一建机电教材解读：1H413041 塔器设备的安装技术

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　　1H413040 静置设备及金属结构安装技术

　　静置设备是安装后使用环境固定，不能移动，在完成生产工艺过程时主要零部件不进行机械运动的设备，包括塔、容器、储罐等多种品种和类型。静置设备有高温高压设备，介质有可燃、易爆、有毒、有腐蚀性，危险性较大，大多数属于特种设备监督管理范围的压力容器，也是机电.工程大量涉及的工程对象。本目的重点是：塔器设备的安装技术;金属储罐(柜)制作安装技术;球形罐的安装技术和金属结构制作安装技术。

　　1H413041 塔器设备的安装技术

　　塔、容器、反应器类工艺设备(以下简称塔器)是静置设备的重要组成部分，大多数是非标准设备，其中多数属于压力容器。现场安装施工程序复杂，质量要求高。本条的主要知识点是：塔器的结构、工艺作用和到货状态;塔器设备安装技术;产品焊接试板的制作与检验;耐压试验与气密性试验。

　　一、塔器的结构、工艺作用和到货状态

　　1.塔器的结构与工艺作用

　　塔器为圆筒形焊接结构的工艺设备，由简体、封头(或称头盖)和支座组成，是专门为某种生产工艺要求而设计、制造的非标准设备。塔是用于蒸馏、抽提、吸收、精制等离过程的直立设备，广泛用于气一液与液一液相间传质、传热。反应器是用于完成介质的物理、化学反应的设备。容器在本条中仅指内部盛装物料且不进行化学反应或其他物理、化学过程，内部通常没有设施或只有简单的辅助结构的工艺设备，也称为罐。

　　2.塔器现场到货状态

　　塔器多数由专门的压力容器制造单位制造，安装单位进行现场安装。部分塔器由于体积(几何尺寸)大，受运输的尺寸限制，不能全部在制造厂制造成整体运到安装现场，以不同组装形式出厂，即不同的到货状态。到货状态分为整体到货、分段到货、分片到货。

　　一、塔器设备安装技术

　　(一)压力容器安装许可规则

　　压力容器的现场安装(指压力容器整体就位、整体移位安装的活动)与压力容器现场组焊(需在安装现场完成最后环焊缝焊接工作和/或需在现场组焊)，应当根据特种设备安全法及有关法规的规定，经负责特种设备安全监督管理的部门许可。具体的许可规定参见1H431032特种设备制造、安装、改造的许可制度。

　　压力容器在安装(包括现场组焊)前，安装施工单位应当向直辖市或者设区的市的特种设备安全监督管理部门书面告知。

　　(二)元件、半成品或设备验收

　　1.产品质量证明文件检查验收

　　产品质量证明文件应符合下列规定： (1)特性数据符合设计文件及相应技术标准;(2)有复检要求的材料应有复验报告;(3)压力容器还应符合压力容器安全技术规程的规定。

　　2.分段到货设备验收

　　(1)分段处的圆度、外圆周长偏差、端口不平度、坡口质量符合相关规定;

　　(2)简体直线度、简体长度以及简体上接管中心方位和标高的偏差符合相关规定;

　　(3)组装标记清晰;

　　14)裙座底板上的地脚螺栓孔中心圆直径允许偏差、相邻两孔弦长允许偏差和任意两孔弦长允许偏差均为2mm。

　　(三)整体到货塔器的一般安装程序

　　1.塔器安装或在基础上组装，应在基础验收合格后进行。设备在基础上组焊，应复测基础及其表面处理并符合要求，基础混凝土强度应不低于设计强度的75%。

　　2.塔器安装程序：塔器现场检查验收→运放至吊装要求位置→吊耳制作安装、设置

　　吊装机具→基础验收、设置垫铁→整体吊装、找正、紧固地脚螺栓、垫铁点固→二次灌浆。

　　(四)分段到货塔器的现场组对安装程序

　　1.分段到货塔器组对安装方式：分卧装和在基础由下至上逐段组对安装两种。

　　2.卧装组焊程序：分段设备、元件检查验收→在现场搭设道木垛或设置滚轮架(托辊)等组装胎具→各段塔器组对焊接(可按上段壳体→中段壳体→下段壳体→底段壳体含裙座的顺序)成整体塔器→对现场施焊的环焊缝进行无损检测。塔器组焊完成后按整体到货塔器的相同程序安装就位，并进行内固定件和其他配件安装焊接以及耐压试验、气密性试验。

