塔器设备安装技术

1. 塔器的机构与工艺作用

   塔器为圆筒形焊接结构的工艺设备，由筒体、封头、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、提抽、吸收、精制等分离过程的直立设备，广泛用于气----液与液---气相间传质、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，也成为罐。

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 塔器由于体积打，受运输的尺寸限制，不能全部再制造厂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。

二、塔器设备的安装技术

（一）、压力容器现场安装和现场组焊（属于特种设备，需按特种设备办理书面告知）

（二）、元件、半成品、或设备验收

1. 产品质量证明文件检查验收
   

   符合以下规定：（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用复检报告；（3）压力容器还应符合《压力容器安全技术监察规程》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、坡口质量应符合相关规定

   （2）筒体直线度、筒体长度以及筒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

   （4）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，应在基础验收合格后进行。设备基础，应复测基础并对表面进行处理，应符合要求，基础混凝土强度不得低于设计强度。

2. 塔器安装程序：塔器现场检查验收→运放至吊装要求位置→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；分卧装和再基础上由下至上逐段组对的立式安装两种

2. 卧装组焊程序：分段设备、元件检查验收→在现场搭设木垛或设置滚轮架等组装胎具→各段塔器组对焊接成整体塔→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的塔器的相同程序安装就位，并进行内固件和其他配件安装焊接以及耐压试验、气密性试验。

3. 在基础上由下至上逐段组对的立式安装程序：分段设备、元件检查验收→基础验收、设置垫铁→塔器最下段吊装就位、找正→吊装第二段、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、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→内固件及其他配件安装焊接→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

三、产品焊接试件的制作与检验

（一）要求制作产品焊接试件的产品

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件

（二）焊接试件制备要求

1. 试件应有施焊容器的焊工，在与施焊容器相同的条件下采用与施焊容器相同的焊接工艺制作

2. 试件的原材料必须合格，且应与容器用材具具有相同标准、相同牌号、相同厚度、相同热处理状态

3. 试件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

4. 焊接有热处理要求的容器，试件应随容器一并进行热处理
   

（三）焊接试件的检验与评定

1. 试件的焊接接头经外观检查合格后，进行100%射线检测，应符合规范要求

2. 试件的拉伸试验合格指标。拉伸式样的抗拉强度应大于或等于一下规定之一

   (1)产品图样的规定值

   (2)钢材标准抗拉强度下限值

   (3)对不同强度等级组成的焊接接头，则为两种刚才标准抗拉强度下限值中较小的

3. 试件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. 试件的常温冲击功规定之按图样或有关技术文件规定。
   

（四）焊接产品试件的复验

1. 试件的拉伸、弯曲如不能满足合格指标，允许复验。对不合格想去取双倍式样进行试验，达到合格指标为合格。

2. 冲击试验如不能满足合格标准，对不合格的项目再取一组式样进行试验。合格指标为：前后两组6个试样的冲击功平均值不得低于规定值，允许有两个试样小于规定值，但其中小于规定值70%的只允许有一个。

四、耐压试验与气密性试验

（一）耐压试验

1. 耐压实验前应确认的条件

   （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）试验方案已经批注，施工资料完整

2. 水压试验

   (1)介质宜为洁净淡水。对于不锈钢，水中氯离子不超过25ppm

   (2)最高，最低处且便于观察的位置，设置两块压力表。量程相同，经过校验且在校验有效期内。压力表量程不得低于1.5倍且不高于三倍

   试验压力

   (3)充液前先打开放空阀。充液后缓慢升至设计压力，确认无泄漏后继续升至试验压力，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；实验过程中无异响；放水后对标准强度下限值大于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）压力容器实验前对焊缝进行100%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；常压设备实验前对焊缝进行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）试验区域设置警戒线，实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。脱脂后的容器进行压力试验，必须采用不含油气体

   （4）程序要求

   1）缓慢升压至试验压力10%，且不超过0.05MPa，保压不少于10min，对所有焊接接头和连接部位进行初次泄露检查

   2）初次泄露检测合格后，继续升压至试验压力50%，观察有无异常现象

   3）如无异常，继续按规定10%逐级升压，直至试验压力。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：试验过程中无异常响声，经过肥皂液或者其他检漏液检验无漏气，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

1. 试验条件：（1）气密性实验前将安全附件全部装配齐全。（2）经过耐压试验合格后进行。对做气压实验的塔器，气密性试验可在气压试验压力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，异响，等不正常现象，应停止试验并卸压，查明原因经处理后方可恢复试验。

