作业装置论文（通用9篇）
作业装置论文 篇1
摘要：针对目前电力系统检修工作中挂、拆接地线存在的安全问题, 在分析接地线状态在线监测必要性的基础上, 介绍了一种新型电力检修作业地线装置的构成和硬件电路的实现。并根据电力检修作业时现场的实际情况, 采用了基于全球移动通信系统GSM (Global System for Mobile Communication) 短消息技术的接地线在线监测装置的设计方案, 并完成了装置的硬件设计和软件设计。
关键词：接地线,电力检修作业,超声波测距,在线监测
挂接地线是电力系统中检修工作中至关重要的一环。在电力系统中, 检修工作是靠人工通过电话与电力调度联系需要停电点, 根据确定的停电点, 电力调度进行网上停电, 作业人员挂接地线, 开始网上作业, 作业完成后, 拆接地线, 报告电力调度, 电力调度送电恢复系统供电。在这检修作业过程中主要依靠的是操作票制度和现场作业人员对操作规程的执行程度, 因此存在着漏洞和误操作的可能性。研究一种新型电力检修作业装置, 可以在挂接地线和拆接地线时, 给现场的工作人员音响信号及灯光信号, 并且可以将该操作信号通过GSM网络发送到电力调度、变电所以及需要传送的地方。该装置可以解决目前线路检修作业中存在的监控难题, 防止由于带接地线合断路器 (或隔离开关) 等误操作所造成的人身和设备事故。
一、硬件系统的实现
考虑到现场作业的实际情况, 本装置需附挂在接地线的绝缘杆上, 方便采集接地线状态。由于电力线路上方除了输电线路没有其它物体, 而且挂接地线和拆接地线时线路上极有可能有残压, 故一般的传感器因为电磁干扰的影响很难准确的采集信号。我们对接地线状态的信号采集利用了超声波传感器测量装置和输电线之间的距离变化的方法来判断接地线是否已经挂上。测出距离以后, 利用单片机对采集数据进行处理和判断, 当距离达到一定值后长时间不变, 只偶尔小幅度变动 (考虑到实际操作过程中风引起的晃动) , 即可认为接地线已挂上;反之, 当距离由稳定距离开始逐渐变大, 即可认为接地线已拆除。
(一) 超声波测距原理。
超声波是指频率高于20 k Hz的机械波。超声波传感器是利用压电效应的原理将超声波和电能相互转换, 即在发射超声波的时候, 将电能转换, 发射超声波;而在收到回波的时候, 则将超声振动转换成电信号。超声波测距的原理是采用渡越时间法TOF (time of flight) 。首先测出超声波从发射到遇到障碍物返回的时间, 乘以超声波的速度再除以二, 即可得到声源和障碍物之间的距离:D=CT/2, 其中:C为超声波在空气中的传播速度, 在通常情况下超声波的传播速度取341 m/s;T为超声波发射出去到接收到回波所需时间;D为所需测量的距离。
(二) 超声波测距软件设计。
在本程序的设计过程中主要是利用了单片机内部的两个定时/计数器T0和T1, 其中T0口用于产生超声波的发射中心频率, T1口产生计数频率。在本文的设计中采用的工作方式都是方式1, 因为这种方式计数范围大, 不必频繁地产生计数中断便可完成所需测距功能, 还可以大大减少计时误差。
二、通信方式的选择和实现
对配电网进行线路检修时经常多组接地线同时进行, 接地线的悬挂地点一般很分散, 而且工作时间不固定。GSM传播方式很好的满足了上述要求, 已经在电力系统实时监测方面有了很多应用。SMS (短消息业务) 是GSM提供的不需要建立端到端连接的业务, 是GSM中最简单、最方便的数据通信方式。短消息由短消息中心存储和转发, 在手机之间进行中、英文信息交流。共有三种方式来发送和接收SMS信息:Block Mode, Text Mode和PDU Mode。其中PDU Mode被所有的手机支持, 可以使用任何字符集, 也是手机默认的编码方式。
(一) 通信模块的硬件组成。
通信模块采用西门子的TC35模块, 可分为基带处理器、GSM射频部分、电源A-SIC (Application Specific Integrated Circuit) 、Flash4个大模块。其中GSM基带处理器是整个模块的核心, 它由一个C166CPU和一个DSP处理器内核控制模块内各种信号的传输、转换、放大等处理过程。GSM射频部分是1个单片收发器, 由1个外差式接收器、上变频调制环路发送器、1个射频锁相环路和1个全集成中频合成器4个功能块组成, 共同完成对射频信号的接收和发送等处理数据。
(二) 通信模块的软件设计。
软件设计的首要是TC35短消息模块的接口开发, 包括TC35初始化、工作方式和通信模式设定等。它的设置主要利用AT指令, 结构为AT+命令=参数。例如指令AT+CMGF=0把TC35模块的短消息工作模式设置为PDU格式, 指令AT+CMGL=0读取手机上全部未读过的短消息。具体的相关AT指令可查询相关资料。
第一, 一是采用合理的电源滤波电路和可靠的接口电路, 处理器与GSM通讯模块采用比较低的通讯速率, 避免信号传输过程受到的干扰的影响;二是对传输的数据进行累加和的校验方式进行判断, 若出现错误后返回相应的信息, 要求对方重新发送信息。
第二, 由于目前短信息的广泛使用, 各种垃圾信息日益增多。为了避免该类信息对系统造成的影响。装置在接收到SMS信息后, 首先判断信息的来源, 由于从GSM通讯模块读出的内容包括了发送信息的GSM通讯模块的卡号, 只要判断该号码是否与原来设置在线监测装置的通讯模块的卡号一致, 若不一致则直接删除处理。
第三, 在进行短消息发送时考虑到GSM网络有时会出现网络繁忙出现发送失败的情况, 为了保证短消息能够发送成功, 在短消息发送失败后会自动重发3次。
本装置使用了GSM传输方式, 使得电力检修作业地线检测能够做到实时在线监测的目的, 能够有效地避免实际过程中因操作不当而带来的安全隐患。同时采用了超声波测距的方法来检测接地线的状态, 有效避免了因现场电磁干扰过大而带来的误报信息。本装置能够有效地保障电力检修作业的安全, 杜绝因操作不当带来的人身伤害和经济损失。
参考文献
[1].刘家军, 缪俊.新型电力检修作业地线装置的研究[J].电力系统保护与控制, 2009
[2].张作宇, 李燕青.一种接地地线的检测系统[J].电网与清洁能源, 2010
作业装置论文 篇2
作 业 指 导 书 一：唯一性认定
1、查验《机动车行驶证》《四川省天然气气瓶使用登记证》《压缩天然气气瓶定期检验报告》、核查车辆识别代号，车牌号码应与《机动车行驶证》相符合，气瓶编号车用气瓶应在检验有效期内、气瓶安装数量、气瓶容积、气瓶制造厂应与《四川省车用天然气气瓶使用登记证》一致，对有疑问的可以通过质监局气瓶等级管理网核查，并符合GB7258-2012和GB19533 GB24162 DB51T929等技术标准的相关规定。
2、查验压缩天然气专用装臵（如气瓶、加气口、燃料转换开关、高压电磁阀、手动截止阀、减压调节器、滤清器、混合器、高压管路、管接头、柔性高压软管、压力显示器及压力表电控单元器件等）是否符合DB51/T929的相关规定。
