大型履带式起重机在油轮储油罐体吊装的应用

大型履带式起重机在油轮储油罐体吊装的应用

广东力特工程机械有限公司    刘耀富

关键词：大型履带起重机  储油罐体  吊装  应用
1. 概述
目前，在广东境内珠江支流的船厂越来越多，部分船厂主要以生产中型油轮为主，每艘油轮布置两个大型的储油罐体，储油罐体与船体分开制造，在制作完成后使用大型起重机将储油罐体吊装到船体内部进行安装。每个储油罐体重量在250t以上，由于是内河船厂，航道水深较浅，300t以上的浮吊无法通航，储油罐体的吊装作业只能够使用大型履带式起重机在陆地上进行。以下以某船厂的储油罐体吊装工程进行说明。
某船厂有4个储油罐体需要分别吊装到两艘轮船船体内进行安装，罐体的规格为Φ9000×29000，重280t。储油罐体吊装拟采用CC2800-1/600t履带起重机SSL42m工况，配备300t 超起配重， 15m超起半径进行吊装,该工况下机械的额定负荷为326t。CC2800-1/600t履带起重机400t吊钩重量为10t，吊索具重量为2t，吊装总重量为280+10+2=292t。吊装作业时，CC2800-1/600t履带起重机最大负荷率为（292÷326）×100%=89.57%。吊装就位时，最大吊装高度为13m。
2. 作业依据
2.1. 起重技术手册
2.2. 起重机械安装使用维修检验手册（上、下卷）•北京：冶金工业出版社 2000.1
2.3. Terex-Demag CC 2800-1/600t履带起重机使用说明书
2.4. 储油罐体设计图纸和安装要求
3. 作业准备和条件要求
3.1. 工机具准备：采用1台CC2800-1/600t履带起重机为主力吊装机械，结合1台QY50/50t汽车起重机为辅助吊装机械。CC2800-1/600t履带起重机采用SSL42m工况，180t后配重和60t 车体压重，配备300t 超起配重，在15m超起半径进行吊装。其余如链条葫芦、钢丝绳、卡环、麻绳等吊装工具一批。
3.2. 场地要求
3.2.1. 场地布置：吊装现场场地地面处理及布置需充分考虑储油罐体起吊、储油罐体就位时的场地需要，现场布置和储油罐体吊装平面图如图1、2所示。
 大型履带式起重机在油轮储油罐体吊装的应用

广东力特工程机械有限公司    刘耀富

关键词：大型履带起重机  储油罐体  吊装  应用
1. 概述
目前，在广东境内珠江支流的船厂越来越多，部分船厂主要以生产中型油轮为主，每艘油轮布置两个大型的储油罐体，储油罐体与船体分开制造，在制作完成后使用大型起重机将储油罐体吊装到船体内部进行安装。每个储油罐体重量在250t以上，由于是内河船厂，航道水深较浅，300t以上的浮吊无法通航，储油罐体的吊装作业只能够使用大型履带式起重机在陆地上进行。以下以某船厂的储油罐体吊装工程进行说明。
某船厂有4个储油罐体需要分别吊装到两艘轮船船体内进行安装，罐体的规格为Φ9000×29000，重280t。储油罐体吊装拟采用CC2800-1/600t履带起重机SSL42m工况，配备300t 超起配重， 15m超起半径进行吊装,该工况下机械的额定负荷为326t。CC2800-1/600t履带起重机400t吊钩重量为10t，吊索具重量为2t，吊装总重量为280+10+2=292t。吊装作业时，CC2800-1/600t履带起重机最大负荷率为（292÷326）×100%=89.57%。吊装就位时，最大吊装高度为13m。
2. 作业依据
2.1. 起重技术手册
2.2. 起重机械安装使用维修检验手册（上、下卷）•北京：冶金工业出版社 2000.1
2.3. Terex-Demag CC 2800-1/600t履带起重机使用说明书
2.4. 储油罐体设计图纸和安装要求
3. 作业准备和条件要求
3.1. 工机具准备：采用1台CC2800-1/600t履带起重机为主力吊装机械，结合1台QY50/50t汽车起重机为辅助吊装机械。CC2800-1/600t履带起重机采用SSL42m工况，180t后配重和60t 车体压重，配备300t 超起配重，在15m超起半径进行吊装。其余如链条葫芦、钢丝绳、卡环、麻绳等吊装工具一批。
3.2. 场地要求
3.2.1. 场地布置：吊装现场场地地面处理及布置需充分考虑储油罐体起吊、储油罐体就位时的场地需要，现场布置和储油罐体吊装平面图如图1、2所示。

