1_Учебное пособие МО АЭС_ 2007 Котиков Г.С

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Обнинский государственный технический университет атомной энергетики (ИАТЭ)

Физико-энергетический факультет

Г. С. Котиков

Монтаж оборудования промышленных предприятий

Учебное пособие по курсу «Монтаж оборудования АЭС»

Обнинск 2007

УДК 621.311.25 (075)

Котиков Г.С. Монтаж оборудования промышленных предприятий. Учебное пособие по курсу «Монтаж оборудования АЭС» – Обнинск: ИАТЭ, 2007. – 80 с.

Учебное пособие разработано в соответствии с рабочей программой и курсом лекций по учебной дисциплине «Монтаж оборудования АЭС» для студентов физико-энергетического факультета специализации «Монтаж, ремонт и наладка оборудования АЭС». Здесь представлены общие положения о монтажных работах и их специфике. Описаны материалы, применяемые для изготовления монтажной оснастки, монтажное оборудование и приспособления, а также современные грузоподъемные механизмы и критерии их выбора. Рассмотрены методы производства монтажных работ, операции по строповке, подъему и закреплению оборудования. Отражены вопросы предмонтажной укрупнительной сборки оборудования. Приведены примеры расчета монтажной оснастки. Даны необходимые сведения о технической и технологической документации, по которой выполняется монтаж оборудования.

Илл. 49, табл. 11, библиограф. 11 назв.

Рецензенты: П. Г. Кривошей к.т.н. Н. П. Сердунь

Темплан 2007, поз. 48

сОбнинский государственный технический университет атомной энергетики, 2007 г.

сГ. С. Котиков, 2007 г.

2

Введение

Главной задачей настоящего учебного пособия является ознакомление студентов физико-энергетического факультета с основами монтажных и ремонтных работ, применяемыми материалами, механизмами, такелажными приспособлениями, со способами их выполнения, повышения их эффективности и др. Кроме этого в учебном пособии приведена ограниченная номенклатура материалов для изготовления монтажной оснастки и механизмов, которые используются при монтажных и ремонтных работах. Очень кратко освещены вопросы по установке, выверке

изакреплению оборудования. Рассмотрены элементы механики

исопротивления материалов применительно к расчетам на действие монтажных нагрузок. Приведен пример подбора и расчета конструкции монтажного приспособления для монтажа с помощью такелажных средств. Даны виды и состав монтажной документации, по которой производится выполнение этих работ. Практика показывает, что повышение производительности труда на монтажных работах может быть достигнуто за счет применения наиболее прогрессивных, с точки зрения монтажной технологии, конструктивных, технологических решений и широкого внедрения передовых методов монтажа, основанных на использовании рациональных механизмов, приспособлений и инструментов.

Внастоящее время различными организациями в этом направлении разработан целый ряд эффективных предложений, однако еще не все из этих предложений находят применение на практике строительно-монтажных и ремонтных работ.

При составлении данного учебного пособия были использованы материалы некоторой учебной литературы, а также результаты работ ряда научно-исследовательских институтов и про- ектно-конструкторских организаций, выполняющих исследования и разработки в области строительно-монтажных работ.

1. Основные определения и этапы монтажных работ

Под понятием «монтаж» подразумевают совокупность операций по установке и сборке конструкций, машин, оборудования и трубопроводов, выполняемых при строительстве промышлен-

3

ных, энергетических и других сооружений. Такие работы называют иногда механомонтажными, а в энергетическом строительстве – тепломонтажными.

Монтажные работы являются частью общего строительномонтажного комплекса по сооружению объектов, начинающегося обычно с геодезических и земляных работ и заканчивающегося наладкой и сдачей объекта в эксплуатацию. В последние годы строительство даже сложных объектов, в основном, сводится к монтажу конструкций заводского изготовления, укрупненных в большие блоки на монтажной базе стройплощадки. Монтажные организации для этого имеют мощную технику – транспортные средства, тяжелые краны, сварочные автоматы, механизированный инструмент и т.д.

Этапы монтажных работ подразделяются на вспомогательные, подготовительные, основные.

Вспомогательный этап включает в себя подготовку непосредственно монтажной площадки; устройство водопроводных, пневматических и электрический сетей в монтажной зоне; установку якорей; установку сварочных постов и постов резки металла; изготовление монтажных приспособлений и механизмов; испытание грузозахватных приспособлений.

Подготовительный этап включает в себя подготовку конструкций, машин, оборудования, трубопроводов к монтажу, проверку состояния монтируемых узлов, укрупнительную сборку, усиление конструкций, приварку грузоподъемных скоб, патрубков и т.д., нанесение установочных рисок, навеску подмостей и лестниц, оснащение конструкций приспособлениями для временного их закрепления.

Основной этап – установка конструкций в проектное положение. Он состоит из строповки, подъема, наводки и установки монтируемых узлов на опоры или фундаменты, выверки, временного или монтажного закрепления, расстроповки. В процесс крепления монтажных соединений конструкций, выполняемых после установки, входят электросварка (основной вид соединения), постановка болтов, клепка.

