Кондуктор для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных
CONDUCTOR FOR ASSEMBLY AND INSTALLATION OF STATIONARY SPHERICAL ROOFS OF VERTICAL CYLINDRICAL STEEL TANKS

Изобретение относится к резервуаростроению, в частности к монтажной оснастке и приспособлениям для монтажа резервуаров вертикальных цилиндрических стальных, к устройствам для сборки и монтажа щитов стационарных сферических крыш.
Известно устройство для монтажа плавающей крыши резервуара (Пат. №99801 U1, кл. Е04Н 7/00, опубл. 27.11.2010 г), включающее ходовой и грузоподъемный элементы, два аналогичных по конструкции радиально-циркульных грузоподъемных крана, шарнирно соединенных между собой, каждый из которых включает ходовую раму, снабженную двумя колесами с обрезиненными ободами, одно из которых является ведущим и имеет индивидуальный электропривод с редуктором, грузонесущую балку, дистальный конец которой опирается на А-образную опору, неподвижно соединенную своими ногами к ходовой раме, проксимальные концы грузонесущих балок обоих радиально-циркульных грузоподъемных крана шарнирно соединены на верхней части центральной стойки, причем грузонесущие балки радиально-циркульных грузоподъемных кранов расположены на двух уровнях.
Известно устройство для монтажа резервуара (Пат. №95715 U1, кл. Е04Н 7/04, опубл. 10.07.2010 г), включающее элементы, фиксирующие проектное положение стенки резервуара, элементов плавающей крыши, два аналогичных по конструкции полукозловых крана, причем каждый из которых состоит из горизонтальной грузовой балки, консоль которой выходит за пределы стенки резервуара, опорных ног, опирающихся на ходовой элемент, имеющий две ходовые тележки, одна из которых снабжена электроприводом с зубчатой колесной парой, грузовые балки снабжены тремя электротельферами с дистанционным пультом управления; подкрановый путь, уложенный по внутреннему периметру стенки резервуара, радиус кривизны которого соответствует радиусу стенки резервуара, с учетом необходимого технологического зазора между стенкой резервуара и выступающей частью ходового элемента полукозлового крана; инвентарные сборно-разборные леса-подмости, устанавливаемые на двух сближенных друг с другом полукозловых кранах, состоящие из вертикальных стоек, связей между стойками, настила, лестничной клетки, грузовых балок, установленных над верхним ярусом лесов-подмостей, радиально в отношении резервуара, с монорельсом и электротельферами, центральную опорную стойку, неподвижно установленную в центре днища резервуара, состоящую из опорной плиты с радиальными косынками усиления, имеющую на верхней части опорно-радиальные подшипники скольжения для шарнирного соединения консолей грузовых балок полукозловых кранов.
Известные технические решения представляют собой подъемные механизмы, которые обеспечивают перемещение узлов плавающей крыши на место монтажа. При этом данные технические решения не обеспечат возможность монтажа укрупненных щитов стационарных сферических крыш и их подъема с сохранением заданного проектного положения.
Известны способ сооружения цилиндрического резервуара методом подращивания и устройство для его осуществления (Пат. №2261313 С2, кл. Е04Н 7/04, опубл. 27.09.2005 г). Устройство содержит подъемники со стойками и подкосами, грузозахватные элементы, порталы подъемников устройства установлены попарно на общей раме снаружи и внутри резервуара, каждый из которых включает по две стойки, выполненные в виде спаренной храповой рейки и соединенные между собой верхней связью, толкатель, выполненный в виде спаренной храповой рейки, на верхнем конце которого имеется стержень с продольной прорезью, а на нижнем -пята, свободно контактирующая со штоком гидродомкрата, установленного в раме подъемников, причем верхний конец толкателя проходит через верхнюю связь портала и фиксирован направляющим пальцем, исключающим его поворот по вертикальной оси, каждый портал подъемников снабжен ползуном, выполненным в виде горизонтальной балки, который имеет упорные собачки, контактирующие с храповыми рейками стоек и толкателя, кроме того, к ползунам наружного и внутреннего порталов подъемников шарнирно подвешены грузовые балки с возможностью регулирования их положения в вертикальной плоскости (по высоте); на грузовые балки с возможностью регулирования их положения в горизонтальной плоскости установлены траверсы из расчета не менее двух на каждый лист пояса с радиусом кривизны, соответствующим внутреннему радиусу резервуара, которые снабжены болтами-фиксаторами, перпендикулярно к верхней связи порталов прикреплены регулируемые по длине консоли, на концах которых в сторону стенки резервуара, установлены опорные ролики, а на средней части подвешены монорельсы для перемещения талей по периметру резервуара, образующие замкнутое кольцо.