3、车辆前后端醒目位臵有符合GB/T17676要求的压缩天然气汽车标志。
二：储气瓶安装安全性、可靠性检验
1、打开汽车尾箱或气瓶护罩，检查气瓶固定座强度，多个气瓶安装应布臵合理，排列整齐。气瓶是否松动，气瓶外观是否有损伤，气瓶瓶体不得和相邻部件直接接触。
2、检查储气瓶固定座应有四个固定点连接在结构件上，其间距应确保气瓶的稳定。储气瓶与固定座之间应垫厚度不小于4mm的橡胶垫。紧固螺栓有防松装臵，用扭力扳手检查扭紧力矩，应符合设计要求。
3、储气瓶应安装在通风位臵或采取有效地通风措施。
4、气瓶安装在驾驶室或载人货箱内时，检查是否有防泄漏隔离保护措施。在货车车厢内安装气瓶时应检查有无安装金属或非金属保护罩。安装在车架下部的储气瓶，检查有无防护措施。
5、用钢直尺检查CNG专用装臵与发动机排气管之间的距离应≥100mm, 100mm—200mm之间应设臵可靠的隔热装臵。
6、用钢直尺检查储气瓶卡带宽度应≥40mm,厚度应为2.5-3.0mm
7、用钢直尺检查储气瓶最小离地间隙应≥200mm 三：CNG供气装臵检验
1、储气瓶的气瓶阀和接头应有防止碰撞，倾覆等事故的保护装臵；气瓶阀与汽车外轮廓边缘的距离应≥200mm
2、检查电磁阀：电磁阀的操作应由燃料转换开关统一控制，当点火开关关闭或发动机熄火时，电磁阀应处于关闭位臵。电磁阀应安装在远离其他电气设备的位臵。
3、检查受手动截止阀：手动截止阀应设臵在气瓶到减压调节器之间易于操作的位臵，阀体 不得直接安装在驾驶室内。
4、检查减压调节器：减压调节器宜安装在震动较小，尽量靠近发动机的位臵，与发动机间应采用柔性连接；减压调节器和天然气喷射器或燃料轨之间，应采用柔性连接，连接处应密封可靠；安装位臵应确保实现对调节器的常规调整、检查和维修；减压调机器应尽量远离排气系统，如果离排气系统的距离小于150mm时，应设臵固定可靠的隔热装臵；调节器的布臵应不影响所有软管的自由移动。当减压调节器采用发动机冷却液加热时，其安装高度应低于散热器顶部，且宜安装在节温器以下。
5、检查储气瓶至减压调节器之间的天然气滤清装臵。
6、检查燃料转换开关；燃料转换开关档位标记应明显，能分别控制供油、供气、和油气全切断三种状态。
7、检查混合器：混合器应与减压调节器性能相匹配。增压发动机进气歧管应设臵超压泄压保护装臵。
8、检查低压管路和暖水管路；管路柔性连接可靠，应无老化、开裂、磨损、泄露。
9、检查高压管路
9.1 用磁铁检查高压管路及接头，不应磁上。
9.2 刚性高压管路应排列整齐，布臵合理，固定有效，不允许与相邻部件碰撞和摩擦，所有高压管路和高压管路接头应得到有效的保护。
9.3 刚性高压管路与相邻部件接触或穿越孔板，应采用橡胶垫进行保护;两个部件之间的管路应采用能消除热涨冷缩影响和防止震动的措施，如采用盘管或U型弯管等，管路中心线曲率半径应不小于管路外直径的5倍。
9.4 刚性高压管路应用固定卡有效地固定在车架或车身上。柔性高压管路使用有弹性地固定卡固定在车架或车身上，每一弯曲处的前后应进行卡固。
9.5用钢直尺测量固定卡的间距，刚性高压管路固定卡的间距≤600mm,柔性高压管路固定卡的间距≤300mm。
9.6 用钢直尺测量管路和接头与移动、旋转件之间的距离均应≥75mm.9.7 在任何情况下，专用装臵与排气管之间的距离不得小于100mm，距离在100-200mm之间时，应设臵固定牢固的隔热防护板。
10、加气口与高压管线之间应设臵单向阀和截止阀，用钢直尺测量加气口与汽车外轮廓边缘的距离应≥15mm
11、检查压力表：压力表外观完好，应安装在易于观察，防震和避免损坏的位臵，确保安装牢固。量程和压力传感器耐压强度应为天然气管理额定工作压力的2倍，并具有防震功能，不得直接安装在驾驶室内。当安装在裸露位臵时，应加装压力表防护罩。气量显示器应安装在驾驶室内驾驶员易于观察的位臵。四：发动机工况检验
1、用天然气做燃料时，发动机怠速运转平稳，改变发动机工况，发动机不得熄火。
2、用底盘测功机检测整车的动力性能在燃气时的功率输出值不得小于燃油时功率输出的90% 五：四漏检查
1、漏气检查
1.1 高压管路漏气检验：将车辆停放在检验位臵，关闭发动机，使用专用装臵气动气密性增压试验台，关闭气瓶阀门，将增压装臵高压输出接头插入车辆充气口，将CNG专用装臵管路内压缩天然气增压到20Mpa后，进行20Mpa天然气的高压气密性试验，使用气体检漏仪检查，5分钟内不得有气体渗漏现象。1.2 气体检漏仪检查：使用气体检漏仪检查所有管路接头，应不出现漏气现象，在气体检漏仪发现泄漏后，应采用检漏液检查的方法证实泄露的存在和确定泄露的位臵。
1.3 泄露液检验：用肥皂泡沫或其他非腐蚀性的发泡水涂于所有管路接头上，待消除接头的表面气体后，3分钟内观察有无气泡产生。
2、漏水检查：观察减压调节器加热循环水管有无漏水现象。
3、漏油检查：汽车转换到以汽油为燃料时，观察供油管路，不得出现泄漏。
4、漏电检查：观察电器线路有无老化、裸露、漏电现象。六：其他：
1、观察线束及插接件应卡固良好，不得与相邻部件摩擦，线路应绝缘良好并有过电流保护装臵。
2、观察所有支架不得有变形和损坏，脱落后必须重新安装。
3、观察用于减震、防滑的所有橡胶垫不得有损坏，脱落后必须重新安装。
4、观察全部紧固件不得松弛和脱落，锁止部位的螺栓应完好有效。
七：记录
检验员按照《记录控制程序》要求，如实、认真填写《压缩天然气汽车专用装臵安全性能检验记录表》。表中：
A:1—5项不合格，不得交付检验.B:6—37 38—47项不合格，可以返修整改，重新验收合格后方可出具《检验合格报告》
带压作业装置井口保温系统设计 篇3
关键词：带压作业,保温,加热功率,非稳态
在石油工业采油注水井带压修井作业中, 油井井口装置裸露的主要散热部件包括三闸板、井口四通、防盗阀、地面裸露套管等[1—3], 如图1所示。由于东北三大油田都处于开发中后期, 采油注水井修井工作量很大, 需要在寒冬季节继续进行施工。在白天修井施工中, 起下油管等工作能保证地下水与地面装置中的水充分循环, 不会造成井口设备冰冻。晚上停止施工后, 地面装置散热损失大, 使三闸板等设备中的水冻结, 导致第二天继续施工困难, 排除冰冻故障一般采用明火烘烤的方式, 需要几个小时才能进行正常施工, 既影响工作进度又存在安全隐患。为了不影响施工进度, 并为作业工人创造适宜的工作环境, 本文设计了一套加热保温装置, 保证带压作业装置内的水维持液体状态。
加热保温装置的设计关键是确定设备散热量, 加热管的表面温度与散热量存在彼此依赖关系, 因此确定加热管的表面温度显得至关重要[4]。加热功率的确定既要考虑设备达到热稳定状态所需要的时间, 同时还要以待加热体的整体温度维持零摄氏度以上为目标, 因此需要根据加热管表面温度场的非稳态变化确定系统达到稳态的时间, 以及达到稳态后加热管的加热功率。为了保证加热管的加热量有效利用, 在加热管背对待加热设备一侧使用高温绝热材料 (高纯硅酸铝) 减少对外的散热量。
