塔器設備安裝技術

一、塔器的結構、工藝作用和到貨狀態

1. 塔器的機構與工藝作用

   塔器為圓筒形焊接結構的工藝設備，由筒體、封頭、和支座組成，是專門為某種生產工藝要求而設計、製造的非標準設備。塔是用於蒸餾、提抽、吸收、精製等分離過程的直立設備，廣泛用於氣----液與液---氣相間傳質、傳熱。反應器是用於完成介質的物理、化學反應的設備。容器僅指內部盛裝物料且不進行化學反應或其他物理、化學過程，內部通常沒有設施或只有簡單的輔助結構的工藝設備，也成為罐。

2. 塔器現場到貨狀態

   塔器多數由專門的壓力容器製造單位制造，安裝單位進行現場安裝。部分 塔器由於體積打，受運輸的尺寸限制，不能全部再製造廠造成整體運到安裝現場，以不同組裝形式出廠，即不同的到貨狀態。到貨狀態分為整體到貨，分段到貨，分片到貨。

二、塔器設備的安裝技術

（一）、壓力容器現場安裝和現場組焊（屬於特種設備，需按特種設備辦理書面告知）

（二）、元件、半成品、或設備驗收

1. 產品質量證明文件檢查驗收
   

   符合以下規定：（1）特性數據符合設計文件及相應技術標準；（2）有複檢要求的材料應用複檢報告；（3）壓力容器還應符合《壓力容器安全技術監察規程》的規定

2. 分段到貨設備驗收

   （1）分段處的圓度，外圓周長偏差。端口不平度、坡口質量應符合相關規定

   （2）筒體直線度、筒體長度以及筒體上接管中心方位和標高的偏差符合相關規定

   （3）組裝標記清晰

   （4）裙座底板上的地腳螺栓孔中心圓直徑允許偏差、相鄰兩孔弦長允許偏差和任意兩孔弦長允許偏差均為2mm

（三）、整體到貨塔器的一般安裝程序

1. 塔器安裝，應在基礎驗收合格後進行。設備基礎，應複測基礎並對錶面進行處理，應符合要求，基礎混凝土強度不得低於設計強度。

2. 塔器安裝程序：塔器現場檢查驗收→運放至吊裝要求位置→基礎驗收、設置墊鐵→整體吊裝、找正、緊固地腳螺栓、墊鐵點固→二次灌漿

(四）、分段到貨塔器的現場組對安裝程序

1. 分段到貨；分臥裝和再基礎上由下至上逐段組對的立式安裝兩種

2. 臥裝組焊程序：分段設備、元件檢查驗收→在現場搭設木垛或設置滾輪架等組裝胎具→各段塔器組對焊接成整體塔→對現場施焊的環焊縫進行無損檢測。塔器組焊完成後按整體到貨的塔器的相同程序安裝就位，並進行內固件和其他配件安裝焊接以及耐壓試驗、氣密性試驗。

3. 在基礎上由下至上逐段組對的立式安裝程序：分段設備、元件檢查驗收→基礎驗收、設置墊鐵→塔器最下段吊裝就位、找正→吊裝第二段、找正→組焊段間環焊縫、無損檢測→重複上述過程：逐段吊裝直至吊裝最上段、找正、組焊段間環焊縫、無損檢測→整體找正、緊固地腳螺栓、墊鐵點固及二次灌漿→內固件及其他配件安裝焊接→耐壓試驗、氣密性試驗。

