真空吸管器作業(yè)

PAGE82PAGE1真空吸管器作業(yè)工法(2012年度)工法名稱：真空吸管器作業(yè)工法完成單位名稱：中國(guó)石油天然氣管道局設(shè)備管理中心主要完成人：杜長(zhǎng)春蔣戎丁浩中國(guó)石油天然氣管道局科技中心2012年5月

目錄TOC\o"1-2"\u1.前言 12.工法特點(diǎn) 13.適用范圍 44.工藝原理 45.施工工藝流程及操作要點(diǎn) 66.設(shè)備及勞動(dòng)組織 97.質(zhì)量控制 108.安全措施 119.效益分析 1110.應(yīng)用實(shí)例. 11PAGE71.前言隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源供應(yīng)日益成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。而管道運(yùn)輸是能源運(yùn)輸?shù)囊环N重要方式，較幾種傳統(tǒng)的運(yùn)輸方式具有安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)?？梢哉f(shuō)，能源管線的布局能夠決定一個(gè)國(guó)家的未來(lái)。為爭(zhēng)奪能源戰(zhàn)略的制高點(diǎn)，各國(guó)油氣管道項(xiàng)目和建設(shè)速度越來(lái)越快，油氣管道也向大口徑、長(zhǎng)距離方向發(fā)展，與之相適應(yīng)的管道施工裝備也在發(fā)生著巨大的變化。近年來(lái)隨著施工自動(dòng)化程度的提高，使用傳統(tǒng)吊裝方式吊鉤容易對(duì)防腐層造成損傷，而且存在司索工勞動(dòng)強(qiáng)度大、起吊過(guò)程中平穩(wěn)性差等弊端。真空吸管器作為吊裝輔助施工設(shè)備，在提高作業(yè)效率、吊裝可靠性、安全性等方面較傳統(tǒng)吊裝方式均有大幅提升，如在進(jìn)行布管作業(yè)時(shí)，僅需一名挖掘機(jī)操作手與起重操作人員配合，通過(guò)無(wú)線遙控的方式，便可完成管子的吊裝、運(yùn)輸、擺放等動(dòng)作，極大地提升了施工效率，降低地面人員的風(fēng)險(xiǎn)。管道局自2004年先后購(gòu)置了12臺(tái)套真空吸管器。并將該設(shè)備成功應(yīng)用于印度東氣西輸工程、西氣東輸二線、西氣東輸三線等重點(diǎn)工程項(xiàng)目進(jìn)行卸管、布管等施工作業(yè)，收效良好。為了使真空吸管器技術(shù)在長(zhǎng)輸管道建設(shè)中得到推廣應(yīng)用，特編制真空吸管器作業(yè)工法。2.工法特點(diǎn)2.1功能特點(diǎn)2.1.1真空吸管器結(jié)構(gòu)（圖2.1.1-1）及無(wú)線遙控裝置（圖2.1.1-2）。334526781圖2.1.1-1真空吸管器結(jié)構(gòu)圖1.真空泵；2.真空壓力表；3.發(fā)動(dòng)機(jī)；4.無(wú)線接收裝置；5.報(bào)警器；6.開關(guān)；7.閃光報(bào)警燈；8.支架。圖2.1.1-2無(wú)線遙控1.可去掉的橡膠保護(hù)套；2.步驟按鈕1-12(1+4吸氣按鈕；2+3釋放按鈕)3.頂部LED燈（紅/綠）；4.LED紅燈1+2；5.停止按鈕；6.開始按鈕11+12。2.1.2配置了壓力保護(hù)及報(bào)警裝置，能夠保證使用安全。123452.1.3根據(jù)管徑的不同規(guī)格，吸盤（圖2.1.3）可進(jìn)行更換123456622圖2.1.3吸盤示意圖51.吸盤導(dǎo)向架；2.吸盤；3.真空管連接處；4.連接孔；5.密封膠條。52.1.4通過(guò)更換吊具適配裝置可以與吊管機(jī)、液壓挖掘機(jī)等設(shè)備匹配，使用方式靈活。2.1.5使用液壓旋轉(zhuǎn)裝置（圖2.1.5）使得管材擺放更加便利。圖2.1.5液壓旋轉(zhuǎn)裝置A和B為控制旋轉(zhuǎn)的液壓管接口2.1.6吸盤導(dǎo)向架（圖2.1.6），能夠使設(shè)備操作人員更加容易確定管材的起吊點(diǎn)。圖2.1.6管材吊起時(shí)的狀態(tài)2.1.7吸盤內(nèi)圈密封膠條（圖2.1.7），能夠保護(hù)防腐涂層，同時(shí)起到良好的密封效果。圖2.1.7密封膠條2.2施工特點(diǎn)2.2.1真空吸管器技術(shù)可應(yīng)用于管道施工布管作業(yè)、裝卸運(yùn)輸?shù)仁┕りP(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.2.2作為吊裝輔助施工設(shè)備，該設(shè)備在作業(yè)效率、吊裝可靠性、安全性等方面較傳統(tǒng)吊裝方式均有大幅提升。