問題提出

某項(xiàng)目中精餾塔，設(shè)計(jì)壓力2MPa，材料為09MnNiDR，直徑為2200mm，設(shè)備總高為77440mm，設(shè)備凈質(zhì)量為140噸。穿衣戴帽吊裝重量為180噸。

與吊裝公司溝通后，將軸耳和尾吊位置設(shè)置在下圖位置：

按照HG/T 21574-2008，對于2200的直徑，單個(gè)吊耳吊重最大為50噸，且筒體壁厚需要達(dá)到40mm以上。此設(shè)備頂部厚度20mm，最大吊裝重量為180噸。 設(shè)備的吊裝重量遠(yuǎn)大于軸耳的承載能力，吊耳所需筒體最小壁厚遠(yuǎn)大于設(shè)備吊耳位置的壁厚，此時(shí)設(shè)備主體已經(jīng)制作完成。

問題出現(xiàn)的原因

設(shè)計(jì)人員未考慮吊裝工況，所以頂部只按照強(qiáng)度計(jì)算，筒體厚度設(shè)置比較薄。

問題解決思路

參考SH/T3515的附錄D，選用Ⅲ號，2000KN或Ⅳ號，2300KN的吊耳。230噸的吊耳可以解決吊耳本身強(qiáng)度的問題。

SH/T3515的軸耳

再根據(jù)吊裝重量180噸，考慮吊裝過程中從0°到90°狀態(tài)各個(gè)角度的載荷值，并考慮吊索方向與垂直方向夾角誤差，分別計(jì)算吊耳在各載荷下，采用WRC107模塊，對筒體局部應(yīng)力的影響。在計(jì)算0°到90°的載荷值時(shí)，編制了計(jì)算表格，方便得到正確的載荷。

得到起吊過程中各個(gè)角度的軸耳處的6個(gè)載荷后，可以使用SW6的WRC107模塊進(jìn)行校核。

通過試算，在吊重180噸時(shí)，吊索與垂直方向夾角控制在3°以內(nèi)，選用2000KN或2300KN的吊耳，其墊板直徑>=1260的情況下，起吊可以通過。如果選用2300KN的吊耳則可用標(biāo)準(zhǔn)吊耳，選用2000KN的吊耳，需要修改吊耳墊板外徑。通過討論，最終選用2300KN的吊耳。

經(jīng)起吊，設(shè)備平穩(wěn)安裝成功。

軸耳設(shè)計(jì)容易出現(xiàn)的問題

軸耳在設(shè)計(jì)中不僅僅應(yīng)該考慮強(qiáng)度，與筒體焊縫或者其他接管附件的干涉的問題，還應(yīng)該考慮是否影響整個(gè)設(shè)備的安裝。從設(shè)備水平放置到設(shè)備豎直90°的整個(gè)過程，吊索在其過程中都不能與設(shè)備的部件干涉。在某項(xiàng)目中出現(xiàn)非常多軸式吊耳影響安裝的情況。影響安裝主要體現(xiàn)在下面3方面：

1.軸式吊耳在耳座下方，由于耳座需要放置在鋼梁或基礎(chǔ)上，軸式吊耳過程中將會與耳座或者鋼梁干涉，吊耳無法使用。

2.軸式吊耳上方，或斜上方有管子或者附件，在設(shè)備起吊過程中，吊索無法繞過上部管子或者附件。

3.軸式吊耳過短，上部附件過大，導(dǎo)致吊索壓住附件，損傷附件。

這些問題在現(xiàn)場造成了很大的麻煩，最后放棄采用軸式吊耳吊裝，采用其它的方法，如將吊索掛在大接管，大法蘭，大螺柱上。

所以在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該考慮軸式吊耳是否會影響整個(gè)設(shè)備的安裝。軸式吊耳應(yīng)該考慮的問題有：

1. 強(qiáng)度問題，軸耳管以及焊縫是否能夠承受強(qiáng)度。

2. 剛度問題，校核軸耳的局部應(yīng)力，不造成局部應(yīng)力過大，導(dǎo)致筒體變形。

3. 干涉問題，與其他管口，附件是否干涉，在起吊過程中是否能夠使吊索無障礙的吊裝

    