   現場施焊的環焊縫的無損檢測也可在塔器各段全部組焊完畢後進行

三、產品焊接試件的製作與檢驗

（一）要求製作產品焊接試件的產品

分片到貨現場組焊的壓力容器應由組焊施工單位制備產品焊接試件

（二）焊接試件製備要求

1. 試件應有施焊容器的焊工，在與施焊容器相同的條件下采用與施焊容器相同的焊接工藝製作

2. 試件的原材料必須合格，且應與容器用材具具有相同標準、相同牌號、相同厚度、相同熱處理狀態

3. 試件焊接後打上焊工代號鋼印，經檢驗員外觀檢查合格後，打上檢驗員鋼印號

4. 焊接有熱處理要求的容器，試件應隨容器一併進行熱處理
   

（三）焊接試件的檢驗與評定

1. 試件的焊接接頭經外觀檢查合格後，進行100%射線檢測，應符合規範要求

2. 試件的拉伸試驗合格指標。拉伸式樣的抗拉強度應大於或等於一下規定之一

   (1)產品圖樣的規定值

   (2)鋼材標準抗拉強度下限值

   (3)對不同強度等級組成的焊接接頭，則為兩種剛才標準抗拉強度下限值中較小的

3. 試件的彎曲試驗合格指標：其受拉麵上沿任何方向不得有單條長度大於3mm的裂紋或缺陷

4. 試件的常溫衝擊功規定之按圖樣或有關技術文件規定。
   

（四）焊接產品試件的複驗

1. 試件的拉伸、彎曲如不能滿足合格指標，允許複驗。對不合格想去取雙倍式樣進行試驗，達到合格指標為合格。

2. 衝擊試驗如不能滿足合格標準，對不合格的項目再取一組式樣進行試驗。合格指標為：前後兩組6個試樣的衝擊功平均值不得低於規定值，允許有兩個試樣小於規定值，但其中小於規定值70%的只允許有一個。

四、耐壓試驗與氣密性試驗

（一）耐壓試驗

1. 耐壓實驗前應確認的條件

   （1）設備本體及與本體相焊的內件、附件焊接和檢驗工作全部完成

   （2）開孔補強圈焊接接頭檢查合格

   （3）焊後熱處理的設備熱處理工作已經完成

   （4）在基礎上進行耐壓試驗的設備，基礎二次灌漿達到強度要求

   （5）試驗方案已經批註，施工資料完整

2. 水壓試驗

   (1)介質宜為潔淨淡水。對於不鏽鋼，水中氯離子不超過25ppm

   (2)最高，最低處且便於觀察的位置，設置兩塊壓力錶。量程相同，經過校驗且在校驗有效期內。壓力錶量程不得低於1.5倍且不高於三倍

   試驗壓力

   (3)充液前先打開放空閥。充液後緩慢升至設計壓力，確認無洩漏後繼續升至試驗壓力，保壓時間不少於30min，然後將壓力降至試驗壓力的80%，對所有焊接接頭和連接部位進行檢查

   (4)合格標準：無滲漏，無可見變形；實驗過程中無異響；放水後對標準強度下限值大於540MPa的鋼製容器，進行表面無損檢測抽查未發現裂紋

3. 氣壓試驗

   （1）採用氣壓試驗代替液壓試驗的規定

   1）壓力容器實驗前對焊縫進行100%射線或超聲檢測，以符合原設計文件規定的合格標準為合格；常壓設備實驗前對焊縫進行25%射線或超聲檢測，射線檢測Ⅲ合格，超聲檢測Ⅱ合格

   2）有本單位安全技術部門確認，本單位技術總負責人批准的安全技術措施

   3）試壓系統的安全洩放裝置應進行壓力整定

   （2）試驗區域設置警戒線，實驗單位的安全部門進行現場監督

   （3）介質宜為乾燥潔淨的空氣，也可用氮氣或惰性氣體。脫脂後的容器進行壓力試驗，必須採用不含油氣體

   （4）程序要求

   1）緩慢升壓至試驗壓力10%，且不超過0.05MPa，保壓不少於10min，對所有焊接接頭和連接部位進行初次洩露檢查

   2）初次洩露檢測合格後，繼續升壓至試驗壓力50%，觀察有無異常現象

   3）如無異常，繼續按規定10%逐級升壓，直至試驗壓力。保壓30min後將壓力降至設計壓力，並在該壓力下對所有焊接接頭和連接部位進行檢查

   4）檢查期間保持壓力不變，並不得采用繼續加壓的方式維持壓力不變

   （5）合格標準：試驗過程中無異常響聲，經過肥皂液或者其他檢漏液檢驗無漏氣，無可見變形。洩壓後，對標準抗拉強度下限值大於或等於540MPa的鋼製容器，進行表面無損檢測抽查未發現裂紋。