3.2.2. 地压要求：根据德马格地压计算软件计算,CC2800-1/600t履带起重机SSL42m工况,配备300t超起配重,在15m超起半径以及22m跨距下起吊总重量为292t的情况下,要求的最大地压为46t/m2。在CC2800-1/600t履带起重机站位位置铺垫专用地基箱板（外型尺寸为6m×2.4m）以扩大履带的受力面积，基箱板垂直履带布置，每条履带的受力面积扩大到6×12=72m2。考虑到地基箱板在承受重压后，受力位置会出现轻微变形，所以，铺垫专用地基箱板后的地压要求为(46×11.66×1.5×2)÷(72×2×0.50)=22.35t/ m2。
3.2.3. 吊装场地处理：如上图所示，平行于船体修整一条宽为13m，长度满足所有储油罐体吊装要求的道路。路面要求平整、坚实，无明显坑洼，道路承压能力不小于22.35t/ m2，并沿吊机履带行走路径铺垫厚度为30mm以上的钢板。吊机超起配重回转区域应与吊机行走道路保持水平或略低于吊机行走道路，区域内要求平整，并无明显高出地面的障碍物。吊装作业时，在CC2800-1/600t履带起重机站位位置铺垫与履带垂直的专用路基箱板。
4. 关键工序质量控制点
4.1. 储油罐体起吊时吊机作业半径确认。
4.2. 储油罐体提升过程。
4.3. 储油罐体就位时吊机作业半径确认。
5. 作业工艺流程
作业流程：施工现场清理及处理→储油罐体拖运至指定位置→CC2800-1/600t履带起重机安装、检查→储油罐体起吊→储油罐体就位→施工资料整理、吊机拆卸退场
6. 作业程序
6.1. 储油罐体拖运
6.1.1. 储油罐体拖运工作由罐体制作方在CC2800-1/600t履带起重机进场作业前完成，不属于吊装作业范围，在此不进行详细描述。储油罐体的摆放位置如图1所示。
6.2. CC2800-1/600t履带起重机在安装好后，对个机构进行全面的检查，并进行空载试验。在吊装站位的地方进行行走和磨车，检验吊装场地的承压能力是否能够满足要求。
6.3. 储油罐体起吊
6.3.1. CC2800-1/600t履带起重机SSL42m工况，配置300t 超起配重，在15m超起半径和22m作业半径将储油罐体缓慢起吊，储油罐体起吊的高度以离开其支撑底座为宜（离地面高度约1.5m）。在储油罐体离开底座后，CC2800-1/600t履带起重机逆时针缓慢回转约13度，利用人力将罐体顺时针转动约50度（以罐体与船体的距离不小于600mm为宜），如图3所示。然后吊机缓慢起钩，将储油罐体提升到其底部离地面约13米。
注意：在储油罐体吊离底座后，操作吊机逆时针回转约13°，并将罐体降低到离地面高约200mm，悬停10分钟，观察地面承压情况。确认吊机站位处无异常现象后，将罐体提升至离地面约1.5m左右，在条件允许范围内操作吊机进行左右回转，并在机械性能允许范围内进行增幅和减幅操作，检查吊机各机构性能，确认吊机各机构无异常情况。 
 

 
6.3.2. 安全距离计算
6.3.2.1. 储油罐体起吊时安全距离计算
吊臂头到地面的垂直高度：  420002-（22000-2451-1400）2 +2930=40830mm
吊臂头夹角:ａ=arcSin(22000-2500-1400)/42000=25.53°
储油罐体起吊时其最宽处到吊臂头顶部的垂直距离:40830-（1500+9000/2）=34830mm，储油罐体吊装点中心到吊臂距离H:tgａ=34830/H  H= tg25.53°×34830=16635mm因为吊臂头滑轮组到吊臂头主弦管的距离为450mm, 储油罐体吊点中心到边缘的距离为29000/2=14500mm
所以罐体最宽处边缘到吊臂的距离为(16635+450)-14500=2585mm
6.3.2.2. 储油罐体提升到13m高度时安全距离计算
吊臂头到地面的垂直高度：  420002-（22000-2451-1400）2 +2930=40830mm
吊臂头夹角:ａ=arcSin(22000-2500-1400)/42000=25.53°
储油罐体提升到13m高度时其最宽处到吊臂头顶部的垂直距离:40830-（13000+9000/2）=23330mm，储油罐体吊装点中心到吊臂距离H:tgａ=23330/H  H= tg25.53°×23330=11143mm，因为吊臂头滑轮组到吊臂头主弦管的距离为450mm,由图3可知，吊臂在储油罐体吊点中心到边缘投影的距离为5093mm
所以储油罐体提升到13m高度时，储油罐体最宽处边缘到吊臂的距离为(11143+450)-5093=6500mm
6.4. 储油罐体吊装就位
6.4.1. 当储油罐体提升到其底部离地面约13米时，CC2800-1/600t履带起重机顺时针缓慢回转约56度。与此同时，利用溜绳将储油罐体进行顺时针转动，使其正对安装位置，然后吊机缓慢松钩，将其放到安装位置。待储油罐体固定后，吊机松钩。
 