　　3.在基础由下至上逐段组对安装程序：分段设备、元件检查验收→基础验收、设置垫铁→塔器的最下段(带裙座段)吊装就位、找正→吊装第二段(由下至上排序)、找正→组焊段间环焊缝、无损检测→重复上述过程：逐段吊装直至吊装最上段(带顶封头段)、找正、组焊段间环焊缝、无损检测→整体找正、紧固地脚螺栓、垫铁点固及二次灌浆→内固定件和其他配件安装焊接→耐压试验、气密性试验。

　　现场施焊的环焊缝的无损检测也可在塔器各段全部组焊完毕后进行。

　　(五)分片到货塔器现场组焊程序

　　1.壳体组装方法：可根据现场情况，采用立式组对法、卧式组对法或混合组对法施工。

　　2.壳体组对分段原则：依据现场施工条件，减少高空作业;接口宜设置在同一材质、同一厚度的直筒段;接口应避开接管位置。

　　3.设备现场组焊原则程序：上、下封头组焊→筒节组焊→筒节和封头组焊→筒节之间组焊→裙座与下封头组焊→裙座与筒体组焊(同时可进行支座与简体组焊)→分段壳体组→开孔接管组焊→在分段壳体内划基准圆→固定件划线、固定件及附件组焊→壳体组焊。

　　4.立式组对程序和要求

　　(1)设备在平台上组对时，平台不应有不均匀沉降。不锈钢设备组焊平台应有防污染措施。

　　(2)在下筒节的上口内侧或外侧设置定位板，将上筒节吊装就位。在对口处放置间隙片，间隙片的厚度按对口间隙确定。

　　(3)上下筒节相对应的方位线的偏差应不大于5mm。

　　(4)用调节丝杠调节对口间隙。用卡子、销子调整错边量，符合要求后进行定位焊。

　　5.卧式组对程序和要求

　　(1)设置滚轮架(托辊)支座或胎具支座，支座的数量应视分段的长度和重量计算确定，其位置应避开人孔、接管等。支座的地基应压实，不应发生不均匀沉陷。

　　(2)两滚轮与壳体的中心夹角宜为600～700。

　　(3)将对口处周长换算成直径差，计算错边量。对口时错边沿圆周均匀分配并符合规范要求。

　　(4)将各分段壳体吊到滚轮架或胎具支座上，对正四条方位线，以各分段的对口基准圆为基准，调整间隙、错边量，检查直线度，合格后进行定位焊。

　　(5)各分段壳体上的人孔、接管宜在壳体成型并检验合格后安装。

　　6.分段壳体检验合格后进行工序。宜进行固定件划线、组对、焊接，再将各分段壳体组对成整体，或将各分段壳体组焊成整体后进行固定件划线、组对、焊接。

　　三、产品焊接试板的制作与检验

　　(一)要求制作产品焊接试板的产品

　　分片到货现场组焊的压力容器应由组焊施工单位制备产品焊接试板(以下称试板)。

　　(二)产品焊接试板制备的要求

　　1.试板应由施焊容器的焊工，采用与施焊容器相同的条件与相同焊接工艺焊接。

　　2.试板应设置在筒节纵向焊缝的延长部位与筒节同时施焊。

　　3.试板的原材料必须合格，且应与容器用材具有相同标准、相同牌号，相同厚度和相同热处理状态。

　　4.试板焊接后打上焊工代号钢印，经检验员外观检查合格后，打上检验员钢印号。

　　5.焊接有热处理要求的容器，试板应随容器一起进行热处理。

　　(三)产品焊接试板的检验与评定

　　1.试板的焊接接头经外观检查合格后应l。。%射线检测合格。

　　2.试板的拉伸试验合格指标。拉伸试样的抗拉强度应大于或等于以下规定之一：

　　(1)产品图样的规定值;

　　(2)钢材标准抗拉强度下限值;

