大型塔器设备分段拆装施工工法

大型塔类设备分段拆装施工工法

陆 江

1.前言

近年来，许多炼油装置中大型塔器（如减压塔、分馏塔、稳定塔等）使用周期已达到设计寿命，而且最初设计制造时塔壁材料选择多为碳素钢或低合金钢，由于长期使用，在介质严重的腐蚀下，大部分塔壁减薄，内件损坏，导致设备的操作不正常，产品质量下降，能源材料消耗增大，严重威胁着企业的安全生产。

九十年代初，不锈钢复合钢板制造工工艺得到突破，由于不锈复合钢板压力容器复层具有较好耐蚀性，基层具有较高的强度和刚度，造价要比纯不锈钢低得多，而且已具有较先进可靠的加工、组焊、检验、安装工艺。

因此，许多炼油企业对介质腐蚀较严重，服役期满的碳素钢或低合金钢塔器，在装置检修中，拆除更换成主体为不锈复合钢的理想耐蚀塔器。不难看出，此类塔器的更换势必成为目前石化安装的主要市场之一。时间就是效益，炼油企业停工检修时间都非常短暂，（一般为一个月），因此供塔器拆除更新的工期极短，但塔器更换安装工程量大；内部结构复杂、量大：内件中既有多层塔盘、多层分布管、集油箱安装，又要填充大量的填料，且内件多为不锈钢材料，制造安装工艺较复杂，成品保护要求高；外部既有大量的劳动保护，工艺配管，又有大面积的防腐、隔热工程。作为石化安装行业，更要牢牢把握“质量为本，安全第一”的方针。因此，我公司针对大型塔器更换工程量大，工期短，质量要求高，作业环境差的特点下，开发应用了以“超前准备，新旧塔体巧妙分段，深度预制，地面完成利旧件的拆装，大型吊车配合作业”为特点的大型塔器更换分段拆除安装工法，成功地解决了短期内，完成大型塔器更换的施工任务。实践证明，本工法满足用户需要，符合发展趋势，综合效益显著，既能确保工期，又能保证工程质量及安全。

2.适用范围

2.1 本工法适用于大型塔器（DN≥4200）的改造、新建，尤其适用于短期改造工程。

2.2 同时适用于其它几何尺寸庞大，内件及外部构件较多其它类似设备的施工。

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3.特点

3.1 本工法采用新塔器超前深度预制。

在满足运输条件下，工厂内完成零、部件及构件的制作，在现场地面组焊成若干吊装大段，每段均完成焊缝检验、内件、劳动保护、管架及保温支撑件等的安装。减少了高空作业，改善了作业环境，便于安全管理，有利于保证工程质量，同时将绝大部分工程量安排在装置停产前完成，有效地解决了工期短的矛盾。

3.2 本工法选用大型吊车配合正装施工作业，是本工法采用深度预制得以实现的前提条件，大型吊车在改造期间集中作业，有效地缩短了改造工期。另外大型吊车的选用，成功地解决现场周围环境复杂所造成的施工难度，避免了环境影响导致的额外工作量，很大程度上降低了施工人员的劳动强度，保证了工程顺利安全地进行，本工法使大型吊车吊装能力大，作业范围广的优点得到充分的发挥，充分体现了现代化大型机具在施工生产中所创造的价值。

3.3 本工法在满足吊装能力的前提下，旧塔的拆除，及新塔的安装上巧妙的进行主体分段口位置的设计。旧塔的分段口位置选择便于利旧内件（塔盘、填料等）的拆卸，便于旧塔段的解体运输，又要充分利用旧塔平台，以减少解体时临时脚手架的搭拆工作量。新塔分段口位置的选择首先满足易于保证筒体环缝组焊质量的需要，其次便于利旧内件的安装，使分段口附近内件、附件得到最大限度的深度预制安装，充分利用塔平台，减少临时架设的工作量，为施工人员创造一个良好安全的作业环境，提高筒体环焊缝组焊的质量，施工安全得到充分的保证。

3.4 本工法将改造塔器利旧件的拆卸、安装均安排在地面完成，施工环境得到改善，小型吊车即可满足预制需要，降低了施工成本，而且大大提高了劳动生产率。

3.5 本工法在旧塔器拆除中，采用塔体分段口预切割的方法，即吊装前，将分段口大部分进行切割，均匀对称预留若干塔壁暂不切割，吊车挂钩受力后，再进行分段口的最终切割，缩短了拆除工期并减小大型吊车台班费的耗用。

3.6 本工法使用了大型吊车，虽然单个台班费用较高，但使用时间较集中，总体施工机械费用并未加大，而且保证了施工工期，建设单位获得良好的生产效益，因此综合效益显著。

4.工艺原理

4.1 模拟原理

地面预制组焊塔段成型过程中，严格控制塔段的垂直度，在此工况下，完成基准圆划线，塔段内塔盘及其它附件的安装；塔段吊装组对以上下口水平基准圆为基准，保证塔器主体安装工程质量。

4.2 空间力系平衡原理

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本工法采用大型吊车，按空间力学平衡原理，由上到下拆除旧塔器，分段正装新塔器。

5.施工程序

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6.主要施工方法

以复合钢板为原材料的减压塔为对象简述如下：

6.1 施工准备

6.1.1 认真研究施工方案并编制施工工艺文件，做好技术交底。

6.1.2 对大型吊车行走路进行地下隐蔽工程的核查，路面承载能力计算及相应加固方案的确定与实施。

6.1.3 按照工艺文件要求，平整场地，铺设道路、平台、安装施工水电系统，施工机具准备就位。

6.1.4 基础交接验收。

6.2 到货零部件、半成品构件清点、检查、验收。

按不锈复合钢板相应规范进行化学成分、机械性能及贴合程度等进行检验，复层表面应保持清洁，避免与碳钢接触。

6.3 下料切割及坡口加工

6.3.1 若在复合钢板基层侧划线，则与普通钢板一样；若在复层侧划线，不能采用划针、样冲等钢质工具划伤或损伤复层表面，宜采用铅笔、记号笔等做标记。

6.3.2 采用机械方法剪切或加工坡口时，板材复层朝上，并且防止损伤复层表面，在压板等卡具放置处加垫橡胶板、石棉板等衬垫材料，复层表面还应避免油脂污染。刨坡口时，复层切削速度应比基层切削速度低10～30%。

6.3.3 当复合比（复层厚度／整个复合钢板厚度%）在25～30%以内时，可采用氧-乙炔焰切割。切割时基层朝上，由基层面开始，切割速度比碳钢减小10%，并且割嘴向后倾斜约10°左右，可得到光滑的割面。

6.3.4 当复合比超过30%时，可采用等离子切割，切割由复层面开始。

6.3.5 采用等离子或氧—乙炔焰切割后，应采用机械加工或砂轮机清理切割面上产生的氧化层，并将切割面加工平整。

6.4 塔段成型

6.4.1 封头、过渡段组焊

先组焊封头和过渡段，按照焊后的实际周长确定筒体的壁板的下料长度及组对。

封头和过渡段按排版图在胎具上组对，沿组对基准圆周线上均匀布置若干相对水平的（如图 6.4.1）钢支座，保证每块瓣板位于两个支座之上，内部用钢管与加减丝进行支撑和调整，用专用卡具调整对口间隙错口，安装极盖板，点焊成型，检查合格交焊接，先焊接外口，开孔接管安装，翻个后清根焊接内口，进行无损检测，安装内件及附件。

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