为了节省施工时间, 同时又能避免因使用明火而造成的安全事故的发生, 本文在对复杂外形结构的待保温结构现场精确测绘的基础上, 考虑加热管的非稳态温度变化利用传热学理论确定了装置的加热功率, 设计了一套带压作业装置井口保温系统。所设计制造的加热保温装置不仅加热保温效果好, 而且安全、便捷、操作方便。
1—三闸板;2—井口四通;3—防盗阀;4—地面套管
1 井口保温装置设计思路
在修井现场没有常备电源的情况下, 散热损失有几种补充途径。一是太阳能, 目前太阳能电池容量有限, 储能能力不能满足散热要求能量;二是燃油加热锅炉, 在修井作业中选用燃油加热锅炉, 有两个致命缺陷, 首先是锅炉如果仅为晚上停止修井作业时, 为三闸板等部件保温加热使用, 等修井作业时必然需要停止锅炉热水循环。锅炉功率不能很大, 热水循环管路很容易在低温时冻裂。如果把管路热水放空, 也会造成很大浪费。其次, 燃油锅炉耗油量远高于燃油发电机组, 运行成本也很大。三是燃油发电机组, 该项技术比较成熟, 应选用合适的发电机组, 设计降压变压控制柜组件, 把电压变为36 V, 用安全电压带动加热管对设备进行加热, 保证运行安全。考虑功率需求和装置的便携性及节能要求, 选择2台5 kW柴油发电机组, 经过2台加热控制柜变为36 V安全电压给各裸露部位保温加热。
柴油发电机供给的220 V直流电经过变压器调整为36 V, 利用控制柜为加热保温装置提供充足的电能, 保温壳体是在精确测绘基础上, 由经过详细绘图设计的三闸板保温加热装置、井口四通保温加热装置和地面套管保温加热装置组成, 保温壳体内侧铺设加热管, 加热管与设备通过辐射方式传递热能, 加热管另一侧与高温绝热材料紧密接触, 尽量减少加热管向外部环境散热。
三闸板是主要的散热部件形状复杂、体积大, 是带压作业装置中散射量最大、最容易冻结, 同时也是保温结构设计的难点, 如图2所示。因此, 本文以三闸板保温结构设计为例, 对井口装置保温系统设计进行说明。
三闸板保温装置设计主要分为以下几个步骤:三闸板装置测绘、加热功率计算、三闸板保温装置设计及加工。其中加热功率计算需要深厚的传热学理论基础, 另外两部分需要有较强的机械制图基础和工程背景。由于修井作业停止后, 会放掉高于三闸板位置的液体, 因此从三闸板以下进行保温加热是符合传热学机理的。根据三闸板结构, 考虑现场工人操作方便, 三闸板保温结构设计成两个分体结构, 如图3所示。三闸板的左右两部分保温加热装置分别安装后利用卡扣连接, 对扣用螺栓互相固定, 共布置10 kW加热功率, 左右两部分各布置5 kW, 左或右部分5 kW加热功率分别由两台发电机提供。
2 三闸板加热功率计算
本套加热保温装置的主要目的是保证带压作业装置不冻结, 因此三闸板加热功率是以设定设备表面温度为5℃ (设备内部水不冻结, 而且有一定的安全裕量) 来进行计算的。加热功率主要包括以下几部分:与待保温设备表面辐射、对流换热;高温加热管以导热和对流形式通过高温绝热材料向大气传递热量。加热功率的确定对于加热保温结构设计是一个关键环节, 本文在考虑加热管表面温度非稳态变化的情况下, 考虑圆肋、环肋的散热损失, 给出了加热管表面温度变化规律的计算公式[5]:
由热力学第一定律:
式中
式 (1) 、式 (2) 联立后可列出加热管温度变化的非稳态数学模型, 但其中有加热管表面温度和加热功率两个未知数, 因此为了对其进行求解, 首先应考虑设备达到稳态后加热管表面温度不随时间变化, 即
(3) 式中ε为加热管表面发射率, σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数,
利用肋的导热计算公式及相关对流、辐射方程, 假定环境温度为-20 ℃, 并与公式 (1) —式 (3) 联立, 即可求得该设备的加热功率, 同时可得到加热管达到稳态后的表面温度。经过计算可知, 三闸板加热保温装置的加热功率为9.4 kW, 此时加热管的表面温度为123.5 ℃。
得到稳态情况下的加热功率及加热管表面温度以后, 再代入到瞬态传热数学模型 (2) 中, 即可求得加热管温度随时间的变化情况, 如图4所示, 由图中可看出, 三闸板达到稳态所需的时间为54.5 min。
根据上述原则设计了一套井口加热保温装置, 为了验证理论计算结果的可靠性及该套井口加热保温装置的使用效果, 在吉林油田修井现场对其进行了现场试验, 试验环境温度波动范围为-16 ℃—-20 ℃。试验过程中, 首先启动发电机, 分别在三闸板保温装置的加热管、三闸板表面及加热保温设备外表面选择三个有代表性的部位布置温度测点进行测试, 每隔大约5分钟进行一次读数, 直到数据稳定。测试结果显示, 经历了55 min以后, 系统达到稳定状态, 三闸板表面温度为 (5.3±0.3) ℃, 满足现场施工要求。加热管表面温度随时间的变化情况与理论计算结果吻合较好, 误差在10.0%以内, 如图4所示。
3 结论
(1) 带压作业装置井口加热保温系统设计过程中突破了技术关键, 研究选择了适宜的加热保温热源, 并利用调压控制装置将220 V直流电压调整为36 V的安全电压, 保证了保温加热过程既安全又环保;
(2) 利用温度场瞬态时域数学模型得到的加热管表面温度数值解与现场实测数据吻合很好, 其相对误差在10.0%以内;
(3) 三闸板保温加热装置、防盗阀保温加热装置和井口四通保温加热装置进行现场试验时, 在55分钟内均达到稳定状态, 温升很快;
(4) 试验结果表明, 所研制的带压作业修井井口保温系统满足工艺要求, 解决了带压修井作业过程冬季夜晚井口设施冻结造成第二天施工困难的难题, 系统安全、可靠, 满足了工艺指标要求。
参考文献
[1]谢永金, 曹立明.新型不压井作业设备的研究.石油机械, 2007;35 (9) :161—461
[2]张存有.油轮货油加热和保温过程传热机理研究.大连海事大学, 2007
[3]崔斌, 带压作业修井装置的研制.石油矿场机械.2007;36 (1) :63—66
[4]Chen B C M.Cargo oil heating requirements for an FSO vessel con-version.Marine Technology, 1996;33 (1) :58—68
作业装置论文 篇4
Q/HNPTR-HSE.ZDS-2009
（A/0）目的为了有效的控制防爆电器外壳能够承受内部爆炸性气体混合物的爆炸压力，并能更好的阻止火焰向外部传播，特制定防爆电器检查作业指导书。范围
适用于公司所属油库易燃、易爆危险作业场所的防爆电器检查作业。3 职责
3.1 油库主任负责防爆电器检查作业的监督、检查和指导。
3.2 电工负责防爆电器检查作业的具体实施。检查内容
4.1日常检查内容
4.1.1防爆电器外壳表面是否清洁,有无裂纹和变形。
4.1.2区域的通风情况,监测外壳的表面温度和轴承部位的温度。
4.1.3仔细倾听运动声响是否正常。
4.1.4紧固件是否齐全、牢固,接零、接地是否良好。
4.1.5电气设备进线装置的密封是否良好。
