大型设备吊装如何选用钢丝绳
大型设备吊装工程中钢丝绳的选用,是要进行计算的。计算着重依据四点:1、设备重量的确定;2、安全系数的选择;3、捆绑工艺的运用;4、吊装工作环境的影响。
一、根据现场提供的工程图纸资料等确定设备重量,并结合实际勘察判断所提供的设备重量是否准确。最后还要结合起重机械吊装时显示的实际载荷确认设备重量。
二、根据设备原设计的吊点数量,确定吊索(钢丝绳)肢数。
三、再根据吊索(钢丝绳)肢数计算受力的大小,按照钢丝绳许用拉力,选择合适的直径。
四、应根据起吊工艺计算钢丝绳载荷,安全系数取5-7倍。对于吊运特别重要的大型设备时,钢丝绳一般应选用更高的安全系数。
五、 大型设备吊装应选择比较柔软、易弯曲的6×37的钢丝绳。
六、特殊情况下在那种冶金行业的高温坏境中长时间的吊装,应该考虑钢丝绳绳芯选用耐高温的石棉芯。在有腐蚀环境下的吊装,应选用镀锌钢丝绳。
七、另外值得注意的是,在起吊作业中,常会遇到吊同样重的物体,选用同样规格和根数的钢丝绳,由于选用绑扎点不同,使钢丝绳与垂直线间的夹角不一样,最终结果也不一样,前次吊装作业没有出现任何事故,而后一次吊装却出现钢丝绳断裂,酿成事故。从中不难看出钢丝绳的受力取决于钢丝绳与垂直线间的夹角。这一点也是相当重要。
这个取决于几个吊点,和吊索夹角,如果是4个吊点,钢丝绳绳间夹角且不大于60°,卸扣不小于8t的,钢丝绳直径不小于28mm。两个吊点,卸扣不小于16t的,钢丝绳直径不小于42mm,都可以,以上安全系数皆为6倍。
(2)仔细检查装运重大件货物时需用的设备并保持其处于良好技术状态。如重吊及其附件是否处于正常可用状态等。
(3)详细了解所运重大件货物的有关资料。如件数、单件重量、尺寸、货物形状、包装形式及其坚固程度、装运要求等。
2. 编制装载计划时应注意的问题
装运重大件货物,必须编制重大件货物的装载计划,此时应做好以下工作:
(1)正确选择舱位及货位
重大件货物的装载位置,应从保证货物和船舶的安全,以便于作业和使用船舶重型起货设备等方面考虑。
当货物装于舱内时,应配置在舱口尺寸大而且有重型起货设备的中部货舱。当配置于二层舱时,要注意货件的高度应不大于二层甲板至舱口下边的高度。
当货物装于上甲板时,应根据货物性质,合理选定货位。一般应安排在船上重型起货设备能够吊装吊卸的部位。如怕水湿的货物应配置在中部上层建筑后面的甲板上。
上甲板的重大件货物不应置于舱盖上。其装载部位应不妨碍起货机、吊杆起落、系解缆等操作,不应堆装在消防干线及支管、测水管、水密门、排水孔、货舱人孔、操作各种阀门的设备等处所,并应留出人行通道,其堆装高度应不妨碍驾驶台的眺望视线。
重大件货物在船上的配置应左右均衡。
(2)由于重大件货物的重量较大,因此,确定重大件货物的装载位置后,必须对其受载部位的局部受力进行核算,并保证其局部强度不受损伤。
(3)应校核转载重大件货物后(特别是当货件装于上甲板时),及用船上设备装卸重大件货物时对船舶稳性的影响,核算船舶可能产生的最大倾斜角,并保证其不不超出允许范围。
(4)应制定重大件货物的加固绑扎方案。
3. 装载重大件货物时应注意的问题
(1)装载重大件货物时,应尽量减少船舶的吃水差。
(2)装卸过程中应注意调节缆绳,以防船身游动影响安全作业。当外档作业时,缆绳应适当放松,以免船舶外倾时缆绳崩断。
(3)装毕重大件后,应保持船舶无横倾。如重大件货物配置无法做好左右均衡时,应以其他载荷调整。
(4)装货结束,应按绑扎方案对重大件进行认真的加固绑扎。如果由装卸工人进行绑扎,则船方应检查绑扎的牢固程度。
4. 航行中对重大件的管理
(1)航行中应有专人定期检查重大件货物的状况。在大风浪来临之前及在大风浪中航行时,更应认真检查重大件绑扎的牢固程度,以防发生货物移位。
(2)大风浪时检查货物状态必须至少有两人同往,并通知驾驶台适当调整航向,减缓摇摆,以策安全。
(3)航行中应避免船舶发生过大的横摇,以免绑索受力发生意外。必要时可采取避风措施或改向航行。