金属储罐（柜）制作安装技术

一、金属储罐分类及结构特点

1. 金属储罐分类

   根据灌顶结构分为固定顶，浮顶储罐

二、金属储罐安装方法和程序要求

（一）安装方法分类

1. 正装法：管壁板自下而上依次组装焊接，最后组焊完成顶层壁板，抗风圈及顶端包边角钢。较适用于大型浮顶罐。包括水浮正装法，架设正装法（外搭脚手架，内挂脚手架正装）

2. 倒装法：在罐底板铺设焊接后，先组装焊接顶层壁板及包边角钢、组装焊接灌顶。然后自上而下一次组装焊接每层壁板，直至底层壁板。包括：中心柱组装发、边柱倒装法、充气顶升法和水浮顶升法

（二）金属储罐常用的组装方法的基本程序和要求

1. 外搭脚手架正装法

   （1）脚手架随管壁升高而逐层搭设

   （2）当纵向环焊缝采用电立焊、环向焊缝采用自动焊时，脚手架不得影响焊接作业

   （3）采用在壁板内挂设移动小车进行内侧施工

   （4）采用吊车吊装壁板。这种架设正装法适合于大型和特大型储罐，便于自动焊作业。（包括内挂脚手架正装法）

2. 内挂脚手架正装法

   （1）每组对一圈壁板，就在壁板内侧沿圆周挂一圈三脚架，在三脚架上铺设跳板，组成环形脚手架，作业人员可以在跳板上组队安装上一层壁板

   （2）在已安装的最上一层内侧沿圆周按规定间距在同一水平标高处挂上一圈三脚架，铺满跳板，跳板搭接处捆绑牢固，安装护栏

   （3）搭设楼梯间或者斜梯连接各圈脚手架，形成上下通道

   （4）一台储罐施工一用层至三层脚手架，一个或者两个楼梯间，脚手架自下而上交替使用

   （5）在管壁外侧挂设移动小车进行管壁外侧施工

   （6）采用吊车吊装壁板

3. 浮水正装法

4. 边柱倒装法

（三）低压湿气柜组装方法和程序

低压湿气柜柜体的组装方法和程序和金属储罐类似，其钟罩，中节和水槽安装也分正装法和倒装法施工，正装法施工程序为由组装水槽壁开始逐节向里安装，最后组装钟罩。倒装法施工程序为由钟罩开始逐节向外安装，最后组装水槽壁。

三、金属储罐的焊接工艺及顺序

（一）罐底焊接顺序与工艺措施

1. 原则：采用收缩变形最小的焊接工艺及焊接顺序

2. 罐底焊接程序：中幅板焊接→罐底边缘板对接焊缝靠边缘的300mm部位→罐底与管壁板连接的角焊缝（在底圈壁板纵焊缝焊接完后施焊）→边缘板剩余对接焊缝→边缘板与中幅板之间的收缩缝

3. 焊接程序与控制焊接变形的主要工艺措施

   （1）中幅板：搭接焊接接头可采用焊条电弧焊。先焊短焊缝，后焊长

   焊缝。初层焊道应采用分段退焊或者跳焊法。

   （2）弓形边缘板：对接焊缝的初层焊道，宜采用焊工均匀分布，对称施焊的方法；罐底边缘板与中幅板之间的收缩缝第一层焊道，采用分段退焊法或者跳焊法。

   （3）罐底与管壁连接的角焊缝：由数对焊工均与分布，从罐内、外沿同一方向进行分段焊接。初层焊道采用分段退焊或者跳焊法

（二）管壁焊接

1. 管壁采用电弧焊时的焊接顺序和工艺要求：先焊纵焊缝，后焊环焊缝；当焊完相邻两圈壁板的纵向焊缝后，再焊其间的环向焊缝。焊工应均匀分布，并沿同一方向施焊。

2. 自动焊接工艺要求

   （1）纵向采用电立焊时，应自下向上焊接

   （2）对接环焊缝采用埋弧自动焊时，焊机应均匀分布，并沿同一方向施焊

四、充水试验

（一）充水试验的相关规定

1. 充水实验前，所有的附件及其他与罐体焊接的构件全部完工并检验合格

2. 采用洁净淡水，温度不低于5℃，不锈钢罐，水中氯离子不超过25ppm

3. 实验中观测基础沉降，在管壁下部圆周每隔10m左右设一个观测点，点数宜为4的倍数，且不得少于4个点，在充水实验中，当沉降观测值在圆周任何10m范围内不均匀沉降超过13mm或者整体沉降超过50mm时，应立即停止充水试验进行评估，采取有效的处理措施后方可继续进行试验。