4.1.6充油型设备的油位和油色是否正常。
4.1.7正压形设备的压力是否正常。
4.1.8本安形设备及本安关联设备的工作状态是否正常。
4.1.9防爆电器及灯具是否完好。
4.2定期检查每年至少进行一次,其内容为:
4.2.1防爆电器外壳表面是否清洁,有无裂纹和变形;
4.2.2进线装置的密封是否良好,各种联锁、检测、信号、保护装置是否完整、正确、可靠。
4.2.3防爆开关、防爆插销和防爆灯具的结构及护罩是否完整无损。接零和重复接地装置是否良好。
4.2.4清楚设备内外的尘垢,进行防锈处理。
4.2.5接地装置的可靠性及电缆、接线盒等的使用情况。
4.2.6设备和电气线路的绝缘情况。
4.2.7电气设备及附属装置是否符合防爆安全要求。
4.2.8电气内部动作机件的磨损情况和腐蚀情况。
4.2.9电气连接点接触是否紧密、牢固、可靠及是否锈蚀。
4.2.10轴承温升和磨损情况。
4.2.11轴承的润滑脂。
4.2.12并处理运行记录上提出的其他问题。
4.3防爆电气设备故障停电后,必须查明原因,消除故障后方可送电试车,禁止强行试送电。
4.4防爆电器在检查时发现问题,即应针对进行小修理。一般的小修项目，包括：轴承换油、抽芯清灰、测量结合面间隙、涂油防锈、更换易损件或绝缘油、修理或调整操作机构、闭锁装置和紧固件、测试绝缘电阻和检修内部电器元件等，修复后应填写相关记录并上交主管部门存档。
接地装置检查作业指导书
Q/HNPTR-HSE.ZDS-2009（A/0）目的为了加强接地装置的检查，保障接地装置处于完好状态，确实起到防雷、防静电等保护作用，特制定接地装置检查作业指导书。范围
适用于接地装置检查作业。职责
3.1 油库主任负责接地装置检查作业得监督、检查。
3.2 安全监督、电工负责接地装置检查作业和日常维护。
4.检查内容
4.1引下线在距地面2米至地下0.3米一段得维护处理有无被破坏的情况。
4.2明装引下线有无装设交叉和平行的电器线路。
4.3 断接卡子有无接触不良的情况。
4.4接地装置周围土壤有否沉陷现象。
4.5 测量接地装置接地电阻是否符合安全规定（油气浓度低于爆炸下限的20％，方可进行接地电阻的检测）。
4.6 有无因挖土、敷设管道等而挖断接地装置的情况。
4.7 接地装置附近是否堆放具强烈腐蚀性化学物质。
4.8 明敷的接地线表面所涂标志漆是否完好。
4.9 接地线与公路、铁路或管道交叉地方保护措施是否完好。
石化装置检维修作业安全管理 篇5
1检维修作业存在的风险
石化装置设备设施复杂多样,工艺介质危险性高,检维修过程中可能面临各种易燃、易爆、有毒、有害物质。同时,炼化企业检维修中经常出现立体交叉作业、动火作业、受限空间作业、临时用电作业、高处作业等危险作业,如果风险控制不到位,容易发生人身伤害和环境污染事件[2]。以下根据其作业程序,对检维修施工过程中存在的风险进行识别:
(1)检修作业控制程序中已确定的责任人不明确其各自的责任。
(2)施工前未考虑各个任务及其与正在进行的作业之间的相互关系。
(3)检修作业内容临时变动带来的人员、设备财产安全风险。
(4)施工前施工材料、备件等前期准备工作未做好而给检修施工埋下隐患。
(5)动火作业不慎引发火灾、爆炸等安全事故。
(6)进入受限空间作业人员发生中毒、窒息等意外人身伤害。
(7)现场临时用电安全问题。
(8)施工过程监护人员、检查工作不到位。
(9)检修施工完成后装置试运行不当,引发安全事故。
(10)未按验收准则对计划检修的项目、内容、检修质量、交工资料、无漏泄状况、检修现场、安全设施等进行全面的检查验收,造成安全隐患。
2针对风险加强检维修安全管理
2.1 检修前准备
2.1.1 检修人员配备、明确其职责
无论是大修项目,还是小修项目;无论是计划内检修,还是计划外抢修,都应该明确或成立检修作业管理机构。系统停车检修厂(公司)应通常由厂长(经理)或主管厂长(经理)为总指挥,下设生产组、检修组、安全保卫组、后勤保障组等;大修项目由项目所在车间的车间主任或主管副主任任组长,下辖工艺组、设备组、安全员等;中、小修项目由项目所在工段工段长任组长,工艺员、设备员任成员。检修作业管理机构的职责就是明确检修项目、内容,明确各类人员职责及相关人员安排,如各项目具体负责人(包括施工人员和生产监护人员)、安全负责人、检修负责人、质量检查人员和工艺处理指挥人员等。
2.1.2 施工前制定作业计划
应提前对作业,包括相关人员进行计划。良好的计划会减少在作业过程中事故发生的几率。当进行工作计划时,应考虑的因素有:作业单元、工艺和设备的状态;涉及的危害;安全实施作业的能力要求;隔离措施要求;附近区域正在进行或要进行的其它活动;根据作业情况,提供合适的个人防护设备(PPE),为安全完成作业提供充分的时间;许可证要求等[3]。
2.1.3 严控检修项目内容
根据设备运行的实际情况和存在的缺陷隐患,更新改造项目内容。需要确定检修施工项目和内容。对项目的确定应认真调查、全面考虑,项目内容一经确定,不得随意增减改动。确属漏项而又非干不可的项目,必须报请检修作业管理机构,经批准后方可更改。没有审批手续不得随意更改作业内容。并要同时修订和确认原先处理的方案,确保与增减项目的安全相适应。
2.1.4 施工材料、备件和设备的准备
根据施工内容准备好相应材料、备件和设备,并提前做好检查和试压、试漏,提前制作好盲板、垫片等。将准备好的鼓风机、抽水泵等临时设备运到现场并安装架设在指定使用位置,接好电源,试好正、反转,同时准备好取样和分析器具。施工过程中可能要临时增设一些临时水管、蒸汽管、氮气管、放空管、采样管及相关阀门,在检修准备阶段按要求配置好并确认无误[4]。
对施工脚手架搭设的架子工必须经专业技术培训,劳动部门考核合格,发证后方可上岗。架设作业时,应正确使用安全帽、安全带等个人防护用品;根据架子的用途和承重量,选择正确材质和架子类型。脚手架的搭设必须严格遵守相关操作规程和施工工艺要求,并经质量和安全人员检验合格后,方可投入使用。
2.2 检修实施过程安全管理
2.2.1 动火作业
动火作业必须遵守化工防火、防爆的有关规定,办理动火票,经批准、分析合格后方可作业。没有动火许可证或动火许可证手续不齐、动火证已过期的不准动火;动火许可证上要求采取的安全措施没有落实之前不准动火;动火地点或内容更改时未重办审证手续的不准动火。
动火作业前的隔绝、清洗、置换准备工作是安全动火的关键。系统或设备停车后,由作业管理人员根据已经编制并审批的工艺处理方案安排进行清洗和置换处理,各项目的生产监护人员根据工艺处理方案的安排采样分析,连续采样分析两次合格方为合格。采样人和分析人应在分析票单上签字。采样人要及时将分析结果报告给作业管理机构备案,并保留分析票单直到检修结束。所有采样点分析结果全部合格后,再进行一次全系统吹扫置换,置换过程才算结束。
2.2.3 临时用电
