塔器设备设计要点分析 赵迎春

塔器设备设计要点分析赵迎春

发表时间：2018-01-14T15:57:51.350Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：赵迎春

[导读] 摘要：在化工设备中，塔器是不可或缺的组成单元，塔器设备结构的质量影响着化工产业的是整体运作。

四川空分设备（集团）有限责任公司 610600

摘要：在化工设备中，塔器是不可或缺的组成单元，塔器设备结构的质量影响着化工产业的是整体运作。塔器的内在结构较为复杂，其设计要从多方面考虑，其塔器的构造、其裙座的构造、各个组件的选材、具体的制造工艺等方面都对设计有着特定的要求，只有全方面的考虑塔器结构在各方面的要求，才能设计制造出满足化工产业生产的塔器，本文给出了塔器的结构图、技术参照表、设计制造所需要遵循的规范以及无损检测的具体要求，在此基础上，精细介绍了塔器设计的各个环节。

关键词：塔器设备；设计；探析

引言

为了化工产业更好的发展，需要生产出更多更好的，适用于化工设备的塔器设备。要对塔器设备进行设计，首要的就是参照各项有关规定，参考各项参数，进而需要进行一定的精度计算，计算设备的强度，然后选取材料，取材还需要进行多方面的考量，其考量的重点是质量。接下来完成结构方面的设计。最后，对于各个组件的连接进行优化，将设备连接好后，要进行细节的测验检查，本文依照上述思路，阐述了塔器设备的设计问题。

一、塔器设备结构图、技术参照表、设计制造所遵循的范围、无损检测

（一）塔器设备主要结构简图

（二）技术参数表

（三）设计制造所遵循的规范

本文关于塔器的设计参考了三个方面的设计规范，首先是TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》、NB/T47041-2014《塔式容器》以及GB/T150.1~GB/T150.4-2011《压力容器》。

（四）无损检测

参照有关标准对于A、B、D类焊接接头的合格级别进行检查，一般采用MT、RT的的方法进行检测。

二、塔器的设计

（一）塔器的划类与选材

设备类别的划分：参考《固定式压力容器安全技术监察规程》的各项要求，以及图中压力容器的类别将其以介质为分类条件进行分组。

针对设备的选材：参照《压力容器》中的要求，进行选材，选择Q345D为无缝钢管参照标准、Q345R为氮气介质参照标准、

35CrMoA为紧固件参照标准、16Mn Ⅲ为锻件参照标准，所有设备的选材，其化学成分必须要与标准相适应。对于壳体以及裙座的选材，应以Q345R为参照标准。裙座壳体也会在一定程度上受到压力的作用，其选材标准也不容降低。

（二）强度计算

强度计算首要的步骤就是要对塔器的稳定性进行计算，这就要使用到SW6。完成稳定性计算后，要对达不到校核的强度重新进行设计，再进行计算，直到所有的强度都满足条件后，可以对塔器强度的应力进行检查与标注。

（三）塔器的结构设计

一般塔器的底座都设计为筒形或者圆锥形，相较于圆锥形来说，筒形更为常见。然而，有三种情况，必须使用圆锥形而不能采用筒形设计，首先，要想塔器的结构稳定，需要保证地脚螺栓间距必须要满足要求，而如果间距过小，不能满足要求，这种情况下就要采用锥体结构，以扩大裙座底面。第二种必须采用锥体结构的情况是，D/H的数值过大，裙体的壳体截面有较大的惯性矩的需求，这时，筒状结构满足不了这一需求，就必须选用锥体结构。最后一种情况是设备有着比较大的载荷，而其基础面允许应压力却较小。除以上三种情况，塔器的底座都可以设计成筒状结构。

裙座壳与塔壳的连接一般采用对接或搭接型式。搭接安装方便，便于调整塔体的垂直度，但由于搭接焊缝受剪切力作用，在受温差应力或疲劳工况时，受力对搭接焊缝极为不利，因此该连接形式一般用于塔径较小或受力较小的塔器。

（四）封头与筒体的连接结构

堆焊是进行封头和筒体连接时候常常采用的方法，然而，这一方法却有着一定的弊端，如果简单以堆焊的方式连接封头和筒体，会对接下来的无损检测以及质检过程造成一定的麻烦。在进行工艺的过程中，不能对筒体进行盲目削边。

盲目的削边会使筒体的强度失去保证，薄弱的筒体会给塔体带来较大的安全隐患。需要削边的话，要采用先延长筒体的方法，在延长筒体的同时进行削边工作，筒体的强度以及厚度就都有保障了，为了更好的保护筒体的强度，削边时，应主要考虑削封头边。

（五）无损检测的要求

在设备检测中，无损检测是必须要进行的。根据GB/T150.4相关规定，确定无损检测比例。无损检测的方法由设计者根据检测方法的不同特点、被检设备的具体情况（如材质、结构、厚度、预计可能产生的缺陷类型等）选择适宜的无损检测发法。在塔器的检测中，要注意裙座与壳体连接的焊缝也要进行检测。

（六）热处理

在整体设备的构建中及设备制造完成之后，要对结构部件进行一定的热处理，用这种方法，可以有效的消除焊接后的整体应力。具体的工序如下：首先要对于所有的受压原件进行一定的预热，然后再进行焊接，在设备的焊接以及预焊件焊接工作完成后，进行热处理，完

成热处理后就不再对于设备进行任何的表面焊接了。

（七）检查与外形尺寸允许偏差

在进行塔器结构的整体设计制造之后，需要进行压力试验，进行压力试验的目的是为了考核设备整体的强度和致密性。

在设计与实际操作的过程中，设备的各项数据一定会存在偏差，尤其是外形尺寸，偏差严重的情况下，会造成塔器设备整体的质量问题，但就外形尺寸而言，还是可以允许有一定的偏差的。偏差只要在合理的范围内，不会影响整体的安全，关于设备外形尺寸的允许偏差是这样规定的，其直线度允差为12mm，筒长长度每3000mm，其产生的偏差需控制在3mm以内。

结束语：对于化工产业生产的安全与效率来说，塔器结构的质量与性能尤为重要，要设计质量过关且性能优质的塔器需要从多角度出发，细致的考虑塔器结构各方面的要求，首要的就是把好质量关，在取材上严格参照各项质量规定，其次，要完成较好的测算工作与实验工作，以避免误差造成质量问题，使得最后制造出的塔器无法真正的投入使用，对于塔器结构的选择，以及最后连接工艺的选择也需要设计者综合考虑，当然，不仅仅是设计，要想塔器质量优良，施工制作以及储存安装的过程也至关重要，塔器质量的提高需要各方协同努力。

参考文献：

[1]文华斌，胡光忠，曾涛，等.裙式塔设备平底封头有限元分析设计[J].机械设计与制造，2011（12）：44-46.

[2]杨勇，侯育德.浅谈塔设备的失效形式及外压设计[J].山东工业技术，2016（13）：275-275.