Известны способ сооружения резервуаров с купольной крышей методом подращивания и устройство для его осуществления (Пат. №2259453 С2, кл. Е04Н 7/06, опубл. 27.08.2005 г). Устройство содержит подъемный узел, стойки с подкосами, грузозахватные элементы, отличающееся тем, что подъемный узел выполнен в виде червячной пары с редуктором и электроприводом, силовой червяк которого расположен вертикально на упорном и радиальном подшипниках внутри стойки, причем нижняя часть силового червяка с червячным колесом редуктора имеет шлицевое соединение, а стойка выполнена в виде трубы с продольной прорезью для хода грузозахватной консоли, неподвижно соединенной с силовой гайкой, перемещаемой силовым червяком в стойке, при этом нижняя часть стойки неподвижно прикреплена к раме устройства.
Здесь следует отметить, что сооружение резервуаров способом подращивания из-за нерешенности вопроса обеспечения устойчивости резервуаров в процессе монтажа не получило широкого распространения. Также недостатком вышеуказанных технических решений является не решенный вопрос защиты рабочих мест от атмосферных осадков, низких температур, что приводит к снижению технической безопасности производства работ, условий труда, препятствует непрерывному производству сварочных и других работ. Вышеприведенные технические решения включают большое количество совмещенных технологических операций, что усложняет процесс монтажа.
Известен кондуктор для монтажа шарового резервуара (Авт. св. №1086096 А, кл. Е04Н 7/14, опубл. 15.04.1984 г). Кондуктор для монтажа шарового резервуара содержит вертикально расположенные полукольца, выполненные с тягами, горизонтально расположенные торцовые кольца и фиксирующие элементы, дополнительные горизонтально расположенные кольца размещенные с одинаковым шагом между торцовыми кольцами, причем вертикально расположенные полукольца выполнены с пазами под фиксирующие элементы, при этом горизонтально расположенные и торцовые кольца выполнены составными из полуколец с пазами, соосными пазам в вертикально расположенных полукольцах, а тяги последних выполнены гибкими, причем горизонтально расположенные и торцовые кольца и тяги каждого из вертикально расположенных полуколец соединены между собой регулирующими стяжками.
Недостатками данного решения является невозможность осуществления с его помощью сборки и монтажа щитов стальных стационарных сферических крыш резервуаров, поскольку форму резервуара в известном техническом решении создают перед монтажом посредством конструкции, состоящей из колец, полуколец и гибких тяг, что неприменимо к сборке и монтажу щитов стальных стационарных сферических крыш резервуаров. Кроме того, известное решение имеет сложную конструкцию, имеющую шарнирные элементы, не обеспечивающие достаточной жесткости в отличие от сварных стыков.
Проведенный анализ уровня техники показал известность различных методов монтажа крыш резервуаров, однако, технического решения, раскрывающего схожее решение с заявляемым, не выявлено.
Технической задачей является создание кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных, который позволит исключить деформации укрупненных щитов при укрупнительной сборке и монтаже за счет равномерно распределенного множества точек закрепления, а его конструктивная жесткость будет гарантировать пространственную неизменяемость и идентичность собираемых и устанавливаемых на резервуар укрупненных щитов.
Технический результат заключается в оптимизации методов монтажа и повышении качества выполнения работ при монтаже щитов стальных стационарных сферических крыш резервуаров.
Техническая задача и технический результат достигаются тем, что кондуктор для сборки стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных содержит фиксирующие проектное положение монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара радиальные балки, вальцованные по радиусу щита стальной стационарной сферической крыши резервуара, и поперечные балки, жестко соединенные между собой с образованием формы монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара, при этом радиальные балки и поперечные балки дополнительно жестко соединены между собой связевыми балками или поперечные балки дополнительно жестко соединены центральной балкой, и прижимные устройства, закрепленные на радиальных балках, причем на нижней и верхней поверхности радиальных балок закреплены строповочные скобы, при этом ширина кондуктора соответствует ширине монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара.
Дополнительно кондуктор для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных может быть снабжен ограждением, установленным на радиальных балках.
Конструкция кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных изображена на фиг.1 и 2.
На фигуре 1 изображена схема укрупнения щитов стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных с применением кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных.
На фигуре 2 изображены принципиальные схемы обеспечения неизменяемости и жесткости кондукторов для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных (а - со связевыми балками, б - без связевых балок).
На фигуре 3 изображена деформация щита стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных в проектном положении после снятия нагрузки с крана без кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных.
На фигуре 4 изображена установка укрупненного щита стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных с кондуктором для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных в проектное положение.