施工现场临时用电管理是整个施工管理中非常重要的组成部分,应贯穿整个施工用电全过程。如果施工人员只注重施工临时用电的使用功能而忽略用电安全防护,将极有可能发生安全事故。因此,施工现场必须将施工临时用电作为关系到施工人员人身安全的重大危险源来对待。施工现场临时用电的供配电设计既要满足正常的施工用电需要,也要保证施工用电安全可靠。临时用电施工必须要保证:现场配备专业电工持证上岗;安装、巡检、维修、拆除用电设备和线路等必须由电工完成;建立施工用电安全技术档案,安全技术档案应包括施工现场用电组织设计的全部资料,修改用电组织设计资料,用电技术交底资料,施工现场用电工程检查验收表,电气设备试运行、检验凭单和调试记录,接地和绝缘电阻、漏电保护器漏电动作参数测定记录表,定期检(复)查表;电工安装、巡检、维修和拆除工作记录。
2.2.4 受限空间作业
在检修前办理好进入受限空间作业证。许可证程序要保证对空间进行危害分析和检查,并采取措施消除危害后,才能被授权安全进入。在受限空间内的任何作业都被认为是危险的,因为在空间空气中容易积聚有害物质,另外一个普遍问题是缺氧。在允许人员进入作业之前,必须进行严格的气体测试。
2.2.5 作业场所的监护和检查
在全部检修期间,生产监护人员要监护好整个作业过程。其监护内容有:监视作业场所情况有无变化,尤其是在一些检修项目已经完成,一些检修项目仍在继续施工时期,有可能发生有害物质串漏;检查施工内容是否按原计划实施;检查有无有害物质(如润滑油类)撒落在地面和排水沟内。在整个检修期间,应设置施工区域界标,设专人监护,无关人员禁止入内。施工现场应经常清理,正确堆放材料,以保持道路畅通。在受限空间内施工作业期间,监护人员不得离开作业点。
2.3 检修后的试运行和验收
检修作业完成后的工作主要包括试运行(如系统置换、耐压试验、气密试验和性能考核等)和验收两个环节。试运行环节和验收环节的安全管理对于防范安全事故发生和治理隐患同样至关重要。
2.3.1 试运行
应先进行一次全面安全检查,包括:所有检修施工项目是否全部竣工?所有拆口是否已经把好?临时配管、阀门是否已经拆除并恢复到原来状态?该抽加的盲板是否已经抽加好?设备的防护装置以及因施工需要而拆除的盖板、栅栏、栏杆等是否已经恢复原状?阀门是否处于试运行前的正确开关位置?仪器仪表是否已经复位?所有安全附件是否齐全、好用、灵敏、可靠?冷却系统、润滑系统是否符合要求?现场有无障碍物等。在确认上述检查无问题后,方可转入试运行阶段。
因为石化生产很多是属于忌氧过程,所以正式投料前必须对全系统进行置换(清洗)。清洗一般采用水清洗(忌水化学品例外)。清洗之后用氮气吹扫、置换,个别情况下也可以用蒸汽,直到分析氧含量合格。新投用的设备和管道在清洗(脱脂)之后,还要进行吹扫并打靶合格。将系统或设备充至规定压力后,全面检查有无泄漏,必要时还要停压一段时间,全面检查各密封口处,并观察设备或系统压降情况。如发现压降超过规定,立即查找漏点进行处理。气密试验和耐压试验一般宜用氮气进行。有些企业采用系统或设备内的工质进行气密试验和耐压试验,这种做法是不科学的。首先,一旦设备或系统泄漏,很容易导致着火和中毒事故;其次,处理泄漏点往往需要动火、更换垫片等部件。这样大大增加了处理泄漏点的时间,也带来了不必要的风险。因此必须放压,重新置换,直到分析合格方可施工。
2.3.2 验 收
在正式移交生产前,要按规定办理验收手续,验收所移交的技术资料一般包括:安装(检修)记录,缺陷记录,压力容器探伤检验报告,试验记录(耐压试验、气密试验、空负荷试车和投料试车等),隐蔽工程记录,主要零部件的探伤报告以及更换零件的清单和安全阀的校验报告等。验收还应包括本次检修前设备存在的主要缺陷、本次发现的主要问题、检修中进行的技术革新、设备结构的改进、已消除的缺陷、下次检修应更换的零件及检修意见。
3结语
随着社会的发展对石化产品需求量的不断增加,设备技术在不断革新,应用范围也在不断扩大,其维修的复杂性亦相应随之增加,从而检修与维护作业越来越受到重视。不管是从经济效益还是从安全责任的角度出发,进行装置的停车检维修作业,都应在行之有效的安全管理下进行,以严防各类安全事故的发生。
参考文献
[1]王绍君.石化装置检维修企业如何做好班组的设备管理[J].宁夏机械,2009(17):79-82.
[2]SECCO Safety Booklet Control of Work[M].2005:18-31.
[3]李铸,张翼凌.石化装置中的安全保护系统[J].科技资讯,2008(07):27-31.
油水井带压作业装置的研究 篇6
对于大庆油田而言,油田开发进入中后期,不压井作业越来越频繁。该作业可以缩短施工周期,节约作业成本,安全环保性更好[1,2,3]。针对用户的实际需求,对油水井带压作业装置进行了研究。
1总体方案
整套装置由井口装置总成及液压控制装置总成两大部分组成。
1.1井口装置总成
防喷器装置总成包括游动万能卡瓦、环形防喷器、液动闸板防喷器、主液缸、框架总成、油管滑道、扶梯、支撑底座及护栏等,整套装置结构简单、配置较少。下部的液动闸板防喷器既有安全卡瓦作用又有固定卡瓦作用;中间的环形防喷器主要是密封管柱,防止环套空间油液喷出;上部的万能卡瓦与下部的安全卡瓦及主油缸共同配合倒出管柱和接箍。
环形防喷器。发现井涌需要封井时,从控制系统输来的高压油从壳体下油口进入活塞下部关闭腔推动活塞向上运动,迫使胶芯沿球面上向心运动,支承筋相互靠拢,将其间的橡胶挤向井口中心,实现密封钻具或全封闭井口。打开时,液控压力从壳体上油口进入活塞上部开启腔,推动活塞下行,胶芯在本身弹力作用下复位,将井口打开。
液动单闸板防喷器。由壳体、侧门、液缸、闸板总成及闸板锁紧装置等主要零部件组成。壳体、侧门等主要承压件采用高强度、高韧性合金钢锻造成型,并经适当热处理,保证在工作压力下使用安全可靠。
其他配置包括主液缸、框架总成、扶梯、逃生滑道、油管滑道、支撑底座及护栏等。扶梯可方便操作人员上下作业平台;油管滑道作业时能方便快捷地将提出的油管移出井口;支撑底座可提高整套设备的稳定性;护栏可提高作业人员的安全性。
1.2液压控制装置总成
液压控制装置总成由底座、电动机、联轴器、齿轮泵、油箱、蓄能器组、电机防爆控制箱、上平台操作箱、液压集成块及液压管线等组成,主要控制井口防喷器装置总成中各防喷器及主液缸的动作,整套系统结构简单、操作方便、便于维修。
2技术指标
3现场应用
该装置于2015年在大庆油田采油一厂高134-斜395井、中1-丙141井、中501-324井进行了现场应用,通径186mm能满足起下大直径工具要求,环形防喷器密封性能良好,游动万能卡瓦可作为承重卡瓦使用,主液缸及游动卡瓦带动油管上提、下放工作正常,液控系统操作灵敏、安全可靠,能满足低压油水井环保、防喷起下油管作业。
4结论
油水井带压作业装置适用于压力不超过5 MPa的低压油水井的环保作业,整套装置一方面可以密封油水井的环套空间,防止井内油水外溢污染环境;另一方面作业安全可靠、成本低、效率高,可以满足油田需要。
参考文献
[1]樊奖平,张高峰,王学佳,等.带压作业装置现状与发展[J].石油矿场机械,2008,37(12):11-15.