4. 充水和放水过程中，应该打开透光孔，且不得使基础浸水

（二）充水试验项目、方法及合格标准

1. 罐底严密性试验：充水进行试验，观察基础周边。合格标准：无渗漏

2. 罐壁强度及严密性试验：充水至最高设计液面试验，保持48h。合格标准：罐壁无渗漏，无异常变形

3. 固定顶强度及严密性试验：管内充水到最高设计液位下1m，将所有开孔封闭，缓慢充水升压，升压到试验压力时，暂停充水，在灌顶涂以肥皂水检查。试验后立即将罐顶孔开启，使储罐内部与大气相同，恢复到常压。合格标准，罐顶无异常变形，焊接接头无渗漏。

4. 固定顶的稳定性试验：充水到设计最高液位，将所有孔封闭，采用放水方法进行试验，缓慢降压，达到试验负压值时，停止放水，观察灌顶。试验后，立即将灌顶孔开启，使管内部与大气相通，恢复到常压。合格标准：灌顶无异常变形。

5. 浮顶，内浮顶罐升降试验：充水，放水时检查浮顶升降，导向机构、密封装置及自动通气阀支柱，检查浮顶与内浮顶与液面接触部分。合格标准：浮顶升降平稳，扶梯转动灵活，密封装置，导向机构及自动通气阀支柱无卡涩现象；浮顶与液面接触部分无渗漏；浮顶/内浮顶及其他附件与罐体上其他附件无干扰

球形罐的安装技术

一、球形罐的构造及型式

构造：有球罐本体，支座，及附件构成，本体：球壳板拼焊而成的容器

型式：桔瓣式，足球式，混合式

二、球罐施工资格、监理要求

1. 从事球罐现场组焊的施工单位必须取得球形储罐现场组焊许可（A3级），并应建立压力容器质量管理体系

2. 从事球形罐现场组焊的施工单位在施工前，应书面告知工程所在地的特种设备安全监督机构，并将接受政府监督机构授权的检验检测单位的监督检验

三、球壳和零部件的检查和验收

包括，质量证明书等技术质量文件的检查，球壳板检验，支柱和零部件的检验，其中主要有：

（一）质量证明文件检查

1. 球形罐质量证明书包括的内容：制造竣工图样;压力容器产品合格证；产品质量证明文件；特种设备制造监督检验证书。

2. 产品质量证明文件，包括：（1）质量计划或检验计划（2）主要受压元件材质证明书及复验报告（3）材料清单（4）材料代用审批证明 (5)结构尺寸检查报告（6）焊接记录（7）热处理报告及自动记录曲线（8）无损检测报告（9）产品焊接试件检验报告（10）产品铭牌的拓印件或者复印件

（二）球壳板检查

外形尺寸检查：逐张进行成形和尺寸检查

1. 球壳板曲率检查

2. 球壳板几何尺寸检查

四、球形罐组装与焊接

常用的组装方法有：分片组装法（又称散装法）和环带组装法，球罐施工宜用分片法。组装采用工卡具调整球壳板组对间隙和错边量，不得进行强力组装。

（一）分片法组焊工艺流程及要求

1. 组装总体程序

   支柱和赤道板组对→赤道带板组装→中心柱安装→下温带板组装→上温带板组装→中心柱拆除→下极板组装→上极板组装→内外脚手架搭设→调整及组装质量总体检查

2. 焊接：

   （一）一般原则

   1）球形罐的焊接方法宜采用焊条电弧焊（通常称为手工电弧焊），药芯焊丝自动焊和半自动焊

   2）试件应由焊接球罐的焊工在球罐焊接过程中，在与球罐焊接相同的条件和相同的焊接工艺情况下焊接。每台球形储罐应按施焊位置做横焊、立焊和平焊加仰焊位置的产品焊接试件各一块

   （二）焊接顺序

   1）原则：先焊纵焊缝，后焊环焊缝；先焊短焊缝，后焊长焊缝；先焊坡口大的一侧，后焊坡口小的一侧

   2）焊条电弧焊时，焊工应对称均匀分布，同步焊接，在同等时间内超前或滞后的长度不宜大于500mm。焊条电弧焊的第一层焊道应采用分段退焊法。多层多道焊时，每层焊道引弧点宜一次错开25-50mm

（二）环带法组焊工艺

五、球罐焊后整体热处理

球罐根据设计图样要求、盛装介质、厚度、使用材料等确定是否进行焊后整体热处理。

（一）整体热处理前的条件

1. 焊后整体热处理应在压力实验前进行

2. 整体热处理前，与球形罐受压条件连接的焊接工作全部完成。各项无损检测工作全部完成并合格

（二）整体热处理方法和工艺要求

1. 国内一般采用内燃法：使用燃烧产生的烟气在球罐内部加热并进行温度控制，球罐外部保温而达到热处理要求的热处理工艺。2000m³的球罐宜采用负压内燃法，2000m³及以上的宜采用正压内燃法，在罐体上安装热电偶测量加热温度。