5. 装载重大件货物时船舶局部受力的校核及其保证措施
营运船舶的各层甲板及各装载部位均有允许的安全负荷资料。在普通杂货船上,确定各层甲板的安全负荷量均以装运件杂货为前提条件。一般情况下不能承受直接堆装重大件货物的负荷。因此,为确保船舶安全,在装载重大件货物时,必须预先核算拟装部位的局部受力,以防其局部构件受损。
如已知货件的重量为P(t),货件与装载部位的接触面积为A(m2),则拟装部位实际承受的单位面积负荷量为
p’d = 9.81P (kPa) (公式一)
A
当单位面积实际负荷量p’d 超出其允许的负荷量pd 时,可以采用衬垫的方法扩大甲板的受载面积,从而减少甲板的单位面积实际负荷量,保证其局部强度不受损伤。
由于重大件货物,特别是超重货物单件重量大,一般均需衬垫才能确保安全。在实际工作中,常根据拟装部位的单位面积允许负荷量pd ,计算出必需的甲板最小受载面积Amin,从而确定衬垫方案。则
Amin = 9.81P (m2) (公式二)
pd
应该指出,在确定实际衬垫面积时,还应考虑到如下情况:首先,由公式二求得的最小受载面积Amin并未计及衬垫物料及绑扎索具本身的重量;其次,在海上航行时,货件将受到多种力的作用,从而使其对甲板的正压力大于其自重;第三,当货件装于上甲板时,由于甲板有梁拱和舷弧,将使衬垫物与甲板的实际接触面积变小。因此,实际的衬垫面积必须大于上述算得的最小受载面积。当装运单件重量较大而体积又较小的重件货时,应该使货物装于至少跨两个横向加强肋骨的部位。必要时,还应在装载部位甲板的下面加设临时支撑(柱),以确保安全。此外,在装载重大件货物时,应尽量使船舶保持平吃水,使货件能同时着落或起离甲板,避免甲板某部位瞬时超负荷。
6. 重大件货物的加固绑扎
对重大件货物的绑扎,首先要正确选择绑扎索具。常用的绑扎索具有纤维绳、钢丝绳和链条,并且配合松紧螺丝、卸扣等一起使用。绑扎重大件货物宜用钢丝绳及链条。使用链条绑扎方便、速度快,但不易收紧;使用钢丝绳则较易收紧但绑扎没链条方便,各有利弊,应根据具体情况选用。
重大件货物的绑扎还应注意以下一些问题:
1. 绑扎松紧要适宜。要求绑扎紧固,不使其松动,又要防止过紧折断。同时又要易于解开,以便万一发生意外时能立即松绑。
2. 提高绑扎效果,节省绑索。为此绑扎角应尽可能小,并应使各道绑索受力均衡。
3. 保证货件不受损伤。为避免绑索直接接触货物表面,压损或磨损货件,应在规定的部位进行绑扎,必要时应在绑扎部位先加铺垫。对于怕水湿的货物,除合理选择货位外,在绑扎前应先铺盖油布,易腐蚀部位应涂以防护油脂。
4. 绑扎工艺要正确。绑索应左右、前后对称。每道绑索应先绕货件一周后再在两侧固定,不能一索绑多道。每个生根的地令上不能超过三根绑索,而且方向不能相同。对于车辆等带轮的货物,一般应先用枕木铺垫,上铺铁轨,轮子与铁轨之间要用三角铁固定,并应将三角铁焊在铁轨上。装于舱内的重大件货物,除用绑索固定外,一般还应在垂向和水平方向用方木顶住,货件之间也用木料钉住,以防途中移位。
为了确保起重机钢丝绳使用寿命最长,大气环境优选锰系磷化涂层钢丝绳,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳。
中国年产钢绳180万吨居世界第一,磷化钢丝绳是世界钢丝绳领域革命性创新技术,使用寿命(疲劳寿命)超大幅度跃升:
1.磷化涂层钢丝绳,钢丝经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝耐磨、耐蚀防锈能力全面跃升,使用寿命是同结构光面钢丝绳3倍左右(注意拉拔用锌系磷化与制绳用耐磨磷化的区别,天津江苏等地已有多家企业生产,目前仍然货源紧张,供不应求,是光面钢丝绳的升级换代产品,也可以替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用)
2.镀锌钢丝绳,热镀锌和电镀锌
3.不锈钢丝绳,304或316不锈钢
