大型塔类设备的制作安装

论大直径塔类设备的制作

李晓峰

选题理由

由于石油化工企业向大型化发展，所需的设备直径也逐渐增大。本文以一直径为φ7500mm的塔为例，介绍大直径塔类设备在工厂的制作程序和方法，以及在安装现场的组装程序和方法。

因为该类设备直径较大，运输超限，故常采用分片预制、现场组对成段（或整体）的方法。

一、设备制作

1.筒体的预制

1.1排版

根据材料规格、现场及运输条件等进行筒体排版，其焊缝部位不应有接管和内件。

1.2下料

根据排版图，一般采用找对角线法对钢板进行号料。下料时要考虑切割损耗。每张板板宽允差不大于0.5mm，板长允差小于1.5mm，对角线允差不大于2.0mm。号料精度越高，卷制的筒体错口越小，正圆度越高，组对间隙越均匀。

1.3坡口加工

检验放线准确的情况下开始切割坡口，坡口的加工采用刨边机机械加工，坡口切割完成后，坡口角度误差不大于2.5°，钝边尺寸偏差为±1mm，并且打磨光滑，去除氧化皮。

1.4拼板

单节筒体拼板要在平台上进行，接缝要均匀，严格控制焊接变形，保证两板对接后的直线度。

1.5筒节卷制

因为是分片预制，筒体不存在整圈校圆，故每片筒体都应有2个预弯头来消除滚圆直边。一般采用对钢板两边进行压边处理或在下料时，将钢板两端各预留出或焊接200mm左右的直边量，在卷制完成后去除直边量，或者利用滚板机上下辊的移动对压头预弯。

1.6分片筒体预组装

如分片筒体的下料、刨边全过程的质量控制能得到保证，可不用做预组装。对于用户或图样有要求、或对上道工序有怀疑的，应进行筒体预组装。

2.封头和翻边过渡的预制

2.1分片数量的确定

根据压力机操作空间矫形的难易，及制作胎具的成本来确定，等分越多，越易成形，但焊缝越多。

2.2分片封头的冲压

将封头分片冲压上下胎具安装在压力机上，将加热的分片封头板放入上下胎具中间进行冲压。

2.3分片封头的切割和预组装

对压制好的瓜瓣进行检查，间隙应小于2mm，不合格的瓜瓣应重新矫形。将切割好的每个瓜瓣按图样进行预组装，将预组装好的每

个瓜瓣按顺时针方向连续编号序号，并在排版图上做好标记。

二、大型塔类设备现场组装工艺流程示意图

1. 裙座组焊

裙座基础环预制时，按照图纸尺寸，在组对平台上划出基准圆，基准圆直径D=L+n·G/π

其中：L到货基础环累加周长

n为等分数

G为对口间隙，一般取2mm。

在基准圆内外侧，点焊定位板，然后进行组焊。待裙座基础环焊接完毕后，将裙座筒体板采用25t吊车吊运至基础环上部组对成型，裙座筒体板焊接成型后再与基础环板进行组焊，然后安装裙座立筋板与盖板。

裙座具体组焊流程如下：

基础环板组对焊接裙座锥段第一层板片组对

裙座锥段剩余板片组对裙座锥段组对后焊接

（包括基础环板角焊缝）

图4.4 裙座组焊流程示意图

裙座组对时应注意以下几点：

1）分片到货的基础环组焊后平面度不允许超过为3mm；接口处地脚螺栓孔中心距允许偏差为±2mm；地脚螺栓孔中心圆直径允许偏差为±2mm。

2）基础环、裙座与设备本体轴线允许偏差为5mm。

3）裙座与设备本体相接处，如遇到拼接焊缝时，应在裙座上开出豁口。

1.1 锥形封头组焊

封头瓜片板到货后，认真进行验板工作，在符合标准要求的平台上放样划基准圆，在基准圆内，设置组装胎具，用吊车配合将封头瓜片板按排版图顺序安装。

封头组装在钢平台上按下述程序组装：

在钢平台上划出组装基准圆，封头基准圆直径DB可按下式确定：DB=L+n·G/π

其中：L为到货基础环累加周长

n为等分数

G为对口间隙，一般取2mm。

将基准圆按照封头的分瓣数n等分，在距等分线约200mm处点焊定位板，每个瓣片的定位板不少于二块。如下图：

图4.5 封头定位板位置示意图

以定位板和组装胎具为基准，用工卡具使瓣片紧靠定位板和胎具，并调整对口间隙和错边量。

封头瓣片在钢平台上组对焊接成封头后，应对每道缝按照附表1中的要求进行检测，并做好记录，最终检测结果应符合规范要求。

封头全部组对完毕，经检验符合要求并做好记录后，可根据封头对缝的长度和板厚情况，每条纵缝上可适当加2～3个防变形弧板（详见附图2）以减小焊接变形。组焊合格后，按排板图定出0°、90°、180°、270°四条方位母线并做上标记。

2. 筒体组装

2.1 单节筒体组对

1）单节筒体组对前，根据每圈板片数、封头端部实际周长及焊接收缩量在钢平台上划出筒体基准圆，在基准圆内侧每隔1000～1500mm焊一块定位板。

2）按照排版图编号将同一圈的板片吊至基准圆处，利用工装卡具组对成整圈筒体，并进行检查。检查结果应符合下列要求：

①对口错边量不大于3mm。

②纵缝棱角E用弦长等于1/6设计直径且不小于300mm的样板检查，其间隙值应不大于δs/10＋2mm且不大于5mm。

③圆度e应小于等于25mm（直径为7500mm）、22mm（直径为4250mm）

④相邻两筒节外圆周长允许偏差值为±18mm（直径为

4200mm～6000mm）、±24mm（直径为大于7600mm）。

⑤筒体直线度应满足表4.2的要求。

表4.2 筒体直线度允许偏差值（单位：mm）

检查项目允许偏差值

任意3000 3

H≤15000 H/1000

全长

H＞15000 0.5H/1000+8

3）检查合格后，在纵缝的内侧点焊防变形弧板。

4）筒节纵缝焊接后几何尺寸应满足2.4.1条中第二条要求。

5）单节筒体焊接后，标出方位线（0°、90°、180°、270°），进行号孔划线。筒节内用“米”字型支撑固定。

图4.6 筒节“米”字形加固图

2.2 筒体组焊

1）采用正装法进行筒体组对，在组对口下方1.5m处搭设临时操作平台，以满足组对及焊接需要。