На фигурах приведены следующие позиции:
1 - кондуктор для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных;
2 - радиальные балки;
3 - поперечные балки;
4 - связевые балки;
5 - центральная балка;
6 - укрупненный щит крыши резервуаров вертикальных цилиндрических стальных;
7 - стенд для укрупненной сборки щитов крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных;
8 - прижимные устройства;
9 - ось монтажного стыка радиальных балок;
10 - кольцевые подмости;
11 - строп;
12 - кран;
13 - опорное кольцо;
14 - центральный щит стационарной сферической крыши;
15 - центральная монтажная стойка.
Кондуктор для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных (фиг.1, 2) содержит фиксирующие проектное положение монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара радиальные балки 2, поперечные балки 3, жестко соединенные между собой с образованием формы щита стальной стационарной сферической крыши резервуара 6, связевые балки 4, соединенные с радиальными балками 2 и поперечными балками 3, или центральную балку 5, соединенную с поперечными балками 3 по центральной оси кондуктора 1. Прижимные устройства 8 закреплены на радиальных балках 2. Строповочные скобы установленные на нижней и верхней поверхности радиальных балок 2, при этом ширина кондуктора 1 соответствует ширине монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара 6. Радиальные балки 2 выполнены вальцованными по радиусу щита стальной стационарной сферической крыши резервуара 6.
Кондуктор для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных работает следующим образом.
На основании, содержащем гравийно-песчаный слой, монтируют стенд для укрупненной сборки щитов крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных 7. На стенд для укрупненной сборки щитов крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных 7 укладываются щиты стационарной сферической крыши резервуара.
Для фиксации проектного положения и исключения деформации укрупненных щитов стационарной сферической крыши 6 при укрупнительной сборке и монтаже, а также для обеспечения конструктивной жесткости, на щит стационарной сферической крыши резервуара монтируется повторяющий форму щита стальной стационарной сферической крыши резервуара кондуктор 1, ширина которого соответствует ширине монтируемого щита стальной стационарной сферической крыши резервуара, что позволяет закрепить его прижимными устройствами 8, закрепленными на радиальных балках 2, к щиту стационарной сферической крыши резервуара. Далее производится выверка радиуса щита стационарной сферической крыши резервуара и дальнейшая приварка в зоне стыка двух щитов стационарной сферической крыши резервуара. После выполняется монтаж укрупненного щита стационарной сферической крыши 6 на резервуар, путем зацепа стропа 11 за строповочные скобы (на фигурах не показаны), поднятия на резервуар. После установки всех укрупненных щитов стальной стационарной сферической крыши резервуара 6 с применением кондуктора 1, на резервуар осуществляют монтаж стационарной сферической крыши до полной готовности, включая, монтаж и сварку настила, и монтаж секторов каркаса и настила.
Перемещение и установка укрупненных щитов стационарной сферической крыши, представляющих собой пространственную рамную конструкцию длиной до 25 м и шириной до 7 м, на резервуар в настоящее время осуществляется с применением четырехветъевого стропа; закрепление в этом случае осуществляется в четырех точках и приводит к деформации укрупненного щита стационарной сферической крыши под собственным весом в радиальном и вертикальном направлениях, из-за чего после установки на опорное кольцо и центральный щит (до приварки) необходимо осуществлять вертикальное маневрирование стрелой крана для выставления высотных отметок щита в проектную геометрическую форму.
Использование предлагаемого кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных позволит исключить вышеуказанные деформации укрупненных щитов за счет равномерно распределенного множества точек закрепления (обеспечивается прижимными элементами, так как кондуктор повторяет форму щита), а конструктивная жесткость кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных, обеспечиваемая за счет жесткого крепления радиальных балок и поперечных балок, а также дополнительного жесткого крепления радиальных балок и поперечных балок с связевыми балками или поперечных балок с центральной балкой, гарантирует пространственную неизменяемость. Использование радиальных балок, вальцованных по радиусу щита стальной стационарной сферической крыши резервуара, жестко соединенных с поперечными балками с образованием формы щита стальной стационарной сферической крыши резервуара обеспечивает идентичность собираемых и устанавливаемых на резервуар укрупненных щитов, что оптимизирует процесс сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных и повышает качество выполнения работ при монтаже щитов стальных стационарных сферических крыш резервуаров.
Для резервуаров радиусом до 35 м используют конструкцию кондуктора со связевыми балками, для резервуаров радиусом более 35 м применяют конструкцию кондуктора с центральной балкой для обеспечения большей конструктивной жесткости.
Временное ограждение для безопасного выполнения работ на высоте размещается на конструкции кондуктора для сборки и монтажа стационарных сферических крыш резервуаров вертикальных цилиндрических стальных, что исключает дополнительные сварочные операции по приварке ограждения через накладные пластины непосредственно к металлу укрупненного щита крыши с последующим удалением сварных швов и проведением неразрушающего контроля.