[2]雒继忠,李开连,延晓鹏,等.不压井带压作业装置的引进与改进[J].石油化工应用,2009,28(1):10-12.
作业装置论文 篇7
在构建节约型社会的大环境下, 油井作业也需落实节支增效措施。而油井作业杂质沉降处理装置很好地解决了作业过程中的冲砂扫钻困难, 提高了作业质量和生产效益。因此, 有必要对油井作业杂质沉降处理装置的原理及应用情况进行研究。
1 油井作业杂质沉降处理装置的研制背景
三叠系油层经过水力压裂投产2-3年后, 大多数地层里支撑剂和其他物质 (砂粒、泥浆、水泥、机械杂质) 随着岩石的裂缝, 液体与气流的携带同时进入井筒, 导致油井沉砂口袋不断上升, 甚至掩埋油层孔段;更严重的是井筒供液不足, 动液面下降, 抽油泵沉没度不够, 在抽油机不断上下往复过程中, 油杆与油管干磨时间过长, 容易发生断杆、脱扣或卡泵的现象, 导致地面设备磨损, 井下材料与电费的消耗, 严重影响油井的正常生产。因此对每口油井现场测示功图分析, 进行带泵探人工井底, 核实砂面位置。要求砂面必须高于采油孔段, 必须展开冲砂、扫钻、洗井准备工作。然而在冲砂、扫钻的准备及施工过程中, 存在着不少问题, 例如作业用水量较大、井场采用人工挖循环坑以及包、捕、垫等设施及工序过于琐碎等、井口循环用水清洁度太低、不符合处理要求的流程污水对地层以及井场造成污染等, 这些问题的出现对井下作业规程和油井稳产效率造成了严重影响。在这种情况下, 油井作业杂质沉降处理装置应运而生。
2 油井作业杂质沉降处理装置的原理
2.1 设计思路
总体的设计思路是对油井作业冲砂过程中的环保安全进行保障, 将施工成本降至最低, 减少人力和物力的消耗。该装置主要应用的原理是孔隙度狭小过滤砂粒, 便于作业过程中的使用, 使用水量及包铺设备大大减少, 提高循环水的清洁度, 使得泥砂等杂质不对井筒造成污染, 最终实现油井作业的安全环保。
2.2 装置原理
该装置在箱体内设置有隔板、斜体隔砂板和滑砂板;隔板竖直设置, 其一侧为出水室;滑砂板设置于隔板另一侧的中部, 其靠近隔板的一侧较高, 相对的另一侧较低, 滑砂板上方为沉降室, 下方为静置室;斜体隔砂板依次并列设置在滑砂板上方;斜体隔砂板和滑砂板上设置有过滤孔;隔板下方设置有过水孔;出水室下部设置有清水出水口;沉降室下部设置有清砂口, 上部设置有进污口, 且正对着斜体隔砂板的板面;静置室下部设置有排污口;斜体隔砂板上的过滤孔的孔径, 沿污油流入的方向依次减小。本项目利用孔隙度狭小过滤砂粒原理, 通过沉降和过滤手段, 利用自身设置的斜体隔砂板和滑砂板, 对油井出油中的砂石进行有效地过滤和沉淀。冲砂过滤隔板主要依次并列设置在滑砂板上方;砂粒经过大孔至小孔层层过滤, 与水分离后沉淀至滑砂板斜面。当大量的砂粒沉淀至滑砂板时利用更换单根时间将砂粒从出砂口抛出, 循环水经过隔板纱网过滤后进入清水储水池, 二次利用。斜体隔砂板上孔径依次减小的过滤孔强化过滤效果, 切实解决了作业过程中冲砂扫钻的工程困难。该装置具有用水量小、施工简单、有效降低生产作业成本的优点。
2.3 结构特点
首先, 该装置结构简单、性能强、安全环保;其次, 装置的操作全部采用科学流程, 便于操作;再次, 使用该装置不需挖循环坑、减少人力物力的消耗、省水省时、降低操作成本, 可获得较高的施工效率;最后, 该装置可保持井场的清洁, 采用套管、油管管线连同循环, 施工简单快捷。
3 油井作业杂质沉降处理装置的应用
3.1 适用范围
油井作业杂质沉降处理装置, 主要适用于油水井维护、冲砂、扫钻施工, 用以降低成本, 提高施工效率, 达到最佳的施工效果, 适用于大砂量冲砂及措施井扫钻时间过长的油水井, 具有省时省水, 施工安全环保的优点。
3.2 先期应用
2008-2010年, 在油井作业杂质沉降处理装置的试用期间, 在大多数油区的老区块中, 地层不断发生变化, 井筒生产设备也发生老化, 在这些异常井、故障井里挑选出砂卡砂埋井数150余口, 2011年-2012年累计处理地层吐砂, 导致油井卡泵、不上液异常油油井共550口。为了进一步完善油井作业杂质沉降处理装置, 保证其高效运作, 屡次对该装置进行调试整改, 反反复复的改进。最终每口油井在施工过程中可节约用水 (40m3×￥55×470) , 减少包铺设施 (470×￥700) , 直接节约金额219.8万元。有效地达到了节支降耗目的, 可见在油井作业过程中, 该装置确实能够降低生产成本, 提高生产效益, 节水节能。
3.3 预期应用
冲砂扫钻按照传统的施工方法进行施工, 不但不安全环保、费用大, 而且达不到施工要求, 更保障不了作业质量。利用油井杂质沉降处理装置施工, 预期使用效果, 以先期应用情况为标准计算, 采油厂每年冲砂扫钻作业大约2000井次, 年节约金额可达到 (水费与包铺材料设施) 580万元。同时减少油井返工率85%以上, 提高油井生产效率95%。该装置可保证油井供液性较强, 延长检泵周期。
4 结束语
油井作业杂质沉降处理装置对于油田的后期开发和油田维护有着相当积极的作用, 该装置操作简单, 可使得油井作业施工更加便利, 并且使得作业次数有效减少, 作业质量大大提高, 降低了生产成本, 实现安全环保生产, 有利于油田作业节支降耗工作的开展, 值得应用与推广。
参考文献
[1]王磊.三次采油脱水系统污水沉降罐回收油处理研究[D].东北石油大学, 2013.
[2]吴春笃, 段明飞, 解清杰, 等.短时絮凝-高速磁沉降溢流污水快速处理装置开发[A].中国城市科学研究会、中国城镇供水排水协会、山东省住房和城乡建设厅、济南市人民政府.第六届中国城镇水务发展国际研讨会论文集[C].中国城市科学研究会、中国城镇供水排水协会、山东省住房和城乡建设厅、济南市人民政府, 2011:4.
