吸附塔制造與安裝

張俊

摘 要：吸附塔是變壓吸附工藝過程中的大型關鍵設備，由于壓力頻繁交替使用，介質特性為易燃、易爆，毒性危害中度，屬于易疲勞破壞設備，所以對制造和檢測提出較高的要求。本文就吸附塔的制造與安裝方面的問題進行了分析和闡述。

關鍵詞：吸附塔 圓度 制造 安裝

1 、吸附塔簡介

1.1 規格參數

吸附塔殼體尺寸?5800mm×42mm，主體材質16MnR，設計壓力1.65 MPa，設計溫度2050C，工作介質：混合芳烴，水壓試驗壓力（立試）2.18Mpa； A、B類焊縫（焊接接頭）應當按照JB/T4730.1～4730.6-2005 《承壓設備無損檢測》進行100%射線（RT）檢測，II級合格，并附加20%超聲（UT）檢測，I級合格。單臺設備總重量為175904Kg。

1.2 制造難點分析

（1）塔體直徑大，筒體自身柔性較大，為保證橢圓度數據測量的準確性，必須采取措施克服其自身柔性和彈性變形。本方案利用專用鐵扁擔吊住筒體滾圓以克服筒體鋼板柔性變形；采用直立筒體后測量橢圓度以克服重力引起的彈性變形，然后找出超標處標記出來后放倒重點校圓。最終成型后橢圓度最大處為6mm，符合設計要求。

（2）控制塔體安裝垂直度。①由于下封頭為瓦片拼焊而成，其端面不平度必定不如標準壓制封頭，所以，第一段安裝到位后需用軟管水平儀測量下封頭上口水平度，在保證垂直度在允差范圍內的同時將端面水平度調整到最小，必要時可采用氣焊修割。②由于各分段在廠房內預制時，直線度都能夠控制在2～3mm以內，并且能夠保證塔內壁支撐圈與塔壁垂直。因此，塔體安裝時只要保證塔內壁支撐圈的水平度，塔體垂直度就能夠符合要求。所以安裝時可在每段筒體上口用軟管水平儀找平。③軟管水平儀擺在筒體內支撐圈上測水平，測量12個點，測得水平度最大誤差為3mm，最后整體垂直度測量為8mm（塔式壓力容器標準要求垂直度小于24mm）。

1.3總體制造方案

綜合考慮廠房行車載重能力、運輸及吊裝等，制定如下施工方案：

（1）將設備分4段預制，第1段為下封頭加裙座，長度為7.58m，凈重量為46t；第2段為四節筒體，長度為10.34m，凈重量為64t；第3段為兩節筒體，長度為5.2m，凈重量為32t；第4段為上橢圓封頭，長度為1.7米，凈重量為16t。

（2）分段運至現場，采用德國利勃海爾500t汽車吊吊裝四段塔體并組對，焊接環焊縫（第四段即上封頭與第三段組對的環焊縫僅點焊牢固，不焊接）。

（3）無損檢測合格后現場進行整體熱處理。

（4）用砂輪機磨掉點焊的焊縫，從吸附塔頂部取走上封頭，安裝中心管。

（5）中心管安裝結束后將上封頭吊回吸附塔頂安裝位置重新組對安裝，焊接環縫并無損檢測合格。現場局部熱處理該環縫。

（6）現場進行水壓試驗。

2、主要零部件制造

2.1殼體段預制

2.1.1封頭預制

（1）來料檢驗 上封頭厚42mm，下封頭厚62mm。每只封頭分8片毛料供貨，在廠房內組對。封頭分片到貨后要進行檢查，檢查項目主要有：①原材料質量證明書等出廠資料。②按照壓力容器封頭標準JB/T4746-2002 《鋼制壓力容器用封頭》要求進行外觀檢查[6]。③用超聲波測量封頭鋼板厚度，要求上封頭最薄處不小于41.95mm，下封頭最薄處不小于61.95mm

（2）組對（裝）組對在專用組裝平臺上進行，規格為（長×寬×高）8000mm×8000mm×300mm。支撐主梁材質20工字鋼，支撐支梁材質10工字鋼，并鋪設d=20鋼板制成，并用水平儀找平后作為每次封頭或筒體組對時的專用平臺。組裝前要放樣，制作樣板，組裝時先畫出基準圓并在圓內外焊設擋塊起到限位作用。