（二）氣密性試

1. 試驗條件：（1）氣密性實驗前將安全附件全部裝配齊全。（2）經過耐壓試驗合格後進行。對做氣壓實驗的塔器，氣密性試驗可在氣壓試驗壓力降到氣密性試驗壓力後一併進行

2. 合格標準：無洩漏
   

（三）重新試驗

耐壓試驗過程中，如發現滲漏，異響，等不正常現象，應停止試驗並卸壓，查明原因經處理後方可恢復試驗。

金屬儲罐（櫃）製作安裝技術

一、金屬儲罐分類及結構特點

1. 金屬儲罐分類

   根據灌頂結構分為固定頂，浮頂儲罐

二、金屬儲罐安裝方法和程序要求

（一）安裝方法分類

1. 正裝法：管壁板自下而上依次組裝焊接，最後組焊完成頂層壁板，抗風圈及頂端包邊角鋼。較適用於大型浮頂罐。包括水浮正裝法，架設正裝法（外搭腳手架，內掛腳手架正裝）

2. 倒裝法：在罐底板鋪設焊接後，先組裝焊接頂層壁板及包邊角鋼、組裝焊接灌頂。然後自上而下一次組裝焊接每層壁板，直至底層壁板。包括：中心柱組裝發、邊柱倒裝法、充氣頂升法和水浮頂升法

（二）金屬儲罐常用的組裝方法的基本程序和要求

1. 外搭腳手架正裝法

   （1）腳手架隨管壁升高而逐層搭設

   （2）當縱向環焊縫採用電立焊、環向焊縫採用自動焊時，腳手架不得影響焊接作業

   （3）採用在壁板內掛設移動小車進行內側施工

   （4）採用吊車吊裝壁板。這種架設正裝法適合於大型和特大型儲罐，便於自動焊作業。（包括內掛腳手架正裝法）

2. 內掛腳手架正裝法

   （1）每組對一圈壁板，就在壁板內側沿圓周掛一圈三腳架，在三腳架上鋪設跳板，組成環形腳手架，作業人員可以在跳板上組隊安裝上一層壁板

   （2）在已安裝的最上一層內側沿圓周按規定間距在同一水平標高處掛上一圈三腳架，鋪滿跳板，跳板搭接處捆綁牢固，安裝護欄

   （3）搭設樓梯間或者斜梯連接各圈腳手架，形成上下通道

   （4）一臺儲罐施工一用層至三層腳手架，一個或者兩個樓梯間，腳手架自下而上交替使用

   （5）在管壁外側掛設移動小車進行管壁外側施工

   （6）採用吊車吊裝壁板

3. 浮水正裝法

4. 邊柱倒裝法

（三）低壓溼氣櫃組裝方法和程序

低壓溼氣櫃櫃體的組裝方法和程序和金屬儲罐類似，其鐘罩，中節和水槽安裝也分正裝法和倒裝法施工，正裝法施工程序為由組裝水槽壁開始逐節向裡安裝，最後組裝鐘罩。倒裝法施工程序為由鐘罩開始逐節向外安裝，最後組裝水槽壁。

三、金屬儲罐的焊接工藝及順序

（一）罐底焊接順序與工藝措施

1. 原則：採用收縮變形最小的焊接工藝及焊接順序

2. 罐底焊接程序：中幅板焊接→罐底邊緣板對接焊縫靠邊緣的300mm部位→罐底與管壁板連接的角焊縫（在底圈壁板縱焊縫焊接完後施焊）→邊緣板剩餘對接焊縫→邊緣板與中幅板之間的收縮縫