　　(3)对不同强度等级的钢材组成的焊接接头，则为两种钢材标准抗拉强度下限值中的较小者。

　　3.试板的弯曲试验合格指标：其受拉面上沿任何方向不得有单条长度大于3mm的裂纹或缺陷。

　　4.试板的常温冲击功规定值按图样或有关技术文件规定。但3个式样冲击功的平均

　　值不得小于27J(对l0mm×10mm×55mm式样)或14J(对5mm×10mm×55mm式样)。

　　(四)焊接产品试板的复验

　　1.试板的拉伸、弯曲试验如不合格，允许复验。对不合格的项目取双倍式样进行复验，达到合格指标为合格。

　　2.冲击试验如不能满足合格指标，允许复验。对不合格的项目再取一组(3个)式样进行试验。合格指标为：前后两组6个式样的冲击功平均值不得低于规定值，允许有2个式样小于规定值，但其中小于规定值70%的只允许有1个。

　　四、耐压试验与气密性试验

　　(一)耐压试验

　　1.耐压试验前应确认的条件

　　(1)设备本体及与本体相焊的内件、附件焊接和检验工作全部完成;

　　(2)开孔补强圈焊接接头检查合格;

　　(3)焊后热处理的设备热处理工作已经完成;

　　(4)在基础上进行耐压试验的设备，基础二次灌浆达到强度要求;

　　(5)试验方案已经批准，施工资料完整。

　　2.水压试验

　　(1)试验介质宜采用洁净淡水。奥氏体不锈钢制容器用水作介质试压时，水中的氯离子含量不超过25ppm。

　　(2)在设备最高与最低处且便于观察的位置设置两块压力表。上下两块压力表的量程应相同，且经过校验。压力表量程不低于1.5倍且不高于3倍试验压力。

　　(3)试验充液前应先打开放空阀门。充液后缓慢升至设计压力，确认无泄漏后继续升压至试验压力，保压时间不少于30min，然后将压力降至试验压力的80%，对所有焊接接头和连接部位进行检查。

　　(4)合格标准：无渗漏;无可见变形;试验过程中无异常的响声。放水后，对标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的钢制容器，进行表面无损检测抽查未发现裂纹。

　　3.气压试验

　　(1)采用气压试验代替液压试验的规定

　　1)压力容器气压试验前对设备的对接焊缝进行1000射线或超声检测，以符合原设计文件规定的合格标准为合格;常压设备气压试验前对设备的对接焊缝进行25%射线或超声检测，射线检测Ⅲ合格，超声检测Ⅱ合格。

　　2)有本单位安全技术部门确认、本单位技术总负责人批准的安全技术措施。

　　3)试压系统的安全泄放装置应进行压力整定。

　　(2)试验区应设置警戒线，试验单位的安全部门进行现场监督。

　　(3)介质宜为干燥洁净的空气，也可用氮气或惰性气体。脱脂后的容器气压试验时，必须采用不含油气体。

　　(4)程序要求

　　1)缓慢升至试验压力的l0%，且不超过0.05MPa，保压时间不少于10min，对所有焊接接头和连接部位进行初次泄漏检查。

　　2)初次泄漏检查合格后，继续升压至试验压力的50%，观察有无异常现象。

　　3)如无异常现象，继续按规定试验压力的10%逐级升压，直到试验压力，保压30min后将压力降至设计压力，并在该压力下对所有焊接接头和连接部位进行检查。

　　4)检查期间保持压力不变，并不得采用继续加压的方式维持压力不变。

　　(5)合格标准：试验过程中无异常的响声，经过肥皂液或者其他捡漏液无漏气，无可见变形。泄压后，对标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的钢制容器，进行表面无损检测抽查未发现裂纹。

　　(二)气密性试验

　　1.试验条件(1)气密性试验前将安全附件装配齐全。(2)经耐压试验合格后进行。对作气压试验的塔器，气密性试验可在气压试验检降到气密性试验压力后一并进行。

　　2.合格标准：无泄漏。

　　(三)重新试验

　　耐压试验过程中，如发现渗漏、异常响声等不正常现象，应停止试验并卸压，查明原经处理后方可恢复试验。