2.2.3通過(guò)遙控的方式，便可完成管子的吊裝、運(yùn)輸、擺放等動(dòng)作，極大的提升了施工效率，降低地面人員的風(fēng)險(xiǎn)。3.適用范圍3.1真空吸管器種類10；12；16吸盤安裝的最大提升重量：→1x10,000kg→1x12,000kg→1x16,000kg3.2適用管徑：20〞-56〞；3.3工作的環(huán)境溫度為：≥-403.4真空度范圍：-0.7bar—-0.9bar；3.5吸附表面的要求：管材表面平滑；3.6鋼管類型：只適用于直管。4.工藝原理4.1真空技術(shù)示意圖真空技術(shù)示意圖（圖4.1-1）真空泵；9.控制閥截止閥；10.吸盤離合器過(guò)濾器；11.吸盤真空罐氣壓表壓力控制器放氣閥真空泵；9.控制閥截止閥；10.吸盤離合器過(guò)濾器；11.吸盤真空罐氣壓表壓力控制器放氣閥過(guò)濾器圖4.1-1真空技術(shù)示意圖圖4.1-2真空泵1.進(jìn)氣口;2.止回閥;3.葉片;4.氣體出口;5.外殼。4.2空氣過(guò)濾技術(shù)空氣過(guò)濾系統(tǒng)（圖4.2）圖4.2空氣過(guò)濾系統(tǒng)1.濾清器；2.止回閥；3.電磁閥4.2.1在進(jìn)氣口處安裝有灰塵過(guò)濾器，確保吸入氣體無(wú)固體雜質(zhì)，提高真空泵使用壽命。4.2.2為了加強(qiáng)過(guò)濾效果，在進(jìn)氣口法蘭內(nèi)裝有保護(hù)篩子。4.3壓力保護(hù)技術(shù)4.3.1在進(jìn)氣口內(nèi)安裝有止回閥，阻止氣體流通。4.3.2安裝有電子壓力控制機(jī)構(gòu)，確保壓力穩(wěn)定。同時(shí)，檢測(cè)壓力情況，在出現(xiàn)壓力外泄的情況下發(fā)出警報(bào)。5.施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1工藝流程安裝在起重設(shè)備安裝在起重設(shè)備首次操作測(cè)試1+2首次操作測(cè)試1+2檢修檢修否合格否否合格否是是吸管器放置在管子中心吸管器放置在管子中心操作無(wú)線遙控設(shè)備操作無(wú)線遙控設(shè)備抽空吸盤內(nèi)空氣產(chǎn)生真空抽空吸盤內(nèi)空氣產(chǎn)生真空起重設(shè)備吊起管材起重設(shè)備吊起管材放置管材擺放位置放置管材擺放位置操作無(wú)線遙控設(shè)備泄壓操作無(wú)線遙控設(shè)備泄壓圖5.1工藝流程圖5.2操作要點(diǎn)5.2.1在首次操作之前，應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：（1）操作員必須對(duì)真空吸管器進(jìn)行仔細(xì)的視覺(jué)檢查。（2）操作員必須能檢查出可見的損壞、故障和泄露。（3）尤其要檢查吸盤上的橡膠密封條。（4）真空吸管器應(yīng)該在所有損壞和故障修復(fù)和排除后，并由專業(yè)的技術(shù)人員認(rèn)可后方可進(jìn)行操作。5.2.2首次操作發(fā)動(dòng)（1）打開位于真空泵和真空氣罐之間的球狀閥門，使球狀閥的柄處于與透明真空管相平行的位置。（2）打開位于電磁閥和吸盤之間的三向球狀閥，是三向球狀閥的柄處于與（第二根）透明真空管相平行的位置。表5.2.2作業(yè)前檢測(cè)序號(hào)啟動(dòng)鑰匙操作模式結(jié)果發(fā)動(dòng)機(jī)信號(hào)燈（紅色）報(bào)警器(發(fā)動(dòng)機(jī)）真空信號(hào)燈（黃色）報(bào)警器（真空）1關(guān)關(guān)無(wú)操作關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)2開待機(jī)待機(jī)開開開開3開（無(wú)真空）啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)關(guān)開開4開/有真空發(fā)動(dòng)機(jī)/真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生真空（壓力靠近-0.7帕）關(guān)關(guān)開開5開/有真空發(fā)動(dòng)機(jī)/真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生真空（壓力高于-0.7帕）關(guān)關(guān)關(guān)關(guān)6開/有真空發(fā)動(dòng)機(jī)故障/發(fā)動(dòng)機(jī)停止真空壓力仍在-0.7帕以上/立即放下管子開開關(guān)關(guān)7開/有真空發(fā)動(dòng)機(jī)故障/發(fā)動(dòng)機(jī)停止真空壓力在-0.7巴以下/立即放下管子開開開開注：在工作之前要找出6和7的故障并進(jìn)行維修。