальцев, сварных и болтовых соединений, канатных подвесок) приведен в соответствующих параграфах.

Решение. 1. Подсчитываем нагрузку, действующую на траверсу:

Р = 10GoKnKд= 10-28.1,1*1,1 = 338 кН.

Определяем изгибающий момент в траверсе:

М= Ра/2 = 338-1200/2 = 202800 кН*см.

Вычисляем требуемый момент сопротивления поперечного сечения траверсы:

Wтр = M/(m01/R) = 202800/(0,85*0,1*.210) = 11361.3см3.

Выбираем по табл. 2 конструкцию балки траверсы сквозного сечения, состоящую из двух двутавров, соединенных стальными пластинами на сварке. Подобрав по таблице ГОСТа (прилож. II) два двутавра № 40 с Wx = 953 сма, определяем момент сопротивления сечения траверсы в целом: Wx = 2W = 2-953 = 1906 см3>№1р = 1624 см3, что удовлетворяет условию прочности расчетного сечения траверсы.

2.4 Расчет такелажных скоб

Такелажные скобы применяются как соединительные элементы отдельных звеньев различных грузозахватных устройств или как самостоятельные захватные приспособления.

Зная нагрузку, действующую на скобу, необходимо, задавшись размерами элементов, проверить ее на прочность. Этот расчет выполняется в следующем порядке (рис. 16).

Находят усилие (кН), действующее на скобу:

Р = SKпКд

где S -- нагрузка, действующая иа скобу, кН (например, масса поднимаемого груза, натяжение каната и т. п.).

Проверяют ветви скобы выбранного типоразмера (табл. 10) на прочность при растяжении:

P/(2Fо) < mR,

где Fо-- площадь сечения ветви скобы, см® (определяется исходя из размеров диаметра ветви скобы d0, подобранного по табл. 10).

Определяют изгибающий момент в штыре (кН-см):

М = Pl/4,

где I -- длина штыря между ветвями скобы, см (табл, 10).

Находят момент сопротивления сечения штыря (см3):

W =0,1 d

где dш-- диаметр штыря, см (табл. 10.)

Проверяют штырь скобы на прочность при изгибе:

M/W < mR.

Проверяют штырь скобы на срез:

Р/(2Fш) < mRcр,

где Fm -- площадь сечения штыря, сма (определяется исходя из размеров диаметра штыря).

Проверяют отверстия скобы на смятие:

Р/() < mRCM,

где 6 -- толщина бобышки скобы для штыря, см (соответствует диаметру ветви скобы de).

Таблица 10. Скобы такелажные

Типо размер скобы	Допускаемая нагрузка, кН	Дниметр стального каната наибольший, ум	Свободная длина штыря, мм	Днаметр ветвн скобы dc = в, мм	Днаметр штыря мм
1,2	12	11,0	28	14	18
1,7	17	13,0	32	16	20
2,1	21	15,5	36	20	24
2,7	27	17,5	40	22	27
3,5	35	19,5	45	24	33
4,5	45 -	22,5	50	28	36
6,0	60	26,0	58	32	39
7,5	75	28,5	64	36	45
9,5	95	30,5	70	40 '	48
11,0	110	35,0	80	45	56
14,0	140	39,0	90	48	60
17,0	175	43,5	100	50	64
21,0	210	48,5	110	60	72
24,0	240	52,0	115	65	76
28,0	280	56,5	120	70	85
32,0	320	60,5	125	75	90
37,0	370	65,0	130	80	95

Решение. 1. Находим усилие, действующее на скобу Р = 281,11,1 = 33,8 кН.

Зная усилие, по табл. 10 выбираем такелажную скобу типоразмера 11 со следующей характеристикой: свободная длина штыря l=28 мм, диаметр ветви скобы dc -- б = 14 мм, диаметр штыря dш -- 18 мм.

Проверяем ветви скобы на прочность при растяжении:

P/(2FC) < mR,

33.8/(2-15,9) =2,4 кН/см2

где F0 ~ nd/4= 3,14-4,52/4=15,9 см2.

Определяем изгибающий момент в штыре:

М - Рl/4 =. 33,812/4 =101.4 кНсм.

Находим момент сопротивления сечения штыря:

W = 0,1 d= 0,1 1.8= 0.58 см3.

Проверяем штырь на прочность при изгибе:

M/W mR,

101.4 /0.58=174.8 кН/см2

Проверяем штырь на срез:.

P/(2Fш)mRср,

33,8/(2-24,6) =0,67 кН/см2 - 6,7 МПа

где Fш =/4 = 3,14-5,62/4=24,6 см

Проверяем отверстия скобы на смятие:

P/(26 dш) < mRcm

33,8/(2-4,5-5,6) = 2.1 кН/см2 =

1 МПа

2.5 Расчет монтажных штуцеров

Для строповки вертикальных цилиндрических аппаратов при их подъеме и установке на фундамент часто применяются монтажные (ложные) штуцера. Они представляют собой стальные патрубки различных сечений, привариваемые торцом в виде консоли к корпусу аппарата на его образующей по диаметрали. Для увеличения жесткости внутри штуцера могут быть вварены ребра из листовой стали; для устранения трения между стропом и штуцером при наклонах аппарата на штуцер надевается свободный патрубок большого диаметра; для предохранения стропа от соскальзывания к внешнему торцу штуцера приваривается ограничительный фланец. ~~*

Расчет монтажного штуцера ведется следующим образом (рис. 17, а).

Находят усилие от стропа, действующее на каждый монтажный штуцер (кН):

N=10СоККК/2,

где G0 -- масса поднимаемого оборудования, т.

Определяют величину момента (кН-см) от усилия в стропе, действующего на штуцер:

М = N1,

где I -- расстояние от линии действия усилия N до стенки аппарата, см.

При известном сечении штуцера проверяют его прочность на изгиб (для упрощения расчета наличие ребер жесткости в штуцере не учитывается):

M/W < mR,

где W-- момент сопротивления сечения штуцера, см3 (определяется по прилож. V для стальных труб)

Если необходимо определить сечение штуцера, удовлетворяющее условиям прочности, то подсчитывают минимальный момент сопротивления его поперечного сечения (см3):

W = М/(т 0,1 R),

и, пользуясь прилож. V для стальных труб, находят сечение штуцера с моментом сопротивления, ближайшим большим к расчетному.

Рассчитать монтажные штуцера для подъема аппарата колонного типа массой G0 = 28 т с помощью двух кранов способом скольжения с отрывом от земли без применения балансирной траверсы.

Решение.

Находим усилие, действующее на каждый монтажный штуцер при полностью поднятом над землей аппарате:

N = 10Gокпкдкн/2 = 1028*1,1*1,1*1,2/2 = 203.3 кН.

Определяем величину- момента, действующего на штуцер, принимая L -- 12 см:

М = N1 = 203.3*12 = 406.6 Кн*см.

Подсчитываем минимальный момент сопротивления поперечного сечения стального патрубка для штуцера:

w = М/(ш 0,1 Я) = 6972/(0,85-0,1-210) = 391 см3.

По таблице ГОСТа (прилож. V) определяем с запасом сечение патрубка для монтажного штуцера размером 273/12 мм, с моментом сопротивления WT -- 615 см3 > Ц7МИН = 391 см3.

Проверяем на прочность сварной кольцевой шов крепления штуцера к корпусу аппарата:

М/()

6972/(0,7-1,4-3,14- 13,7а) = 12,1 кН/см2 = 121 МПа < 0,85-150 = 127,5 МПа.

Размещено на Allbest.ru