3. 焊接程序與控制焊接變形的主要工藝措施

   （1）中幅板：搭接焊接接頭可採用焊條電弧焊。先焊短焊縫，後焊長

   焊縫。初層焊道應採用分段退焊或者跳焊法。

   （2）弓形邊緣板：對接焊縫的初層焊道，宜採用焊工均勻分佈，對稱施焊的方法；罐底邊緣板與中幅板之間的收縮縫第一層焊道，採用分段退焊法或者跳焊法。

   （3）罐底與管壁連接的角焊縫：由數對焊工均與分佈，從罐內、外沿同一方向進行分段焊接。初層焊道採用分段退焊或者跳焊法

（二）管壁焊接

1. 管壁採用電弧焊時的焊接順序和工藝要求：先焊縱焊縫，後焊環焊縫；當焊完相鄰兩圈壁板的縱向焊縫後，再焊其間的環向焊縫。焊工應均勻分佈，並沿同一方向施焊。

2. 自動焊接工藝要求

   （1）縱向採用電立焊時，應自下向上焊接

   （2）對接環焊縫採用埋弧自動焊時，焊機應均勻分佈，並沿同一方向施焊

四、充水試驗

（一）充水試驗的相關規定

1. 充水實驗前，所有的附件及其他與罐體焊接的構件全部完工並檢驗合格

2. 採用潔淨淡水，溫度不低於5℃，不鏽鋼罐，水中氯離子不超過25ppm

3. 實驗中觀測基礎沉降，在管壁下部圓周每隔10m左右設一個觀測點，點數宜為4的倍數，且不得少於4個點，在充水實驗中，當沉降觀測值在圓周任何10m範圍內不均勻沉降超過13mm或者整體沉降超過50mm時，應立即停止充水試驗進行評估，採取有效的處理措施後方可繼續進行試驗。

4. 充水和放水過程中，應該打開透光孔，且不得使基礎浸水

（二）充水試驗項目、方法及合格標準

1. 罐底嚴密性試驗：充水進行試驗，觀察基礎周邊。合格標準：無滲漏

2. 罐壁強度及嚴密性試驗：充水至最高設計液麵試驗，保持48h。合格標準：罐壁無滲漏，無異常變形

3. 固定頂強度及嚴密性試驗：管內充水到最高設計液位下1m，將所有開孔封閉，緩慢充水升壓，升壓到試驗壓力時，暫停充水，在灌頂塗以肥皂水檢查。試驗後立即將罐頂孔開啟，使儲罐內部與大氣相同，恢復到常壓。合格標準，罐頂無異常變形，焊接接頭無滲漏。

4. 固定頂的穩定性試驗：充水到設計最高液位，將所有孔封閉，採用放水方法進行試驗，緩慢降壓，達到試驗負壓值時，停止放水，觀察灌頂。試驗後，立即將灌頂孔開啟，使管內部與大氣相通，恢復到常壓。合格標準：灌頂無異常變形。

5. 浮頂，內浮頂罐升降試驗：充水，放水時檢查浮頂升降，導向機構、密封裝置及自動通氣閥支柱，檢查浮頂與內浮頂與液麵接觸部分。合格標準：浮頂升降平穩，扶梯轉動靈活，密封裝置，導向機構及自動通氣閥支柱無卡澀現象；浮頂與液麵接觸部分無滲漏；浮頂/內浮頂及其他附件與罐體上其他附件無干擾

球形罐的安裝技術

一、球形罐的構造及型式

構造：有球罐本體，支座，及附件構成，本體：球殼板拼焊而成的容器

型式：桔瓣式，足球式，混合式

二、球罐施工資格、監理要求

1. 從事球罐現場組焊的施工單位必須取得球形儲罐現場組焊許可（A3級），並應建立壓力容器質量管理體系

2. 從事球形罐現場組焊的施工單位在施工前，應書面告知工程所在地的特種設備安全監督機構，並將接受政府監督機構授權的檢驗檢測單位的監督檢驗

三、球殼和零部件的檢查和驗收

包括，質量證明書等技術質量文件的檢查，球殼板檢驗，支柱和零部件的檢驗，其中主要有：

（一）質量證明文件檢查

1. 球形罐質量證明書包括的內容：製造竣工圖樣;壓力容器產品合格證；產品質量證明文件；特種設備製造監督檢驗證書。

2. 產品質量證明文件，包括：（1）質量計劃或檢驗計劃（2）主要受壓元件材質證明書及複驗報告（3）材料清單（4）材料代用審批證明 (5)結構尺寸檢查報告（6）焊接記錄（7）熱處理報告及自動記錄曲線（8）無損檢測報告（9）產品焊接試件檢驗報告（10）產品銘牌的拓印件或者複印件