為保證系統(tǒng)的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，每天在操作之前應(yīng)對(duì)所有的部件進(jìn)行安全/操作檢查。5.2.3真空測(cè)試（1）吸盤未吸在管子表面時(shí)的真空測(cè)試（1）啟動(dòng)真空吸管器的電源（2）增加吸力到-0.7bar,直到蜂鳴器自動(dòng)關(guān)掉。（3）調(diào)整三通閥。（4）關(guān)掉真空吸管器的電源。（5）觀察真空表中真空的下降。壓力損失在10分鐘之內(nèi)不應(yīng)多于10%。如果發(fā)現(xiàn)壓力損失在10分鐘內(nèi)多于10%：應(yīng)通知技術(shù)人員，必須表明壓力泄露的位置，并解決問(wèn)題。（6）然后再如上述所述測(cè)試第二個(gè)吸管機(jī)，直到測(cè)試通過(guò)，并且壓力泄漏在10分鐘內(nèi)不得多于10%。5.2.4真空測(cè)試（2）當(dāng)安裝好的吸盤在管子表面時(shí)的真空測(cè)試（1）啟動(dòng)吸管器的電源。（2）增加吸力到—0.7bar,直到蜂鳴器自動(dòng)關(guān)掉。（3）使吸管器吸附在管子表面。（4）應(yīng)用吸附模式。（5）關(guān)掉吸管器的電源。（6）觀察真空表中真空的下降。壓力損失在10分鐘之內(nèi)不應(yīng)多于10%。注：如果發(fā)現(xiàn)壓力損失多于10%（在10分鐘內(nèi)）通知技術(shù)人員，必須表明壓力泄露的位置，并解決問(wèn)題。（7）然后再如上述所述測(cè)試第二個(gè)吸管機(jī)，直到測(cè)試通過(guò)，并且壓力泄漏在10分鐘內(nèi)不得多于10%。5.2.5常規(guī)檢查（1）在操作之前每天的檢查必須由技術(shù)人員按照真空的升降機(jī)上的短期操作說(shuō)明做檢查。（2）檢測(cè)的范圍吸管器的以下部位要特別地進(jìn)行檢測(cè)：①橡膠吸墊，管子，閥門和空氣過(guò)濾器；②真空吸管器的焊接縫；③警報(bào)器和警報(bào)燈的運(yùn)行。5.3真空吸管器作業(yè)工序5.3.1吊管前準(zhǔn)備工作吊管前準(zhǔn)備工作是個(gè)重要環(huán)節(jié)，由操作人員進(jìn)行直管測(cè)量，標(biāo)記管子中心位置，中心位置標(biāo)注的準(zhǔn)確度，直接影響著吊裝的效率。5.3.2用起重設(shè)備把吸管器垂直放在管子的中心。第一次使用吸盤導(dǎo)向輪必須要和管子的尺寸相匹配，通過(guò)松動(dòng)導(dǎo)向輪上的螺絲，使導(dǎo)向輪與管子表面接觸。這套設(shè)備配有一個(gè)附加的制動(dòng)器。通過(guò)調(diào)整在設(shè)備兩端的制動(dòng)器可以減少附加從“軟”懸掛到“中等”懸掛再到“硬”懸掛。以上提到的三種懸掛取決于操作者操作起重機(jī)的操作經(jīng)驗(yàn)。5.3.3通過(guò)操作無(wú)線遙控設(shè)備來(lái)啟動(dòng)吸盤。在吸盤里的空氣量會(huì)被提取，生成真空到管子里。所有的警報(bào)/信號(hào)燈--關(guān)閉，真空壓力現(xiàn)在應(yīng)該在-0.7bar。管子現(xiàn)在能被吸起。（1）首先站好位置以便能夠得到縱觀全局的視野，系統(tǒng)-機(jī)器-遙控器-負(fù)荷。（2）用眼睛觀察跟隨機(jī)器和負(fù)荷的移動(dòng)而移動(dòng)，但是要在遠(yuǎn)程遙控的范圍之內(nèi)。（3）在開始工作的時(shí)間內(nèi)，千萬(wàn)不要啟動(dòng)或操作傳輸裝置。不當(dāng)?shù)氖褂每赡軙?huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的場(chǎng)景。（4）千萬(wàn)不要在關(guān)閉的房間，視線看不到，或是遙控半徑之外的情景下使用。（5）隨時(shí)注意工作區(qū)域，一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)馬上停止。（6）在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)千萬(wàn)不要留下鑰匙走開，導(dǎo)致無(wú)人看管。（7）工作完成之后或是當(dāng)更換蓄電池時(shí)。注意負(fù)荷不是被吊在半空中。