丁子榮劉立峰

（1.山東興泰機(jī)械裝備工程有限責(zé)任公司，臨沂 276000；2.久泰能源科技有限公司，臨沂 276017）

薄壁、大直徑塔設(shè)備制作

丁子榮1劉立峰2

（1.山東興泰機(jī)械裝備工程有限責(zé)任公司，臨沂 276000；2.久泰能源科技有限公司，臨沂 276017）

大直徑、薄壁塔設(shè)備的制作，關(guān)鍵點(diǎn)在圓度、直線度控制、加強(qiáng)墊板與內(nèi)筒的焊接裝配以及設(shè)備的分段運(yùn)輸。

大直徑 薄壁塔設(shè)備制作 圓度 直線度 分段交貨

塔設(shè)備是石油化工和煉油等生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。它可使氣液或液液兩相之間緊密接觸，達(dá)到相際傳質(zhì)及傳熱的目的。它的性能對(duì)于整個(gè)裝置的產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量及環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面都有較大影響，因此其設(shè)計(jì)、制作顯得至關(guān)重要。現(xiàn)就一種薄壁、大直徑塔設(shè)備的制作進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1 設(shè)備概況

某公司100kt/a合成氣制乙二醇工程有一臺(tái)高塔，具體參數(shù)如下：工作壓力-0.088MPa；筒體/封頭焊接接頭系數(shù)0.85/0.85；主體材質(zhì)S30408+Q345R；工作溫度塔釜150.8℃、塔頂137.1℃；設(shè)備凈質(zhì)量131425kg；公稱直徑DN3600mm；總高度64110mm；介質(zhì)為中毒危害、易爆；全容積558m3。

設(shè)備筒體共分4段，自下往上第一段筒體δ=（3+16）、H=19600，第二段筒體δ=（3+14）、H=27440，第三段筒體δ=（3+22）、H=3920，第四段筒體δ=（3+14）、H=2490。其中，第三段筒體外面有δ=32mm、H=3000mm的套筒式加強(qiáng)墊板，加強(qiáng)墊板上焊接吊耳，便于整體吊裝。該設(shè)備是裙座自支撐式塔式容器。因場(chǎng)地和運(yùn)輸?shù)南拗?，該塔器?jì)劃分兩段運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)，組焊最后一道環(huán)焊縫。兩體的分界線擬設(shè)置在第二段（3+14）筒體上，第二段中1節(jié)2m筒體與第一段及裙座組焊，其余筒體與上部各段筒體組焊。上半部分長(zhǎng)度約為33110mm，下半部分（含裙座）長(zhǎng)度約為31000mm。

從上述設(shè)備參數(shù)可看出，該設(shè)備直徑較大，高度較高，厚度不等且較薄，工作工況有負(fù)壓，材料為復(fù)合板。所以，該設(shè)備制造過(guò)程的關(guān)鍵控制點(diǎn)在于圓度、直線度、加強(qiáng)墊板與內(nèi)筒的焊接裝配以及設(shè)備的分段運(yùn)輸。

2 制作方案

2.1 設(shè)備制造過(guò)程的控制重點(diǎn)和難點(diǎn)

第一，該塔直徑大，相對(duì)塔壁較薄，故筒節(jié)卷制時(shí)會(huì)因自重下垂成橢圓形，如圖1所示。盡管筒體間能夠組對(duì)焊接，但會(huì)影響筒體的圓度，保證不了塔內(nèi)件的安裝要求，故在組焊前需保證每節(jié)筒體的圓度。

圖1 橢圓形

第二，因塔體較長(zhǎng)，故筒節(jié)組對(duì)時(shí)，必須保證組件的直線度及塔體與裙座的直線度。

第三，因吊耳焊在加強(qiáng)筒體上，而加強(qiáng)筒體為套筒式厚壁筒，加強(qiáng)筒體與內(nèi)筒的裝配是個(gè)難點(diǎn)。同時(shí)，加強(qiáng)墊板與內(nèi)筒焊接時(shí)，內(nèi)筒的變形又是一個(gè)難點(diǎn)。

第四，因分段運(yùn)輸，故需要采取措施以防止在裝運(yùn)過(guò)程中筒體變形，保證兩體現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)時(shí)的圓度。

2.2 組裝次序及控制措施

第一，為了保證復(fù)合層的對(duì)接，所以要保證內(nèi)徑一致，要根據(jù)封頭內(nèi)徑尺寸下各節(jié)筒體的料。

第二，為了保證筒體的圓度，每節(jié)筒節(jié)在卷制后組對(duì)前，都必須用內(nèi)支撐胎校圓。可用R=1800、弦長(zhǎng)等于920的內(nèi)樣板沿殼體徑向檢驗(yàn)，測(cè)量的最大正負(fù)偏差不得大于8，且筒體在同一截面的最大直徑與最小直徑之差需小于12mm。焊接時(shí)，每節(jié)筒節(jié)兩端加內(nèi)撐胎，兩節(jié)筒節(jié)組焊完畢，將中間的胎具拆除移至下一道環(huán)焊縫附近。

第三，當(dāng)同厚度的兩節(jié)筒節(jié)組對(duì)時(shí)（前提是分別裝有內(nèi)支撐胎校圓合格），宜采用斷面長(zhǎng)軸配短軸的組對(duì)位置，如圖2所示。當(dāng)這兩個(gè)筒節(jié)組對(duì)時(shí)，宜AB軸線配C1D1軸線，目的是減小圓度偏差。