（二）球殼板檢查

外形尺寸檢查：逐張進行成形和尺寸檢查

1. 球殼板曲率檢查

2. 球殼板幾何尺寸檢查

四、球形罐組裝與焊接

常用的組裝方法有：分片組裝法（又稱散裝法）和環帶組裝法，球罐施工宜用分片法。組裝採用工卡具調整球殼板組對間隙和錯邊量，不得進行強力組裝。

（一）分片法組焊工藝流程及要求

1. 組裝總體程序

   支柱和赤道板組對→赤道帶板組裝→中心柱安裝→下溫帶板組裝→上溫帶板組裝→中心柱拆除→下極板組裝→上極板組裝→內外腳手架搭設→調整及組裝質量總體檢查

2. 焊接：

   （一）一般原則

   1）球形罐的焊接方法宜採用焊條電弧焊（通常稱為手工電弧焊），藥芯焊絲自動焊和半自動焊

   2）試件應由焊接球罐的焊工在球罐焊接過程中，在與球罐焊接相同的條件和相同的焊接工藝情況下焊接。每檯球形儲罐應按施焊位置做橫焊、立焊和平焊加仰焊位置的產品焊接試件各一塊

   （二）焊接順序

   1）原則：先焊縱焊縫，後焊環焊縫；先焊短焊縫，後焊長焊縫；先焊坡口大的一側，後焊坡口小的一側

   2）焊條電弧焊時，焊工應對稱均勻分佈，同步焊接，在同等時間內超前或滯後的長度不宜大於500mm。焊條電弧焊的第一層焊道應採用分段退焊法。多層多道焊時，每層焊道引弧點宜一次錯開25-50mm

（二）環帶法組焊工藝

五、球罐焊後整體熱處理

球罐根據設計圖樣要求、盛裝介質、厚度、使用材料等確定是否進行焊後整體熱處理。

（一）整體熱處理前的條件

1. 焊後整體熱處理應在壓力實驗前進行

2. 整體熱處理前，與球形罐受壓條件連接的焊接工作全部完成。各項無損檢測工作全部完成併合格

（二）整體熱處理方法和工藝要求

1. 國內一般採用內燃法：使用燃燒產生的煙氣在球罐內部加熱並進行溫度控制，球罐外部保溫而達到熱處理要求的熱處理工藝。2000m³的球罐宜採用負壓內燃法，2000m³及以上的宜採用正壓內燃法，在罐體上安裝熱電偶測量加熱溫度。

2. 熱處理工藝要求

   （1）熱處理過程中升降溫、恆溫要求

   升溫：400℃以下可以不控制，400℃以上。50~80℃/h，球殼板上任意兩點的溫差不得大於120℃，

   降溫：從熱處理溫度到400℃，降溫速度30~50℃/h，400℃以下可以在空氣中自燃冷卻

   （2）測溫點

   在球殼板表面均勻佈置，相鄰間距不得小於4.5m，總數應符合規定，在距上下人孔與球殼板環焊縫邊緣200mm範圍內各設一個測溫點，每個產品焊接試件應設一個測溫點

3. 球形罐柱腳處理及移動監測

   整體熱處理時應鬆開地腳螺栓及拉桿，檢查支柱底部與預先在基礎上設置的滑板之間的潤滑及位移測量裝置。處理過程中應監測柱腳實際位移值及支柱垂直度，及時調整支柱使其處於垂直狀態。熱處理後應測量並調整支柱的垂直度和拉桿撓度。