更換遙控器中的電池時(shí)同樣也要注意。5.3.4管子放置完畢后，用無(wú)線遙控器釋放吸盤。6.材料與設(shè)備以西氣東輸二線使用的X80、Ф1219×18.4mm管材為例，對(duì)施工設(shè)備配備進(jìn)行分析。根據(jù)45噸級(jí)液壓挖掘機(jī)力矩曲線圖（圖6），選定45噸級(jí)液壓挖掘機(jī)與其配套使用。圖645噸級(jí)液壓挖掘機(jī)力矩圖6.1設(shè)備主要施工機(jī)具和設(shè)備配備情況見表6.1：表6.1主要施工機(jī)具設(shè)備配備序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)單位數(shù)量1履帶液壓挖掘機(jī)45噸級(jí)液壓挖掘機(jī)臺(tái)12真空吸管器46英寸-48英寸臺(tái)16.2勞動(dòng)組織人員配備情況見表3：表6.2人員配備情況序號(hào)工種數(shù)量單位備注1機(jī)手1名2起重工1名負(fù)責(zé)測(cè)量管子中心點(diǎn)操作遙控器7.質(zhì)量控制具體工程執(zhí)行工程相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。以西氣東輸二線為例，主要執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范：Q/SYGJX0109-2008《西氣東輸二線管道工程線路工程施工技術(shù)規(guī)范》。8.安全措施真空吸管器作業(yè)以現(xiàn)場(chǎng)人員設(shè)備的保護(hù)為重點(diǎn)，主要采取以下安全措施：（1）參加施工的起重工和設(shè)備操作手等特種作業(yè)人員必須持有勞動(dòng)部門頒發(fā)的特殊工種安全上崗證。（2）作業(yè)前應(yīng)檢查設(shè)備機(jī)具的完好性。（3）配備通用個(gè)人防護(hù)用品，如工作服、手套和工作鞋等。（4）設(shè)備與設(shè)備之間應(yīng)保持一定的距離，避免車輛和其它物體或人員發(fā)生碰撞。9.環(huán)保措施9.1執(zhí)行的環(huán)保法規(guī)（1）《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》；（2）《建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理辦法》；（3）《建筑施工場(chǎng)界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB12523-2011）。9.2環(huán)保措施（1）及時(shí)將保養(yǎng)后的廢機(jī)油、濾芯等廢物集中回收，統(tǒng)一處理，避免污染。（2）在離居民區(qū)較近地區(qū)施工時(shí)，設(shè)備應(yīng)加裝防噪消音裝置，減少噪聲污染和對(duì)附近居民生活的干擾；同時(shí)應(yīng)為現(xiàn)場(chǎng)施工人員配備耳塞等噪聲防護(hù)用品。10.效益分析9.1社會(huì)效益分析真空吸管器技術(shù)應(yīng)用于大口徑管道施工布管作業(yè)、裝卸運(yùn)輸?shù)仁┕りP(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為吊裝輔助施工設(shè)備，該設(shè)備在作業(yè)效率、吊裝可靠性、安全性等方面較傳統(tǒng)吊裝方式均有大幅提升。如在進(jìn)行布管作業(yè)時(shí)，僅需一名挖掘機(jī)操作手，通過(guò)遙控的方式，便可完成管子的吊裝、運(yùn)輸、擺放等動(dòng)作，極大的提升了施工效率，降低地面人員的風(fēng)險(xiǎn)。9.2經(jīng)濟(jì)效益分析以西氣東輸二線使用的X80、Ф1219×18.4mm管材的每月布管作業(yè)造價(jià)為例，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行分析對(duì)比見表4。表9.2普通布管與真空吸管器布管施工方法主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比表名稱普通布管/每月真空吸管器布管/每月普通布管與真空吸管器布管經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比人工費(fèi)（元）21600.009600.00+55.55%機(jī)械費(fèi)（元）145500.0081900.00+43.71%基價(jià)（元）167100.00915