4.涂塑钢丝绳,钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯或聚丙烯
5.光面钢丝绳,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
钢丝绳承重=破断拉力
=单根钢丝拉力×钢丝数÷破断拉力系数
单根钢丝拉力=丝径×丝径×
起重钢丝绳,钢丝绳具有非常高的抗拉强度,以使用较小直径的钢丝绳就可以起重重量比较大的物体,钢丝绳的强度是低碳铁丝强度的5-6倍,可以节约大量钢材。
常用钢丝绳品种如下:
1.磷化涂层钢丝绳(中国专利),钢丝经锰系、锌锰系磷化处理,钢丝表面的耐磨性、耐蚀性全面跃升,不易磨损、不易锈蚀使钢丝绳疲劳寿命超大幅度提高,是同结构光面钢丝绳3倍,通过疲劳试验可以验证(亲自做疲劳试验最具可信性),全面取代各类光面钢丝绳,也可替代先镀后拔薄锌层镀锌钢丝绳使用(可通过盐雾试验检验耐蚀能力),使用寿命超长,单位使用成本更低,质量稳定性更佳。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,一般热镀锌锌层厚,电镀锌锌层薄
3.不锈钢丝绳,以304或316不锈钢为主,防腐蚀效果非常优秀但是价格昂贵
4.涂塑钢丝绳,碳素钢丝绳基础上,外层涂覆聚乙烯、聚丙烯或尼龙
5.光面钢丝绳,使用寿命短,市场需求剧减,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。
6.海洋工程系泊用钢丝绳
7.缆索钢丝绳
大气环境中使用的起重机械,优选锰系磷化涂层钢丝绳,重腐蚀环境优选热镀锌—磷化双涂层钢丝绳,海水中优先海工钢丝绳。采购时请注意,在购货发票必须注明钢丝绳名称,如磷化涂层钢丝绳或316不锈钢丝绳,防范不法企业侵害自身合法权益,另外,专利产品一般在钢丝绳外包装上有专利号喷涂标注,质保书应有主要技术指标,如磷化膜种类和膜重(磷化膜膜重大小、耐磨性、耐蚀性等对钢丝绳使用寿命有重要影响),仅供参考。
(一)行车工安全操作规程
(一)行车工
1、行车工须经专门安全技术训练考试,并持有操作证者方能独立操作,未经专门训练和通过考试不得单独操作。
2、开车前应认真检查设备机要、电气部分和防护保险装置是否完好、灵敏可靠。如果控制器、制动器、限位器、电铃、紧急开关等主要附件失灵,严禁吊运。
3、必须听从挂钩起重人员(一人)指挥。正常吊运时不准多人指挥,但时任何人发动的紧急停车信号,都应立急停车。
4、行车工必须在得到指挥信号后方能进行操作,行车起动时应先鸣铃。
5、操作控制器手柄时,应先从“零”位转到第一档,然后逐渐增减速度。换向时,必须先转回“零”位。
6、当接近卷扬限位时,大小车临近终端或邻近行车相遇时,速度要缓慢。不准用倒车代替制动、限位代替停车,紧急开关代替普通开关。
7、应在规定的安全通道、专用站台或扶梯上行走和上下。大车轨道两侧除检修外不准行走。小车轨道上严禁行走。不准从一台行车跨越到另一台行车。
8、工作停歇时,不准将超重物悬在空中停留。运行中,地面有人或落放吊件时应鸣铃警告。严禁吊物在人头上越过。吊运物件离地不得过高。
9、两台行车同时起吊一物件时,要听从指挥,步调一致。
10、运行时行车与行车之间要保持一定的距离,严禁撞车。同壁行吊车错车时,行车应开动小车主动避让;同上层行车相遇,下层行车应主动避让。
11、检修行车应停靠在安全地点,切断电源挂上“禁止合闸”的警示牌。地面要设围栏,并挂“禁止通行”的标志。
12、重吨位物件起吊时,应先销离地试吊,确认吊钩平稳,制动良好,然后升高,缓慢运行。不准同时操作三只空中手柄。
13、行车运行时,严禁有人上下。也不准在运行时进行检修和调整机件。
14、运行中发生突然停电,必须将开关手柄放置到零倍。起吊件未放下或索具未脱钩,不准离开驾驶室。
15、浇铸前,应先看好钢(铁)水包高度,然后鸣铃和慢速运行;浇钢时,下降速度要缓稳。