（三）整體熱處理後質量檢驗

檢驗項目包括：熱處理記錄曲線，熱處理過程中各測點溫差，熱處理後產品焊接試件的試驗結果

金屬結構製作安裝技術

鋼結構施工的一般規定

1. 鋼結構施工應有批准的施工組織設計或施工方案等技術文件

2. 從事鋼結構製作和安裝施工的焊工和焊接機械操作工，均應按國家標準進行理論知識考試和操作技能考試，經考試評定合格並取得資質證書。持證焊工必須在其考試合格項目範圍內施焊。

3. 無損檢測人員應按《特種設備無損檢測人員考試與監督管理規則》考試合格，並取得相應資格證書

4. 鋼結構的製造、拼裝、安裝與質量檢查檢驗，應採用經計量檢定，校準合格的計量器具

鋼結構安裝工藝技術與要求

安裝一般有以下幾個環節1.基礎驗收與處理 2.鋼構件複查 3.鋼結構安裝 4.塗裝

一般程序：鋼柱安裝→支撐安裝→梁安裝→平臺板、鋼梯、防護欄安裝→其他構件安裝

基礎驗收及處理

1. 安裝前，建設/監理單位組織基礎施工單位和鋼結構施工單位進行基礎交接驗收，驗收合格後方可交付安裝，如果基礎施工與鋼結構安裝是同一個施工單位，則應進行工序間的自檢、互檢、專檢

2. 基礎保護和處理：對基礎進行麻面處理，對鋼結構預埋螺栓進行保護

框架和管廊安裝

1. 框架安裝可採用地面拼接和組合吊裝的方法施工，已安裝的結構應具有穩定性和空間剛度。管廊可以在地面拼裝成片，檢查合格後成片吊裝

2. 銑平面應接觸均勻，接觸面積不小於75%

3. 框架的節點採用焊縫連接時，宜設置安裝定位螺栓。每個節點定位螺栓數量不得少於2個

4. 地面拼裝的框架和管廊結構焊縫需要進行無損檢測或返修時，無損檢測和返修應在地面完成，合格後方可吊裝

5. 在安裝的框架和管廊上施加臨時載荷時，應經驗算

高強度螺栓連接

1. 鋼結構製作和安裝單位應按規定分辨進行高強度螺栓連接摩擦面的抗滑移係數試驗和複驗,現場處理的應單獨進行，合格後方可安裝

2. 高強度大六角頭螺栓連接副施擰可採用扭矩法或轉角法

3. 高強度螺栓安裝時，穿入方位應一致。應能自由穿入螺栓孔，不得強行穿入。不能自由穿入時應採用鉸刀或者銼刀修整螺栓，不得采用氣割擴孔。擴孔數量應徵得設計單位同意

4. 施擰分為初擰和終擰。高強度螺栓擰緊宜在24h內完成

5. 應按照一定順序施擰，宜由螺栓群中央順序向外擰緊

6. 扭剪型高強度螺栓連接副應採用專用電動扳手施擰。初擰後對螺母塗刷顏色標記，終擰以擰斷螺栓尾部梅花頭為合格

7. 高強度大六角螺栓連接副終擰後，應用0.3Kg重小錘敲擊螺母對高強度螺栓逐個檢查，不得有漏擰

質量要求與檢測

1. 焊縫

   外觀檢測：表面不得由裂紋，焊瘤等缺陷。一、二級焊縫不得有表面氣孔

   無損檢測：超聲，射線及內部探傷

2. 高強度螺栓連接檢驗

   終擰扭矩:宜在擰緊1h後，24h前完成。方法：扭矩法或轉角法；檢查數量為節點數的10%，但不應少於10個節點，每個被抽查節點按螺栓數抽查10%，且不應少於2個

鋼結構竣工驗收要求

1. 鋼結構作為主體結構之一時應按子分部工程竣工驗收

2. 當主體結構均為鋼結構時應按分部工程竣工驗收

3. 大型鋼結構工程可劃分成若干個子分部工程進行竣工驗收