一种垂直管线的安装设备的制作方法

1.本实用新型涉及石油化工装置技术领域，特别是涉及一种垂直管线的安装设备。


背景技术：

2.石油化工装置安装中，附塔管线安装是管道安装的关键部分。其特点是管线从塔底到塔顶，安装高度落差大，特别是遇到像尿素造粒塔那样的大型混凝土塔时，附塔管线安装的高度一般在90米以上，附塔管线直径也相对较大，一般需要大型吊车辅助才能顺利安装。因受各种安装条件的制约，如施工空间、管配件位置、组对的精度等因素影响，传统的附塔管线常常采用在塔器设备吊装前，提前将附塔管线预先安装在固定塔器上一并吊装，但当遇到大型塔器，需要分段组对的情况时，各段塔器上的附塔管线也同样需要组对，因各段安装误差产生较大的错位，管线组对难度较大，安装精度难以保证；特别是遇到空间狭小、吊车难以站位和安装变更等情况时，占用大型吊车台班增多，施工成本大大增加，而且这种施工方法需要大量的高空作业，安全风险较大。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是：提供一种垂直管线的安装设备，以解决现有附塔管线安装困难的问题。
4.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种垂直管线的安装设备，用于塔体的附塔管线安装，其包括组对平台、对管器、导向支架和驱动装置，所述导向支架具有多个，多个所述导向支架沿竖直方向排列在所述塔体上，各所述导向支架均与所述塔体连接；所述组对平台设于所述塔体的下端，所述驱动装置设于所述组对平台上，所述驱动装置用于驱动所述对管器在竖直方向来回移动。
5.进一步的，各所述导向支架上均设有用于供附塔管线穿过的通孔。
6.进一步的，所述驱动装置包括卷扬机和钢丝绳，所述卷扬机设于所述组对平台上，所述卷扬机通过所述钢丝绳驱动所述对管器在竖直方向来回移动。
7.进一步的，所述组对平台的上端设有滑轮，所述卷扬机设于所述组对平台的下端，所述钢丝绳的一端与所述卷扬机连接，所述钢丝绳的另一端绕过所述滑轮后与所述对管器连接。
8.进一步的，所述组对平台的下端还设有管道支承底座，所述管道支承底座设于所述对管器的正下方。
9.进一步的，所述管道支承底座上设有底座调整螺栓。
10.进一步的，所述对管器包括对管器本体，所述对管器本体上设有管线吊装钩、对管调整螺栓、对管器铰链及对管器锁紧扣，所述管线吊装钩的下端通过吊钩铰链与所述对管器本体铰接，所述管线吊装钩的上端设有起吊孔。
11.进一步的，所述管线吊装钩用于承托管线，所述管线吊装钩上设有垫片。
12.上述技术方案所提供的一种垂直管线的安装设备，与现有技术相比，其有益效果
在于：通过对管器将上下两段需要焊接的管线在焊接前对齐，在焊接完成后对管器驱动焊接后的管线整体上移，在下方留出空间，然后在下方增加下一段管线继续通过对管器对齐后焊接，依次循环实现了附塔管线由下向上延长的安装，且每次增加管线段时都只需要在塔体下端的组对平台处，而不需要大型吊车参与，能够适应较狭窄的空间，容易对管线定位，并避免了高空作业，提高了安全性，使得附塔管线的安装更容易。
附图说明
13.图1是本实用新型实施例的垂直管线的安装设备的结构示意图；
14.图2是本实用新型实施例的组对平台及驱动装置的结构示意图；
15.图3是本实用新型实施例的对管器的结构示意图；
16.图4是本实用新型实施例的对管器的俯视图；
17.图5是本实用新型实施例的对管器及管道支承底座的结构示意图；
18.图6是本实用新型实施例的对管器及管道支承底座的俯视图。
19.其中，1－塔体，2－组对平台，3－附塔管线，4－对管器，41－对管器本体，42－管线吊装钩，43－对管调整螺栓，44－对管器铰链，45－对管器锁紧扣，46－吊钩铰链，47－起吊孔，48－垫片，5－导向支架，6－卷扬机，7－钢丝绳，8－滑轮，9－管道支承底座，91－底座调整螺栓，10－电动葫芦。
具体实施方式
20.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