（3）焊接 為控制封頭焊后周長，保證成形后的封頭能滿足圖紙精度要求，需要控制封頭焊前周長，并在每道焊縫預留2 mm收縮焊縫。焊接前，必須將鋼板預熱至150℃±5℃，預熱采用氣焰加熱并用測溫儀測量。焊接時內、外側焊縫實施交叉的多層多道焊。為減小焊接殘余應力和焊接裂紋，可以安排四名焊工同時進行同步對稱施焊。

2.1.2筒體預制

（1）拼板 筒體周長達18m多，每節筒節需由兩張鋼板拼接而成。鋼板拼接時需控制邊長和對角線長度偏差不超過2mm，并在拼縫焊接前后測量，以確保卷制成形后的筒節端面不平度不大于2mm。鋼板拼縫焊接采用多層多道雙面焊接。

（2）下料 筒體下料按封頭里口對齊下料，同時每張鋼板正、反面都敲上1米基準線，為下道工序做準備。

（3）筒體滾制 制作2m弦長弧形樣板，測量控制筒體滾制弧度。由于直徑大，滾制筒體時鋼板在重力狀態下變形較大，筒體本身剛度不足以克服其變形。為此，需做一付長3m的專用鐵扁擔，主梁采用20#工字鋼，上方兩端各安裝一付?100mm滾軸以使筒體能圓滑滾動，預制筒節時，將鐵扁擔置于筒體頂部內表面，用行車吊住扁擔，從而減小鋼板下墜變形，并用激光測距儀測量垂直方向筒體上下兩點之間距離，調整至合適位置后開始滾制。滾制過程中，還需用激光測距儀反復測量，隨時對行車、扁擔位置進行校正。

（4）校圓

①校圓時將專用鐵扁擔置于筒體內表面頂部，用行車吊住扁擔，并用激光測距儀測量垂直方向筒體上下兩點之間距離，使該距離等于筒體內徑后開始找圓，用2m弦長樣板精確測量，盡量使吸附塔塔體內壁與樣板貼合，最大間隙處不大于2mm（標準要求不大于5mm）。為保證筒體校園精度，所有縱縫內表面焊縫余高均需磨平。②為精確測量出筒體橢圓度，必須將筒體直立起來后才能測量。筒體直立后測量數值為：橢圓度誤差最大處30㎜，棱角度為6mm。③將測出不合格的地方做好標記，放倒筒體再上滾板機校園，重點校圓標記處。④在專用組對平臺上按內徑F5800 mm焊設一圈擋塊，間隔500mm，將筒體直立置于擋塊圈外沿，用斜鐵、龍門、頂絲、千斤頂等將標記出橢圓度超標的地方精確找圓使筒體內壁全部與擋塊。

（5）組對環縫 筒體環縫組對要在專門組對平臺上進行。由于單節筒體重達16t，而廠房行車最大起重能力為32t。為此制定合理組對方案如下：①第一、二段各需先分兩小段組對，每一小段重量不大于32噸。②放倒一小段上滾胎擺好，再把另一小段用行車吊裝放倒并配合與滾胎上的小段組對成一整段。③臥對筒節時必需在筒節兩端0°、90°、 180°、270°四個方位處拉鋼絲，量取數據尺寸，確保筒體直線度。

（6）焊接 焊接必須嚴格執行焊接工藝，且采用多層多道焊接。焊前需將焊道兩邊各不小于50mm范圍內清理干凈，用氣焰將鋼板預熱至150℃以上（用紅外線測溫儀測量）。焊接必須連續進行，如果中斷需重新預熱到150℃以上才能繼續焊接。

3、結語

該工程為厚壁塔器，直徑較大，其橢圓度及與中心管的同心度要求相當高，為同行業中少見。通過制定詳細可行的施工方案并嚴格執行，最后將所有參數均嚴格控制在要求的范圍內，經過美國UOP公司專家組現場驗收，一次通過。 開工運行順利，充分達到了設計的工藝效果，并且一直平穩運行至今。其制造經驗可為今后同類產品提供寶貴的借鑒。

參考文獻

[1]GB150-1998，鋼制壓力容器[S].

[2]JB/T4730.1～4730.6-2005 承壓設備無損檢測[S].

[3] JB/T4710-2005，鋼制塔式壓力容器[S].

[4] 高志軍，王文娟.塔體直線度和塔盤水平度控制方法[J].石油化工設備，2000，29（5）：43-44.