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火炬塔架吊裝過程中應(yīng)力監(jiān)測

來源:南京聚航科技有限公司   2022年10月13日 13:31  

某化工工業(yè)公司30萬t乙烯工程中火炬塔架因高且大,很難采取分段吊裝。都是在現(xiàn)場臥式拼裝完工以后,再通過桅桿吊裝豎立起來。由于這些設(shè)備又高又重,在臥式狀態(tài)吊裝時(shí),自重所產(chǎn)生的應(yīng)力將非常大。特別是在吊點(diǎn)附近,由于集中力的作用,其應(yīng)力更大。吊裝是否安全取決于這些部位應(yīng)力的大小,考慮不當(dāng)會造成設(shè)備損壞或人身事故。

如果在吊裝過程中,采用電測法對火炬塔架進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)測,了解危險(xiǎn)部位應(yīng)力狀況,則可以減少甚至避免事故的產(chǎn)生。這是保證現(xiàn)場吊裝安全的重要手段。

應(yīng)力監(jiān)測

塔架總高121.5m,重236.5t,塔架是桁架結(jié)構(gòu)。采用A型桅桿扳倒法豎立。儀器采用聚航科技生產(chǎn)的JHYC靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng),可用于試驗(yàn)性測量,也可用于長期監(jiān)控測量。儀器設(shè)置全軟件操作,實(shí)時(shí)顯示應(yīng)變值,儲存數(shù)據(jù),并自動生成測試報(bào)告,在線打印。

實(shí)際測量中,對塔架的兩個起吊點(diǎn)附近的各桿件及底部支點(diǎn)各桿件分別布置應(yīng)變片。塔架吊裝前用多個枕木垛支撐起來,并用水平儀測量其水平度,以便盡量減少其在初始狀態(tài)下的應(yīng)力。

1為上起吊點(diǎn)(即在86m高處的起吊點(diǎn))附近主要受力桿件的應(yīng)力值;表2為支腿而塔柱和斜桿的應(yīng)力值,由表1、表2列出的測量結(jié)果可得到以下結(jié)論:

火炬塔架.png

對于這些桁架結(jié)構(gòu),以往習(xí)慣的簡化計(jì)算方法都是將節(jié)點(diǎn)簡化為鉸,也就是認(rèn)為各桿件是二力桿,只有軸向力作用,沒有彎矩的作用。

測量結(jié)果表明,在有集中力及力矩作用點(diǎn)附近(如吊點(diǎn)等)的各桿件,不僅僅是拉壓桿件,還存在著彎曲應(yīng)力,有時(shí)甚至占主導(dǎo)地位。如上起吊點(diǎn)的上塔柱2、3點(diǎn)的軸向平均應(yīng)力是17.3MPa,而其彎曲應(yīng)力竟達(dá)到±79.3MPa;斜桿、橫桿在起吊點(diǎn)附近1m的范圍內(nèi),彎曲應(yīng)力也占了不小的比重;支腿下塔柱的軸向平均應(yīng)力是-10.7MPa,而彎曲應(yīng)力竟達(dá)到±63.8MPa。

在遠(yuǎn)離起吊點(diǎn)的區(qū)域,彎曲應(yīng)力的比重則大大下降。如上起吊點(diǎn)的下塔柱的15、16兩點(diǎn),軸向應(yīng)力為-58.2MPa,而其彎曲應(yīng)力只有±0.4MPa,幾乎可以忽略不計(jì)。

上述現(xiàn)象表明,桁架節(jié)點(diǎn)簡化為鉸來計(jì)算的條件,是各節(jié)點(diǎn)必須處于沒有集中力或力矩作用的區(qū)域。對于不滿足這個條件的桿件必須考慮彎曲應(yīng)力的作用,對其進(jìn)行彎曲應(yīng)力強(qiáng)度校核。

由于集中力作用的區(qū)域,理論簡化條件比較難以確定,因此,除了事先作必要的簡化計(jì)算外,吊裝現(xiàn)場測量是一個重要的*可或缺的手段。通過實(shí)測,可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,避免重大事故的發(fā)生。

實(shí)測遇到的問題及解決方法

導(dǎo)線的布局問題

大型結(jié)構(gòu)的被測區(qū)域一般距離測量儀器都比較遠(yuǎn),引線長度一般都在100m以上,如果進(jìn)行多點(diǎn)測量,每個應(yīng)變片都用長導(dǎo)線引到測量儀器上,這不僅耗費(fèi)了大量的導(dǎo)線,而且一旦出現(xiàn)問題,也很難找到故障點(diǎn)。此時(shí),*好采用自動巡回檢測電阻儀,將其換點(diǎn)箱放在被測點(diǎn)附近,這樣就大大縮短了應(yīng)變片到自動換點(diǎn)箱的距離,如果位置放置得當(dāng),導(dǎo)線可以控制在10m以下。這樣不僅節(jié)省了大量導(dǎo)線,而且很容易就能找到故障點(diǎn)。由自動換點(diǎn)箱引出一根四芯屏蔽測量線和一組控制引線到測量儀器和控制箱上,可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動換點(diǎn)。如果測量儀器采用自動打印記錄裝置,可以大大提高測量速度,并減少測量誤差。測量線電阻應(yīng)提前測量,以便對測量結(jié)果進(jìn)行修正。

電阻應(yīng)變片防潮問題

由于現(xiàn)場實(shí)測準(zhǔn)備工作量較大,通常電阻片粘貼完成后需要幾天時(shí)間才能正式測量,室外防潮和防損問題十分突出。實(shí)踐證明,常溫固化環(huán)氧樹脂是較為理想的防潮材料,它不僅可以防潮,還可以達(dá)到防損的目的。應(yīng)變片粘貼完以后用熱吹風(fēng)機(jī)吹走潮氣,然后再涂上防潮材料。

電阻片的溫度補(bǔ)償問題

現(xiàn)場條件差,測量時(shí)間長,因此要特別注意溫度補(bǔ)償片的布置。一般采用分區(qū)補(bǔ)償,區(qū)域不可太大。補(bǔ)償片必須放在被測區(qū)域的附近,以減少溫度引起儀器讀數(shù)的漂移,并縮短測量時(shí)間。溫度補(bǔ)償片的導(dǎo)線與工作片的導(dǎo)線方向*好一致,以確保導(dǎo)線溫度場相同。

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