板式吊耳的应用指南
板式吊耳由于结构简单,制造方便,在工程中广泛使用。
使用板式吊耳时也是有很多注意事项的,其中最最重要的是:永远不要侧向受力。
比如图示的吊耳,左是正常受力,右是侧向受力。
在正常受力时的抗弯模量
W1=tl^2/6=10*100*100/6=16666.7
侧向受力时:
W2=lt^2/6=100*10*10/6=1666.7
W2/W1=0.1
也就是会说侧向受力时,吊耳承载能力只有原来的10%。
在PVElite中对板式吊耳和侧壁式吊耳都有一句警告:
PV Elite does not compute weak axis bending forces on the lugs. It is assumed that a spreader bar is used.(不会计算吊耳弱轴方向受力,如板式吊耳侧向受力。吊耳的侧向力控制由起吊的平衡梁来保证。)
这个也是为什么很多吊耳计算通过了,但是实际吊装过程中出现吊耳损坏,吊耳变形。设计人员一定要懂得吊装过程,吊装的受力过程决定了吊耳计算是否符合实际情况。
上篇讲到轴式吊耳需要考虑0-90°的起吊过程,那么对于板式吊耳是否需要考虑呢?
答:一般来说吊耳计算需要考虑吊耳从0-90°起吊的各个角度的应力校核,包括局部应力。
对于板式吊耳一般应该用于卧式容器,如果用于有需要0-90°翻身的吊装过程,需要特别特别的注意。
下图的吊耳,原先在很多小罐中出现,但是实际操作时,吊耳容易变形,甚至断裂。因为在工厂里是卧式制作,立式水压,在翻身过程中,工人用吊耳进行翻身操作,使得吊耳侧向受力,导致吊耳断裂。水压结束后,又要卧倒运输,到现场时还有一次从0-》90°的吊装,中间任何一次出现误操作,吊耳都会受损,轻则变形,重则设备脱落造成设备损坏或者人员伤亡。
现在的车间制造的储罐一般采用侧壁式的吊耳,配合平衡梁吊装。基本上杜绝工人误操作的可能。(有些工人看到是个吊耳就用,不管能不能用)
对于封头管箱上的吊耳增加技术要求:增加技术要求:吊耳仅供起吊管箱,且垂直起吊。
不仅仅是板式吊耳,类似于板式吊耳的尾吊,如果操作不当也会造成很严重的后果。
案例分析
关于使用板式吊耳,不注意侧向力而发生的失效的案例很多。
某气化装置项目中有一气体返回室,俗称裤衩段,设备图纸重量398吨,实际重量360吨。起重工指挥280吨吊车使用板式溜尾吊耳进行设备第一次向上翻转90°步骤,在280吨吊车将设备的输气管段吊离支墩越300mm时,停止吊装,试吊5分钟后一切正常后,并安排起重工将管式支墩挪开,随即进行正式翻转,起重工指挥280吨吊车继续起吊,在又吊高约600mm时,280吨吊车溜尾使用的两个板式吊耳同时断裂,导致气体返回室输气管段落到地面。
断裂后的吊耳如上图
原因分析
检查计算书,板式吊耳裕量高达100%,考虑到材料本身的裕量,垂直起吊时,吊耳所受的力是远远小于材料的屈服强度。为什么计算书裕量这么多还发生了强度破坏?
事故发生的主要原因是,板式吊耳侧向受力,抗弯模量大大下降造成强度不足,受弯断裂。
改进方案是:加工制作一个溜尾吊盖,将输气管尾部的人孔盖拆除后将吊盖紧到人孔上当溜尾吊耳使用。
吊装时,先用1600吨吊车吊索套在设备的输气管段,翻身90°后,再使用260吨的吊车,吊住溜尾吊耳。此时溜尾吊耳是竖直受力,受力情况与计算情况相同,最后顺利吊装。
上图为裤衩段的改进后的吊装,可以看出断裂的尾部板式吊耳。
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