圖2 組對(duì)位置

第四，若有足夠的人員及工裝，每一壁厚段的筒節(jié)都可以組對(duì)焊接，但較長(zhǎng)的筒體宜2～3個(gè)筒節(jié)為單位先組對(duì)，以便于整體組焊。

第五，塔體分兩段運(yùn)輸，第一段（上段）從上封頭開(kāi)始向下組對(duì)焊接，第二段（下段）從下封頭開(kāi)始向上組對(duì)焊接。

2.3 宜采用的組焊次序

第一，上封頭依次與第四段筒體的兩節(jié)筒體組焊。

第二，塔體第三段2節(jié)筒體組焊，并對(duì)焊縫進(jìn)行檢測(cè)合格，然后對(duì)焊縫外表面打磨至與母材平齊。

第三，第三段筒體與第四段筒體兩部分進(jìn)行組焊，注意坡口形式和要求。

第四，加強(qiáng)筒體的焊接。為保證裝配精度，采用貼焊工藝，加強(qiáng)筒體分兩節(jié)，每節(jié)筒體在圓周方向上計(jì)劃分4塊。縱向焊接接頭焊接時(shí)，采用交替對(duì)焊次序，防止變形；上下兩節(jié)縱縫之間外圓弧長(zhǎng)不應(yīng)小于300mm。

第五，依次向下組焊，直至兩體運(yùn)輸分界線為止。第一段（上段）塔體組裝完成后，敞口的一端用內(nèi)撐胎撐住，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷中間是否需要內(nèi)撐胎，測(cè)量該段的直線度是否滿足要求。

第六，把下封頭和第一段筒體的第一、二節(jié)筒節(jié)依次組焊，注意直線度的控制；隨后，將組裝好的其余筒節(jié)依次與上述組合件組焊，直至兩體運(yùn)輸分界線為止。

第七，將由內(nèi)撐胎支承的裙座的第一節(jié)筒節(jié)與下封頭組焊，然后組焊裙座的筒節(jié)；組裝過(guò)程中，要保證筒體圓度和塔體直線度。第二段（下段）塔體組裝完成后，敞口的一頭用內(nèi)撐胎撐住，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況判斷中間是否需要內(nèi)撐胎，測(cè)量該段的直線度是否滿足要求。

第八，測(cè)量上下兩體敞口位置的圓度，根據(jù)測(cè)量值定出兩體組焊定位點(diǎn)，分別作出標(biāo)記，然后劃各接管的位置線，開(kāi)孔，安裝法蘭接管。

2.4 分段交貨

組裝好的兩段塔體在運(yùn)輸前應(yīng)進(jìn)行預(yù)組裝。預(yù)組裝后的主要外形尺寸偏差應(yīng)符合以下規(guī)定：筒體圓度允許偏差為±12；筒體直線度任意3000長(zhǎng)度筒體直線度偏差≤3，第一段塔體直線度偏差≤15，第二段塔體（含裙座）直線度偏差≤15，筒體直線度公差為20；上下兩封頭焊縫之間的距離每長(zhǎng)度為1000時(shí)為±1.3，整體≤40；基礎(chǔ)環(huán)底面至塔釜封頭與塔殼連接焊縫的距離每長(zhǎng)度1000為±2.5，且不超過(guò)±6。

最后一道環(huán)焊縫的坡口在預(yù)組裝前加工檢驗(yàn)合格，并在坡口的內(nèi)外邊緣50mm范圍內(nèi)涂上可焊性防銹涂料。與分段處相連塔盤的支撐圈和降液板應(yīng)在未出廠前點(diǎn)焊，以便于現(xiàn)場(chǎng)組裝環(huán)縫。運(yùn)輸過(guò)程中，根據(jù)需要應(yīng)在兩節(jié)筒體內(nèi)加內(nèi)撐胎，以防止筒體筒體變形。

2.5 焊接及無(wú)損檢測(cè)

焊工按照焊接工藝施焊，檢測(cè)人員按設(shè)計(jì)圖樣及標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。

2.6 整體檢驗(yàn)及耐壓試驗(yàn)

整體檢驗(yàn)。最后一道環(huán)焊縫施焊并檢驗(yàn)合格后，對(duì)其進(jìn)行整體檢驗(yàn)，直線度及圓度等各項(xiàng)偏差需符合規(guī)定。

耐壓試驗(yàn)?，F(xiàn)場(chǎng)水壓試驗(yàn)采用立置氣液組合試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為氣壓試驗(yàn)的壓力。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)控制水中氯離子的含量不超過(guò)25mg/L；水壓試驗(yàn)后，將水漬清除干凈。

3 結(jié)束語(yǔ)

該塔器自投用以來(lái)，運(yùn)行工藝性能良好，說(shuō)明其制作滿足工藝要求，這為以后同類產(chǎn)品的制作提供了參考經(jīng)驗(yàn)和依據(jù)。

Thin Wall, Large Diameter Tower Equipment Production

DING Zirong1, LIU Lifeng2
(1.Shandong Xingtai machinery and equipment engineering limited liability company, Linyi 276000; 2.Jiutai Energy Technology Co. Ltd, Linyi 276017)

The production of large diameter and thin wall tower equipment, the key points in the roundness and straightness control, the reinforcing plate and the inner cylinder welding assembly and transport equipment segment.

large diameter, thin wall tower equipment manufacturing, roundness, straightness, subsection delivery