6.4.2. 安全距离计算
6.4.2.1. 储油罐体正对安装位置时安全距离计算
吊臂头到地面的垂直高度：  420002-（22000-2451-1400）2 +2930=40830mm
吊臂头夹角:ａ=arcSin(22000-2500-1400)/42000=25.53°
储油罐体正对安装位置时其最宽处到吊臂头顶部的垂直距离:40830-（13000+9000/2）=23330mm，储油罐体吊装点中心到吊臂的垂直距离H:tgａ=23330/H  H= tg25.53°×23330=11143mm，因为吊臂头滑轮组到吊臂头主弦管的距离为450mm,由图3可知，吊臂在储油罐体吊点中心到边缘投影的距离为6657mm
所以储油罐体正对安装位置时，储油罐体最宽处边缘到吊臂的距离为(11143+450)-6657=4936mm
6.4.2.2. 储油罐体就位时，船体边缘与吊臂的安全距离计算（船体高度为12000mm）
吊臂头到地面的垂直高度：  420002-（22000-2451-1400）2 +2930=40830mm
吊臂头夹角:ａ=arcSin(22000-2500-1400)/42000=25.53°
船体最宽处到吊臂头顶部的垂直距离:40830-12000=28830mm，船体中心到吊臂的垂直距离H:tgａ=28830/H  H= tg25.53°×28830=13769mm，因为吊臂头滑轮组到吊臂头主弦管的距离为450mm,由图3可知，吊臂在船体中心中心到边缘投影的距离为10533mm
所以储油罐体就位时，船体最宽处边缘到吊臂的距离为(13769+450)- 10533=3686mm
6.5. 钢丝绳选择计算
如图4所示，储油罐体吊装时采用4根直径为78mm，长度为36m的钢丝绳8倍倍率进行起吊，钢丝绳的抗拉强度为1670MPa，单头破断拉力为323t。吊点位于水平中心线下方12000mm处，吊点之间的水平距离为17400mm。吊装时，吊装钢丝绳的夹角为ａ=arcSin [ (4500-1200)2+(17400÷2)2 /(36000÷2) ]=31°。吊装钢丝绳安全系数为K=323×8×cos31°/280=7.91>6。吊装钢丝绳到吊钩的高度为h=18000×cos31°=15429mm。储油罐体提升至最高点时，吊臂顶部到储油罐体水平中心线的距离为23330mm，当储油罐体提升至最高点时，吊装钢丝绳顶部到吊臂顶部的距离为23330-（15429-1200）=9101mm。所以，储油罐体吊装时采用4根直径为78mm，长度为36m的钢丝绳8倍倍率进行起吊，满足吊装要求。
 

7. 作业应达到的质量标准和技术要求
7.1. 储油罐体设计图纸和安装工艺要求。
8. 作业过程安全环保措施
8.1. 施工前施工负责人和技术负责人必须做好安全、技术、环保交底，做到人人心中有数，各司其责。
8.2. 吊机应由专人负责指挥，指挥信号清晰明确后方能作业。
8.3. 高空作业人员必须系好安全带，挂在牢靠处。
8.4. 施工时设立安全警戒区，用安全色带围住，禁止非施工人员进入施工现场。任何时候，任何人不得在吊机下逗留或通行，非工作人员不得进入吊装范围内。
8.5. 吊装大件时必须系好麻绳，防止构件空中打转。
8.6. 使用电动工具时防止漏电，雨天禁用。
8.7. 级以上的大风或其它恶略天气，停止吊装作业。
8.8. 吊装前确认地面和地基的承压能力，防止因地基原因造成事故。
8.9. 施工过程中做好可靠的预防措施，出现漏油情况应及时用容器接好，关闭相关阀门，同时清除油污。要求文明施工，将施工中产生的垃圾分类回收，节约能源保护环境。
9. 结语
使用大型履带式起重机在陆地进行油轮储油罐体吊装作业很好地解决了内河船厂，航道水深较浅，300t以上的浮吊无法通航这一难题。而且储油罐体与船体都是在岸上制造，使用浮吊进行储油罐体吊装时 先将船体托运至水里，再将储油罐体托运至靠近船体的岸边，以方便浮吊进行吊装作业。而使用大型履带式起重机在陆地进行油轮储油罐体吊装，是将储油罐体吊装完成后，再将船体托运至水里，这样减少了将储油罐体托运至靠近船体的岸边这一作业步骤，大大节省了储油罐体吊装的工作量。

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