Монтажные работы выполняются специализированными монтажными организациями – трестами, управлениями, участками и другими подрядными организациями. Например, на со-

4

оружении АЭС тепломонтажные организации ведут работы по монтажу оборудования реакторного и машинного залов; электромонтажные организации выполняют работы по монтажу электрооборудования, электросетей, КИП и автоматики; антикоррозионные работы и теплоизоляцию выполняют монтажные организации по теплохимзащите и т.д. Сварочные работы ведут специальные сварочные участки, находящиеся в составе монтажных организаций. Производство монтажных работ осуществляется строго в соответствии с проектной, конструкторской и технологической документацией: проектами производства работ, монтажно-технологическими картами, технологическими процессами и другой документацией, разработку которой задолго до начала работ выполняют проектно-технологические институты.

2. Материалы

Стали. При строительно-монтажных работах, а также при ремонте оборудования для изготовления различной монтажной оснастки и в качестве вспомогательных материалов применяют

-стали углеродистые обыкновенного качества групп «А» и «В» различной степени раскисления (КП – кипящая, ПС – полуспокойкая, СП – спокойная), марок В Ст. 3 кп2, В Ст. 3 сп5,

Ст.5;

-стали качественные углеродистые марок Сталь 20, Сталь 45;

-низколегированные стали марок 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2, 40Х. В 1988 г. введен в действие новый ГОСТ 27772-88 «Прокат

для строительных стальных конструкций. Общие технические условия». Прокат из этих сталей также можно использовать для изготовления монтажной оснастки. В табл. 2.1 приведены сравнительные показатели соответствия некоторых марок сталей по указанному ГОСТ сталям по действующей нормативнотехнической документации.

Для монтажной оснастки, приспособлений, устройств, изготавливаемых с помощью сварки, используют сталь с хорошей свариваемостью или с низким и средним содержанием углерода (В Ст. 3 кп 2, В Ст. 3 сп5, Сталь 10 Сталь 20, 09Г2С, 10Г2С1, 14Г2, и т.п.).

5

Для осей, шарниров, валов, пальцев и других деталей, закрепляемых без помощи сварки, применяют стали с более высоким содержанием углерода марок Ст. 5, сталь 45, 40Х и др.

Поскольку большинство монтажных приспособлений изготавливается с помощью сварки, то следует помнить, что сталь с высоким содержанием углерода подвержена «самокалению», т.е. становится хрупкой по сварочному соединению, а сталь с низким содержанием углерода обладает невысокими механическими свойствами. Поэтому для изготовления монтажной оснастки следует выбирать сталь, которая удовлетворяет данной детали конструкции и по механическим свойствам (прочность), и по химическому составу (свариваемость). Более подробные сведения по сталям и их свойствам можно получить в соответствующей учебной или справочной литературе.

Сортамент проката. Основную массу монтажной оснастки изготавливают из прокатных фасонных профилей и листового проката. Профилем называют поперечное сечение элемента. Перечень прокатных профилей с указанием их размеров, форм и справочных величин называется сортаментом.

Вся прокатная сталь делится на две группы:

-сталь профильная (сортовая);

-сталь листовая.

С целью унификации и экономии металлов ВО «Союзметаллостройниипроект» Госстроя СССР утверждены ограничительные сортаменты прокатных сталей, которые являются обязательными при проектировании и изготовлении конструкций из проката. Это ограничение связано с тем, чтобы при использовании прокатных профилей в малых количествах (до одного фран- ко-вагона) не приходилось перестраивать прокатные станы на

6

выпуск малой партии проката. В количествах, превышающих один франко-вагон одного наименования, прокатная сталь может применяться без ограничений.

Исходя из вышеизложенного, практически весь прокатный сортамент для строительства выпускается либо для сварных составных конструкций, либо для конструкций типа «ось» или «вал», либо для конструкций специального назначения (рельсы, шестигранники, специальные профили).

Некоторые виды профильной стали, рекомендуемой к применению для изготовления оснастки в монтажных и ремонтных работах, приведены в «Методических указаниях по выполнению курсового проекта».

Неметаллические материалы. В качестве различного вида упаковки для транспортировки оборудования, подкладок для временного его хранения используются пиломатериалы из древесины лиственных пород, а в качестве щитов настила в средствах подмащивания (подмостях) используются различные пиломатериалы из древесины хвойных пород.

Широкое распространение на монтажных и ремонтных работах получили пиломатериалы в виде лафета, обрезных и необрезных шпал, досок, брусков и брусьев. Лафет, шпалы и брусья используются – для подкладок, устройства выкладок под грузоподъемные средства и пути, по которым перемещают оборудование в зону монтажа, а доски и бруски – для изготовления щитов настилов и упаковки.