作业装置论文 篇8
1 塔吊雷击事故案例
1.1 案例一
2010年6月19日, 山东省即墨市经济开发区江家西流村的工地上, 一架塔吊因雷击导致起重臂从中间处折断 (图1) , 所幸无人员伤亡。
1.2 案例二
2013年5月11日, 辽宁省沈阳市某建筑工地, 因雷击导致一架高达100 m的塔吊遭遇雷击折断 (图2) , 坠落的零部件砸中了2辆停在塔吊下方的汽车, 无人员伤亡。
从上述案例可以看出, 塔吊由于其高度过高, 且通体为金属体, 当雷雨天气时, 极易遭到直接雷击, 从而造成较为严重的安全事故, 因此塔吊防雷检测工作刻不容缓。
2 检测规范依据
2.1《建筑物防雷设计规范》 (GB 50057—2010)
《建筑物防雷设计规范》第3.0.4条第四款规定的防雷建筑物, 即在平均雷暴日>15 d/年的地区, 高度≥15 m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物;在平均雷暴日≤15 d/年的地区, 高度≥20 m的烟囱、水塔等孤立的高耸建筑物。因此, 作为构筑物的塔式起重机应划为第三类防雷建筑物, 其防雷措施应符合第三类防雷建筑物相关规定[1]。
2.2《塔式起重机安全规程》 (GB 5144—2006)
依据《塔式起重机安全规程》第8.1.3条款规定, 塔机金属结构、轨道、电气设备的金属外壳、金属线管、安全照明的变压器低压侧等均应可靠接地, 接地电阻≤4Ω[2]。
2.3《建设工程施工现场供用电安全规范》 (GB 50194—1993)
依据《建设工程施工现场供用电安全规范》第4.2.2条款规定, 施工现场和临时生活区的高度≥20 m的井字架、脚手架、正在施工的建筑物以及塔式起重机、机具、烟囱、水塔等设施, 均应装设防雷保护[3]。
3 塔式起重机组成
一是基座, 通过螺栓将混凝土结构的基座与塔机主体进行固定。二是塔柱 (或塔体) , 为多个独立的高度在2.0~2.8 m之间的钢结构通过螺栓连接搭起。三是上部结构, 由回转单元、起重臂 (或工作臂) 、水平机械臂、操作舱组成。回转单元包括齿轮和电机, 主要是使得起重机保持水平旋转。起重臂 (或工作臂) , 它是起重机中负荷重物的部分。起重小车, 它能沿起重臂行走, 使得起吊物靠近或远离起重机的中心。水平机械臂, 其中放置了起重机的电机、电器设备以及实心的大块配重, 同时机械臂中含有用于提升重物的电机以及用于驱动起重机的电器控制设备和电缆卷筒。操作舱, 用于操作塔机水平旋转及垂直起吊。
4 检测要点
作为通体钢结构的塔机, 其上部结构即可作为接闪器, 其塔柱可作为引下线, 而其起固定作用的基座也可作为接地装置。由此, 塔机的整体机构就形成了比较系统的防直击雷装置[4,5]。
因此, 在检测作业中, 首先测试塔机基座接地电阻, 同时检查基座接地线材料、规格及其腐蚀状况。然后, 将测试线缆附着于检测人员身上, 检测人员通过塔体中心部位的垂直爬梯攀登至塔机顶部, 对上部结构的回转单元、起重臂 (或工作臂) 、水平机械臂、司机室逐一测试接地电阻。由于塔体是由螺栓将各个独立的塔节相互连接形成整体, 因此在测试过程中, 难免会出现上部结构各部位与基座接地电阻值不一致, 这就要求应由上至下逐段测试每个单体塔节的接地电阻, 从而找出隐患部位。
另外, 根据《建筑物防雷设计规范》第4.5.6条对建筑物引下线附近保护人身安全需采取的防接触电压和跨步电压的措施规定, 还应建议施工单位在塔吊附近设置护栏或警示牌, 提醒施工作业人员雷雨天气严禁靠近, 防止因塔吊接闪后泄放雷电流时产生的接触电压和跨步电压造成人员受到伤害。
再者, 塔吊顶部电机及照明用电的电源线路是沿塔吊主体自下而上敷设, 考虑到固定塔架在泄放雷电流过程中, 其附近线路因电磁感应原理, 电源线路上可能会感应到闪电电涌电流, 从而导致用电设备损坏, 因此检测现场还应建议施工单位在雷雨天气情况下切断塔吊供电电源。
5 作业要求
一是由于塔机在运行过程中存在一定的间断性和突发性, 因此要求在测试塔机之前, 应与塔机地面施工人员进行沟通, 询问并了解塔机工作状态及安全运行情况, 必要时应将塔吊作短暂的停车处理。二是由于施工现场比较复杂, 突发性问题随时出现, 因此仪表操作人员在安置仪器过程中应全面考虑周围不安全因素, 检测电缆应注意避免与其他缆线缠绕。三是测试人员在攀爬过程中应佩带安全带及安全帽, 并且应当经过当地安全部门的登高作业培训及考核, 具备一定的登高攀爬作业知识和工作经验, 对随时出现的突发性事件能够作出准确判断和处理。
6 结语
建设塔式起重机防雷检测是一个安全系统较低、作业环境较为复杂的检测工作, 在检测过程中, 检测人员应具备一定的特种作业素质及业务素质, 确保每一个检测数据都具有真实性、科学性、公正性, 检测在各个环节发现的问题, 均应及时提出整改意见并限期整改, 及时消除安全隐患, 为建筑工地安全生产保驾护航。
参考文献
[1]国家技术监督局, 中华人民共和国建设部.建筑物防雷设计规范:GB50057-94[S].北京:中国标准出版社, 1994.
[2]中国机械工业联合会.塔式起重机安全规程:GB5114-2006[S].北京:中国标准出版社, 2007.
[3]国家技术监督局, 中华人民共和国建设部.建设工程施工现场供用电安全规范:GB50194-1993[S].北京:中国标准出版社, 1994.
[4]王继东, 许春香, 候秋臣.塔式起重机的防雷策略[J].建筑机械, 2016 (9) :82-85.