2. 热处理工艺要求

   （1）热处理过程中升降温、恒温要求

   升温：400℃以下可以不控制，400℃以上。50~80℃/h，球壳板上任意两点的温差不得大于120℃，

   降温：从热处理温度到400℃，降温速度30~50℃/h，400℃以下可以在空气中自燃冷却

   （2）测温点

   在球壳板表面均匀布置，相邻间距不得小于4.5m，总数应符合规定，在距上下人孔与球壳板环焊缝边缘200mm范围内各设一个测温点，每个产品焊接试件应设一个测温点

3. 球形罐柱脚处理及移动监测

   整体热处理时应松开地脚螺栓及拉杆，检查支柱底部与预先在基础上设置的滑板之间的润滑及位移测量装置。处理过程中应监测柱脚实际位移值及支柱垂直度，及时调整支柱使其处于垂直状态。热处理后应测量并调整支柱的垂直度和拉杆挠度。

（三）整体热处理后质量检验

检验项目包括：热处理记录曲线，热处理过程中各测点温差，热处理后产品焊接试件的试验结果

金属结构制作安装技术

钢结构施工的一般规定

1. 钢结构施工应有批准的施工组织设计或施工方案等技术文件

2. 从事钢结构制作和安装施工的焊工和焊接机械操作工，均应按国家标准进行理论知识考试和操作技能考试，经考试评定合格并取得资质证书。持证焊工必须在其考试合格项目范围内施焊。

3. 无损检测人员应按《特种设备无损检测人员考试与监督管理规则》考试合格，并取得相应资格证书

4. 钢结构的制造、拼装、安装与质量检查检验，应采用经计量检定，校准合格的计量器具

钢结构安装工艺技术与要求

安装一般有以下几个环节1.基础验收与处理 2.钢构件复查 3.钢结构安装 4.涂装

一般程序：钢柱安装→支撑安装→梁安装→平台板、钢梯、防护栏安装→其他构件安装

基础验收及处理

1. 安装前，建设/监理单位组织基础施工单位和钢结构施工单位进行基础交接验收，验收合格后方可交付安装，如果基础施工与钢结构安装是同一个施工单位，则应进行工序间的自检、互检、专检

2. 基础保护和处理：对基础进行麻面处理，对钢结构预埋螺栓进行保护

框架和管廊安装

1. 框架安装可采用地面拼接和组合吊装的方法施工，已安装的结构应具有稳定性和空间刚度。管廊可以在地面拼装成片，检查合格后成片吊装

2. 铣平面应接触均匀，接触面积不小于75%

3. 框架的节点采用焊缝连接时，宜设置安装定位螺栓。每个节点定位螺栓数量不得少于2个

4. 地面拼装的框架和管廊结构焊缝需要进行无损检测或返修时，无损检测和返修应在地面完成，合格后方可吊装

5. 在安装的框架和管廊上施加临时载荷时，应经验算

高强度螺栓连接

1. 钢结构制作和安装单位应按规定分辨进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验,现场处理的应单独进行，合格后方可安装

2. 高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法

3. 高强度螺栓安装时，穿入方位应一致。应能自由穿入螺栓孔，不得强行穿入。不能自由穿入时应采用铰刀或者锉刀修整螺栓，不得采用气割扩孔。扩孔数量应征得设计单位同意

4. 施拧分为初拧和终拧。高强度螺栓拧紧宜在24h内完成

5. 应按照一定顺序施拧，宜由螺栓群中央顺序向外拧紧

6. 扭剪型高强度螺栓连接副应采用专用电动扳手施拧。初拧后对螺母涂刷颜色标记，终拧以拧断螺栓尾部梅花头为合格

7. 高强度大六角螺栓连接副终拧后，应用0.3Kg重小锤敲击螺母对高强度螺栓逐个检查，不得有漏拧

质量要求与检测

1. 焊缝

   外观检测：表面不得由裂纹，焊瘤等缺陷。一、二级焊缝不得有表面气孔

   无损检测：超声，射线及内部探伤

2. 高强度螺栓连接检验

   终拧扭矩:宜在拧紧1h后，24h前完成。方法：扭矩法或转角法；检查数量为节点数的10%，但不应少于10个节点，每个被抽查节点按螺栓数抽查10%，且不应少于2个

钢结构竣工验收要求

1. 钢结构作为主体结构之一时应按子分部工程竣工验收

2. 当主体结构均为钢结构时应按分部工程竣工验收

3. 大型钢结构工程可划分成若干个子分部工程进行竣工验收
   

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