16、运行时由于突然故障而引起漏钢(铁)水或吊件下滑时,必须采取紧急措施向无人处降落。
17、露天行车遇有暴风、雷击或6级以上大风时应停止工作,夹轨器应夹紧可靠或用地锚拉紧。切断电源。车轮前后应塞垫块卡牢。
18、准备间作业应有充足的照明。
19、龙门吊安全操作按本规程执行。行驶时注意轨道上有无障碍;吊运高大物件妨碍视线时,两旁应设专人监视和协助总指挥,传递信息。
20、行车工必须认真做到“十不吊”:
超过额定负荷不吊;
指挥信号不明,重量不明,光线暗淡不吊;
吊绳和附件捆缚不牢,不符合安全要求不吊;
行车吊挂重物直接进行加工的不吊;
歪拉斜挂不吊;
工件上站人或工件上浮放有活动物的不吊;
氧气瓶、乙炔发生器等具有爆炸性物不吊;
带棱角快口未垫好不吊;
埋在地下的物件不吊;
管理人员违章指挥不吊。
21、工作完毕,行车应停在规定位置,升起吊钩,小开到轨道两端,并将控制手柄放置“零”位,切断电源。
(二)挂钩工安全操作规程
1、必须熟悉起吊器具的基本性能和各种吊具、索具的最大允许负荷、报废标准,(见附录篇内的、常用起重钢丝绳、链条使用标准)熟悉掌握指挥信号,并遵守行车工的“十不吊”。
2、起吊工具要经常检查,确保完好可靠,并要妥善保管。不准随地乱丢,不准超负荷使用。
3、起吊物件的指挥手势要清楚,信号要明确,不准戴手套指挥。起吊大型重吨位时,必须先试吊,离地不得高于0。5米,经检查,确认稳妥后方可起吊运行。
4、起吊件必须捆缚平稳牢固,棱角快口部位应设衬垫,吊位应正确。起吊件翻身时要掌握重心,注意周围人员动向。
5、用两台行车同时起吊一物件时,应按行车额定载重量合理分配,统一指挥,步调一致。
6、不准在起吊件下面停留、行走或站立。
7、捆缚吊物选择绳索夹角要适当,不得大于1200。遇特殊起吊件时应用专用工具。
8、多人吊运重物,应有专人(一人)指挥,其他人只能协助传递信息;不得远距离或不引路指挥吊物运行。
9、吊运物件应按规定地点妥善堆放,不准将重物堆放在动力输送管线上面或安全通道上。
10、行车挂钩工统一手势;
手心向上表示吊钩向上;
手心向下表示吊钩向下;
手心向前表示大车向前;
手心向后表示大车向后;
手心向左表示小车向左;
手心向右表示小车向右;
小指向上表示吊钩小起;
小指向下表示吊钩小落;
双手交叉表示停止;
起吊手势应有哨音信号配合。
钢丝绳主要品种,依据实际使用工况进行选用:
1.磷化涂层钢丝绳(中国专利),经锰系或锌锰系磷化处理,钢丝表面耐磨、耐蚀能力全面提升,润滑脂渗入磷化膜孔隙起到异常优异的减摩效果,有效抑制微动磨损的发生,是光面钢丝绳的升级换代产品,大气环境中使用寿命远远超越同结构光面钢丝绳,包括进口钢丝绳(目前磷化绳疲劳寿命是光面绳2-3倍左右,可通过疲劳试验对比疲劳寿命长短,以后随着对耐磨磷化液的深入研究,可能还可以大幅度提高使用寿命。磷化膜3-60克/米2,钢丝磷化后不进行拉拔加工,直接捻制钢丝绳,注意:不能将拉拔用锌系磷化与制绳钢丝锰系磷化混淆)。该项技术适用于多种钢丝绳生产,如电梯钢丝绳、重要用途钢丝绳、矿山钢丝绳、阻旋转钢丝绳、采油开采用钢丝绳、打桩机用钢丝绳等(百度文库有磷化涂层钢丝绳论文免费下载)。
2.镀锌钢丝绳,包括热镀锌和电镀锌两种,直升式热镀锌钢丝锌层较厚,锌层越厚则防腐蚀能力越强使用时间越长,电镀锌较薄。在水中使用,应选用热镀锌钢丝绳。由于磷化涂层具有一定的防腐蚀性能,锰系磷化涂层钢丝绳可以代替部分品种的薄锌层镀锌钢丝绳使用,如大气环境但空气潮湿的高温环境。
3.不锈钢丝绳,使用不锈钢丝捻制的钢丝绳,如304或316不锈钢,耐蚀性能高于热镀锌碳素钢丝绳,价格相对昂贵,对不锈钢丝进行锰系磷化涂层处理(不锈钢丝磷化需要特殊磷化配方),同样可以大幅度延长使用寿命。
4.涂塑钢丝绳,在碳素或镀锌钢丝绳基础上,在钢绳或股绳外层涂敷聚乙烯、聚丙烯。
5.光面钢丝绳,英国1834年开始生产,国内1939年天津第一钢丝绳厂开始生产(2005年破产),随着磷化涂层钢丝绳大批量进入市场,将被磷化涂层钢丝绳全面淘汰。