HG/T21574-2008中軸耳計(jì)算的問題：

在HG/T21574-2008中有軸耳的計(jì)算示例，和軸耳的最大吊重，在使用過程中往往會出現(xiàn)一些問題。

1. 只校核軸耳在0°或90°的吊裝情況，缺乏對各個(gè)角度的校核，有隱患。

2. 只校核軸耳本身強(qiáng)度，不校核軸耳處局部應(yīng)力。軸耳本身強(qiáng)度一般很容易通過，軸耳的尺寸已經(jīng)保證了軸耳的起吊載荷能夠達(dá)到單個(gè)吊耳的最大吊重值。但是由于筒體壁厚太低，可能會造成局部變形過大，失效等情況。實(shí)際是局部應(yīng)力限制了吊耳的吊重。

3. 規(guī)范中軸耳吊耳的最大吊重及設(shè)置吊耳處的殼體最小厚度及墊板厚度要求過于保守，低壓薄壁設(shè)備基本都無法達(dá)到要求，需要增加整體厚度，不經(jīng)濟(jì)。

4. 不校核起吊過程中各個(gè)截面的受力狀態(tài)，可能造成筒體某處彎矩過大，變形或者失效。

解決軸耳計(jì)算的問題：

針對上面四種情況可以進(jìn)行如下應(yīng)對：

1. 計(jì)算各個(gè)角度的載荷情況，校核軸耳和尾吊。在《pressure vessel design manual》一書中，對起吊的各個(gè)角度載荷分布有很詳細(xì)的力學(xué)分析，可以根據(jù)這本書編制相應(yīng)的表格進(jìn)行計(jì)算。

2. 對各個(gè)角度情況獲得軸耳的局部載荷，使用WRC107校核局部應(yīng)力。

3. 由于已經(jīng)校核了局部應(yīng)力，可以忽略標(biāo)準(zhǔn)中的筒體最小厚度要求。

4. 計(jì)算起吊過程中各個(gè)截面的受力狀態(tài)，找出危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核。

軸耳局部應(yīng)力調(diào)整技巧：

軸耳計(jì)算不能通過往往是因?yàn)榫植繎?yīng)力無法通過。此時(shí)對可能出現(xiàn)的情況應(yīng)對措施如下：

1. 移動(dòng)軸耳尾吊位置使得軸耳分配的力減少，軸耳遠(yuǎn)離重心分配的力將會減少。

2. 縮減軸耳高度使軸耳處的作用在筒體上力臂減少，相應(yīng)彎矩減少。

3. 夾角15°造成的垂直于筒體壁的徑向載荷太大，使得局部應(yīng)力很難通過，此時(shí)可以通過減少夾角來縮小徑向載荷。由于軸耳的起吊一般使用的平衡梁，能基本保證夾角在一個(gè)小的范圍之內(nèi)。

4.遇到墊板尺寸較大，超界無法計(jì)算的，可以先將墊板縮小計(jì)算，如果能通過，則說明大尺寸的墊板是安全的。

5. 如果采用最大載荷計(jì)算局部應(yīng)力無法通過，可以考慮對每個(gè)角度上的應(yīng)力單獨(dú)計(jì)算局部應(yīng)力。

注：局部應(yīng)力應(yīng)該在壓力為0，溫度為常溫，不考慮腐蝕下進(jìn)行。

起吊過程中危險(xiǎn)截面校核

在起吊過程中，由于載荷過大，設(shè)備壁厚較輕，吊耳位置限制，需要對危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核。

校核方法可以參照《pressure vessel design manual》的吊裝部分：

《pressure vessel design manual》給了4種模型，分別給了最大彎矩的計(jì)算方法。對危險(xiǎn)面的評定：

圓筒軸向壓應(yīng)力穩(wěn)定性校核：M/W=4M/πD2t,控制在B值之內(nèi)。

剪切應(yīng)力控制為0.7倍許用應(yīng)力。

PVElite在吊裝中的作用

PVElite對板式吊耳，側(cè)壁式吊耳，軸耳，尾吊均有程序可以計(jì)算。對比而言，它的計(jì)算有如下特點(diǎn)：

1.動(dòng)載系數(shù)一般取1.5.

2.自動(dòng)分析吊耳及焊縫的載荷，并和局部應(yīng)力一起校核。

3.吊耳會校核各個(gè)角度載荷，以及危險(xiǎn)截面。但是需要在load case中 installation/ Msc. Options中設(shè)置Rigging data，尾吊和吊耳的位置。

軟件計(jì)算從0-》90度的各個(gè)載荷，每5度進(jìn)行載荷顯示，實(shí)際計(jì)算的時(shí)候是按照每1°計(jì)算，獲得最大值。

然后對吊裝過程中的截面進(jìn)行評定