21.在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.如图1至图6所示，本实用新型实施例一方面所提供的是一种垂直管线的安装设备，用于塔体1的附塔管线3安装，其包括组对平台2、对管器4、导向支架5和驱动装置，所述导向支架5具有多个，多个所述导向支架5沿竖直方向排列在所述塔体1上，各所述导向支架5均与所述塔体1连接；所述组对平台2设于所述塔体1的下端，所述驱动装置设于所述组对平台2上，所述驱动装置用于驱动所述对管器4在竖直方向来回移动。
24.基于上述方案，通过对管器4将上下两段需要焊接的管线在焊接前对齐，在焊接完成后对管器4驱动焊接后的管线整体上移，在下方留出空间，然后在下方增加下一段管线继
续通过对管器4对齐后焊接，依次循环实现了附塔管线3由下向上延长的安装，且每次增加管线段时都只需要在塔体1下端的组对平台2处，而不需要大型吊车参与，能够适应较狭窄的空间，容易对管线定位，并避免了高空作业，提高了安全性，使得附塔管线3的安装更容易。
25.其中，各导向支架5上均设有用于供附塔管线3穿过的通孔，附塔管线3从下向上依次穿过各导向支架5，导向支架5用于对附塔管线3定位，确保管道整体受力均匀，使其保持竖直状态。
26.如图2所示，驱动装置包括卷扬机6和钢丝绳7，卷扬机6设于组对平台2上，卷扬机6通过钢丝绳7驱动对管器4在竖直方向来回移动。对管器4向上移动时用于将最下方的一段管线上移。
27.具体的，如图2所示，组对平台2的上端设有滑轮8，卷扬机6设于组对平台2的下端，钢丝绳7的一端与卷扬机6连接，钢丝绳7的另一端绕过滑轮8后与对管器4连接。
28.另外，如图2所示，组对平台2的下端还设有管道支承底座9，管道支承底座9设于对管器4的正下方。附塔管线3、对管器4及管道支承底座9三者同轴设置，确保附塔管线3顺利向上穿过导向支架5移动。管道支承底座9用于对最下段的附塔管线3进行定位。
29.具体的，如图5和图6所示，管道支承底座9上设有底座调整螺栓91。通过底座调整螺栓91对管道支承底座9的位置进行调节和固定，进而使其正对附塔管线3下端设置，保证附塔管线3竖直安装。
30.如图3和图4所示，对管器4包括对管器本体41，对管器本体41上设有管线吊装钩42、对管调整螺栓43、对管器铰链44及对管器锁紧扣45，管线吊装钩42的下端通过吊钩铰链46与对管器本体41铰接，管线吊装钩42的上端设有起吊孔47。
31.具体的，如图3和图4所示，上、下两段附塔管线3分别从上下两个方向分别套入对管器4中，由于管道吊装钩的内侧面是斜面结构，在上部管线下降时，因受到下部管段的挤压，吊装钩会慢慢的向外张开，最终将上下管线落在焊缝间隙处。通过对管调整螺栓43调整上下管线对齐后组对点焊焊口。
32.另外，管线吊装钩42用于承托管线，管线吊装钩42上设有垫片48。垫片48位于焊接间隙处，上下管线落在该垫片48上，调垫片48的厚度可根据焊缝的间隙需要进行更换调整。
33.本实用新型实施例另一方面所提供的是一种垂直管线的安装方法，该方法采用了上述方案的安装设备进行实施，该方法包括：
34.s1、测量并标示出附塔管线3的轴线，在塔体1上沿附塔管线3的轴线方向安装多个导向支架5，其中，附塔管线3的轴线为竖直方向；
35.具体的，为保证附塔管线3安装位置正确和管线安装的顺利进行，在管线安装前需要先安装附塔管线3导向支架5，先用经纬仪在塔器上打出附塔管线3位置的垂直中心线，然后焊接固定导向支架5。
36.竖向垂直管道焊接前，为了确保管道整体受力均匀，在附塔管线3各段管预先焊接安装导向支架5。支架的位置按照放线所定的中心线安装，以确保附塔管线3倒装时能顺利穿过。对于混凝土塔，在土建施工时，预先将预埋板埋好，支架直接焊接在预埋板上固定。
37.s2、在塔体1的下端搭建一个用于管线吊装和组对的组对平台2，该组对平台2上设置有对管器4和用于驱动所述对管器4在竖直方向来回移动的驱动装置；
38.具体的，在附塔管线3安装前，根据附塔管线3管材的规格情况，在塔器上适当的位置预先搭建一个用于管线吊装和组对的工作平台，并安装好吊装管线用的卷扬机6和电动葫芦10，电动葫芦10设于组对平台2上，用于吊运管线，使在地面的管线吊运至对管器4上。该对管器4可以同时具备吊装管道和组对管道的功能(对管器4制作成可以适应一定管径范围使用，考虑到对管器4可重利用，根据管径的差异，可以分几个规格制作)。