3. Такелажное оборудование и приспособления

К такелажному оборудованию и приспособлениям относятся различные средства и изделия, применяемые для подъема и перемещения грузов: канаты, стропы, скобы, монтажные блоки, лебедки, якори, полиспасты, домкраты и др.

Большинство операций по такелажным и монтажным работам выполняется с помощью стальных канатов, свитых из оцинкованной или неоцинкованной стальной проволоки, обладающей высокой прочностью на разрыв - до 2350 Н/мм2 (240 кг/мм2).

7

3.1. Канаты

На монтажных работах применяются стальные, пеньковые и капроновые канаты. Пеньковые и капроновые канаты используются на операциях, где не требуется больших усилий (наводка конструкций в проектное положение, страховочные и др.). Конструкция пеньковых и капроновых канатов для монтажных работ значения не имеет, а стальные канаты для монтажных работ рекомендуется использовать только определенного типа.

Отечественная промышленность выпускает стальные канаты различных типов и назначения. В зависимости от способа свивки проволок в пряди канаты изготавливаются трех типов: с точечным (ТК), линейным (ЛК) и точечно-линейным (ТЛК) касанием проволок в пряди. Сечения некоторых типов канатов, применяемых на монтажных работах, показаны на рис. 3.1. Указанные канаты имеют одинаковый диаметр. Правильное измерение диаметра каната показано на рис. 3.2. Канаты с линейным и то- чечно-линейным касанием проволок имеют комбинации по диаметру проволок в пряди ( О – одинаковый диаметр, Р – разный диаметр, З – с заполняющим слоем тонкой проволоки):

-ТК – с точечным касанием проволок между слоями прядей;

-ЛК-О – с линейным касанием проволок одного диаметра в пряди;

-ЛК-Р – с линейным касанием проволок разных диаметров в верхнем слое пряди;

-ЛК-РО – с линейным касанием проволок разного и одинакового диаметров по отдельным слоям пряди;

-ЛК-З – с линейным касанием проволок и размещением между слоями заполняющей проволоки меньшего диаметра;

Рис. 3.1. Сечения различных типов канатов

8

-ТЛК – с точечным и линейным касанием проволок в пряди.

Рис. 3.2. Измерение диаметра каната

Для производства монтажных работ, изготовления различного вида монтажных устройств и приспособлений, оснащения монтажных механизмов следует применять стальные канаты с линейным или точечно-линейным касанием проволок типов

ЛК-Р 6 19 (1+6+6/6) + 1 о.с. по ГОСТ 2688-80*; ТЛК-0 6 37 (1+6+15+15) + 1 о.с. ГОСТ 3079-80*; ЛК-РО 6 36 (1+7+7/7+14) + 1 о.с. ГОСТ 7668-80*.

Цифры, стоящие после типа каната (ТК, ТК-Р, ЛК-РО, ТКЛ-О и др.), обозначают

6х19 (1+6+6/6)+1 о.с.

тип сердечника (о.с. – органический)

один сердечник количество проволочек 6 - одного диаметра,

6 – другого диаметра в третьем ряду пряди количество проволочек во втором ряду пряди

количество проволочек в центре пряди общее количество проволочек в пряди

количество прядей в канате При одном и том же диаметре каната, чем больше количество

прядей в канате и количество проволочек в пряди, тем канат «мягче» и менее прочный и, наоборот, при уменьшении количества проволочек в пряди и количества прядей в канате он становится «жестче» и более прочный.

«Жесткие» канаты применяют в качестве расчалок, оттяжек, а также стропов и в других случаях, когда не требуется частого

9

изгиба каната, т.е. канат не движется по ролику и не наматывается на барабан.

Для оснащения различных монтажных механизмов (канат движется по ролику или наматывается на барабан) применяют только «мягкие» канаты и в обязательном порядке с органическим сердечником, чтобы обеспечивалась самосмазка каната в процессе его работы.

Расчет любых монтажных канатов производят по формуле

Р S k ,

где Р – разрывное усилие каната в целом, принимаемое по ГОСТ на канат или сертификату; S – наибольшее натяжение каната без учета динамических нагрузок; k – коэффициент запаса прочности, принимаемый по нормам Ростехнадзора. Некоторые значения этого коэффициента приведены в табл. 3.1.

Если канат применяется в механизмах или приспособлениях, где он при работе (движении) огибает ролик блока или наматывается на барабан лебедки, то при выборе его диаметра должно соблюдаться условие

D d (e – 1) ,

где D – наименьший диаметр ролика или барабана, измеряемый по дну канавки ролика или барабана, мм; d – диаметр каната, мм; e – коэффициент, зависящий от типа механизма и режима его работы; определяется по табл. 3.2.

Таблица 3.1

Значения коэффициента k в зависимости от назначения каната

Безопасность такелажных работ при эксплуатации стальных канатов зависит от правильного выбора типа, а также диаметра стального каната для оснащения механизма или изготовления

10