作业装置论文 篇9
铁路桥梁线间检查作业装置针对铁路双线及多线桥梁线间高空施工作业及设备检查的具体特点，设计上从结构物受力的主从关系及功用角度不同可分为主要承力结构、安全铺助结构两大部分。主要承力结构由悬索系统、悬索端受力系统组成;安全铺助结构由人身安全防护系统(安全索、防护网)、吊篮平衡稳定系统(吊篮空中定位索、吊篮空中稳定支撑)组成。
1 设计基本原理
利用高强度钢丝绳的理论破断拉力来承担悬索系统中吊篮荷载产生的工作应力，并通过钢丝绳转向滑轮将工作应力传递至悬索端受力系统中的各部分构件。本设计不考虑由于钢丝绳受工作应力拉伸而产生的轴向弹性变形。
2 工作原理
2.1 悬索系统
悬索系统见图1。
承重吊篮在钢丝绳水平工作跨度L范围内运动，分别与水平方向形成动态夹角θ1与θ2，吊篮荷载水平位置的移动引起钢丝绳上应力T1,T2产生动态变化，同时在钢丝绳工作跨度内的任意位置上钢丝绳应力T1,T2与承重吊篮G保持力学平衡。因此悬索系统的技术分析重点在于寻找出钢丝绳上应力T1,T2的最大应力值Tmax。在实际工作中，如果钢丝绳的理论破断拉力大于最大应力值Tmax，则钢丝绳处于安全状态;否则钢丝绳随时会进入破断状态。
2.2 悬索端锚固系统
悬索端锚固系统见图2。
悬索端锚固系统由上受力横梁、下稳定横梁、后锚固横梁、支承钢管、钢丝绳转向滑轮组成。其中上受力横梁、下稳定横梁、支承钢管组合成“井”字形框架，并与后锚固横梁共同作用形成悬索端受力系统的主要结构。上受力横梁主要承担竖向合力N产生的弯矩，上受力横梁通过管端插入相邻两片桥梁的梁缝与并单侧梁端作用获得抗力E来平衡钢丝绳X方向的应力差;支承钢管用于分担竖向合力N，在悬索端锚固系统中起结构支承作用;下稳定横梁与桥梁支座固结，限制支承钢管跟部的位移，保证支承钢管的竖向稳定;后锚固横梁作为钢丝绳的最终固结点，与相邻桥梁支座固结，限制钢丝绳在各方向上的位移。
钢丝绳上最大应力Tmax通过钢丝绳转向滑轮将应力分别传导至上受力横梁及后锚固横梁(锚固端钢丝绳应力Tm=Tmax)上，上受力横梁与单侧梁端作用抗力E、竖向钢管支承力N、钢丝绳工作拉力Tmax、锚固端钢丝绳工作拉力Tm共同作用达到力学平衡。因此悬索端锚固系统的技术分析重点就是此力学平衡状态下分析各构件的力学状态。
3 系统主要技术参数
以目前铁路桥梁最普遍的32 m简支梁作业检查项目为例，并结合现场调查的实际情况，形成以下技术参数:
1)钢丝绳。
水平工作跨度L=33 m、钢丝绳在水平工作跨度内的自由长度P=33.2 m;
2)承重吊篮总荷载。
0.4 t(吊篮自重76 kg按100 kg计算、双人作业重量按200 kg计算、施工荷载70 kg按100 kg计算);
3)上受力横梁。
总长度L=2.5 m、工作跨度L1=1.5 m、两侧分别插入梁缝长度各0.5 m共1.0 m;
4)支撑钢管。
高度L=3.1 m;
5)下稳定横梁、后锚固横梁。
总长度L=3.5 m、工作跨度L1=1.5 m、两侧分别与桥梁支座固结长度各1.0 m共2.0 m。
4 理论检算
4.1 悬索系统
4.1.1 悬索应力检算
由于悬索系统属于结构对称模型，因此只需要计算水平工作跨度位于X=0 m～16.5 m范围内T1最大值，便可将其确定为Tmax。
式中:G——承重吊篮总荷载;
L——水平工作跨度;
X——吊篮在水平工作跨度范围内任意一个计算点;
P——钢丝绳在水平工作跨度范围内的自由长度。
经计算，吊篮在X=0 m～16.5 m范围内运动，当吊篮位于跨中附近T1值较大且变化量较小，并在X=16.3 m处出现应力拐点变化。
结论:因此Tmax取X=16.3 m时的峰值，即:Tmax=1.824 97 t取1.9 t=19 k N。
4.1.2 悬索的对比与选型
根据6×19钢丝绳的破断拉力表，可查得6×19Φ20 mm1 700 MPa钢丝绳破断拉力总和为257 k N。
对6×19钢丝捻制不均折减系数取0.85，钢丝绳理论破断拉力为218.45 k N，钢丝绳安全储备系数采用10，最大拉力总和为190 k N，因此，钢丝绳处于安全状态。
4.2 悬索端受力系统
悬索端受力系统见图3。
4.2.1 受力系统力学分析
将上受力横梁为研究对象进行力学分析:支承钢管竖向应力N、钢丝绳应力Tmax、锚固端钢丝绳应力Tm、梁端抗力E共同作用达到力学平衡。
经现场实地调查测量及理论计算，可得到:
4.2.2 支撑钢管稳定性分析
根据解决压杆稳定的欧拉公式:
式中:P1j——压杆允许荷载;
E——压杆材料的弹性模量，E钢=200 GPa;
Imin——在X,Y方向上的较小截面惯性矩值，经计算Imin=1 001 489 mm4;
L——压杆长度，L=3 100 mm;
μ——压杆的长度系数，压杆一端固定、一端自由，取μ=2。
经计算可得压杆允许荷载P1j=51 427 N;支承钢管单根承重N=N/2=9 904 N;P1j>N，支承钢管压杆处于安全状态。
4.2.3 上受力横梁抗弯分析
1)以上受力横梁最不利位置(即:跨中位置)进行分析:上受力横梁跨中位置受到钢丝绳及锚固端钢丝绳水平方向(即:X方向)的应力差E、钢丝绳及锚固端钢丝绳竖直方向(即:Y方向)的竖向应力N共同∑F作用，并在上受力横梁跨中位置形成弯矩M，可得到:
其中，L为上受力横梁工作跨度，L=1.5 m。
经理论计算，可得到:
2)对上受力横梁进行受弯截面分析，根据受弯截面拉应力公式，可得到:
式中:σ——上受力横梁边缘受拉应力强度;
M——∑F在上受力横梁跨中位置形成的弯矩，M=9 103 N·m;
IP——∑F方向上的截面惯性矩，IP=IX+IY=2 002 978 mm4;
D——上受力横梁外径，D=76 mm。
经理论计算，可得到:
σ=173 MPa<[σ钢]=180 MPa，上受力横梁受弯检算处于安全状态。
4.2.4 后锚固横梁抗弯分析
1)以后锚固横梁最不利位置(即:跨中位置)进行分析:后锚固横梁跨中位置受到锚固端钢丝绳斜上方向拉力Tm作用，并在后锚固横梁跨中位置形成弯矩M。
经理论计算，可得到:
2)对后锚固横梁进行受弯截面分析，根据受弯截面拉应力公式，经理论计算，可得到:
σ=130 MPa<[σ钢]=180 MPa，后锚固横梁受弯处于安全状态。
5 成果试用情况
铁路桥梁线间检查作业装置在我段经过调研、设计、样品制作、调试、试验完善及在侯月线下梁河桥、县河3号桥等试用观测证明，本装置具有设备组装简单、便于现场操作、安全可靠性高等优点，能最大限度的解决关于铁路并行桥梁间高空作业及设备检查的难题，非常适合在各铁路局工务段高墩梁体设备维修与检查中推广使用，具有较高的技术水平与广阔的使用领域。
摘要：针对既有线铁路桥梁的一系列梁体病害,研制了铁路桥梁线间检查作业装置,利用架空悬索、吊篮平衡稳定、多重人身安全防护等手段实现了线间安全检查作业的目的。
关键词：铁路桥梁,架空悬索,装置,设计研制
参考文献
[1]高鹤江,蔡洪漠.铁路桥隧养护简明手册[M].北京:中国铁道出版社,1999.
[2]王勃.铁路工务实作技能[M].北京:中国铁道出版社,2009.
[3]杜正国.结构力学教程[M].成都:西南交通大学出版社,2000.
【作业装置论文】推荐阅读：
带压作业装置05-11
装置检修作业的安全控制05-16
列尾装置作业安全细化措施10-22
加工装置论文06-02
张紧装置论文06-17
装置选型论文07-24
固定装置论文07-29
启闭装置论文08-10
临界装置论文09-17
供电装置论文11-17