39.s3、起吊第一段管线并将其上端套进位于最下端的导向支架5内，将对管器4移动至附塔管线3的正下方，然后将第一段管线的下端置于对管器4内，驱动对管器4上升，对管器4将第一段管线的下端移送至组对平台2的焊接位上；
40.其中，组对平台2的下端设有与附塔管线3同轴的管道支承底座9，管道支承底座9用于对各段管线的下端进行定位。
41.具体的，先在地面组对好两整段管线，作为附塔管线3的最上一段管线预制安装。朝上的一端点焊一个锥形短管(大的一端直径与所安装的管径相同，用于方便管段导入导向支架5)作为第一段管线，其长度超过最下边的第一个导向支架5高度，用电动葫芦10吊装第一段管线，将该管线上部带短锥的部位套进最下边的第一个导向支架5。同时用卷扬机6将自制对管器4吊装放置在附塔管线3正对的地面放置的管道支承底座9上(自制对管器4设有起吊孔47和管线吊装钩42，吊装钩的大小要根据起吊重量进行强度计算)，然后将该管线的下部对准放入在自制对管器4，并由自制对管器4支承该管线，卸去电动葫芦10的吊装钩，通过卷扬机6提升自制对管器4将该管线提升至组对平台2上。
42.需要说明的是，为了减少高空作业的工作量，保证施工质量，管线可以预先进行喷砂除锈和油漆防腐处理，垂直管段用料基本都是整根管材，所以只需留出焊口段不防腐，留到组对安装并检查合格后再补口。管道现场后，先在地面下料，并开好焊接坡口。对于较大管道的直径，切割后的管道对接存在一定的偏差，因此，切割管道之前在对口处从0
°
，90
°
，180
°
，270做好标识，直缝管对接时必须将直焊缝错开180
°
，组对时调整上下管标识对口，以便减少因切割引起的对口偏差。对口焊接完毕后应进行平直度检查，其直线度应符合相关规范要求均可焊接。
43.s4、起吊第二段管线，将第二段管线的上端套进对管器4内，将第一段管线和第二段管线上下对齐，并将第一段管线和第二段管进行焊接；
44.具体的，用电动葫芦10吊起第二段管线上部套进自制对管器4内，此时注意将上下管线的立焊缝错开180
°
，并将对口处0
°
，90
°
，180
°
，270标识上下对齐，同时保证第二段管线的下部对准并放入管道支承底座911中，然后慢慢下降对管器4将第二段管线上部套入其中，通过对管调整螺栓43将上下管线对齐，由于管道吊装钩的内侧面是斜面结构，在上部管线下降时，因受到下部管段的挤压，吊装钩会慢慢的向外张开，最终将上下管线落在焊缝间隙可调垫片483上(调垫片48的厚度可根据焊缝的间隙需要进行更换调整)。调整上下管线对齐后组对点焊焊口。
45.s5、驱动对管器4向下移动至第二段管线的下端，对管器4带动第二段管线的下端向上移动至组对平台2的焊接位上；准备对下一段管线组装焊接；
46.s6、重复步骤s4和s5对其余段管线依次焊接，直至将该附塔管线3垂直段组对焊接完成。
47.其中，在拆卸对管器4时，动对管器4上的管线吊装钩42，将焊缝间隙可调的垫片48
卸除。松开对管器锁紧扣45，并下降对管器4至管道支承底座9上。同时完成组对口的焊接。
48.另外，附塔管线3垂直段组对完成后，安装固定支架固定好垂直段管线，最后利用卷扬机6和电动葫芦10辅助组对安装弯头和水平管线，直到该塔的附塔管线3安装完成。最后对管线的焊口进行无损检测和补漆施工。
49.综上，本实用新型实施例提供的一种垂直管线的安装设备及方法，用自制的对管器4完成吊装和组对：附塔管线3的吊装不需要大型吊车参与，不受附塔管线3安装高度和狭小场地影响，只用自制的对管器4通过卷扬机6和电动葫芦10即可完成附塔管线3吊装和组对。
50.在固定组对平台2组对：管线的组对和安装均在一个固定的工作平台上操作，用自制的对管器4组对，附塔管线3的安装是从上至下倒装施工。
51.不需要焊接吊耳：管道的吊装通过自制对管器4上的吊装钩完成，利用管道下降过程的自重来实现自动脱钩，不需要在管材上焊接吊耳，不伤及管道母材。
52.焊缝间隙内的可调垫片48：可根据管道焊接的需要，更换自制对管器吊装钩上的焊缝间隙可调垫片48，以随时调节所需要的焊缝间隙。
53.对管器4和组对平台2可重复利用：制作的对管器4和组对平台2为模块化的工装机具，具有通用性。
54.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。