超大型塔器工厂化整体制造质量控制

・94・工程技术
超大型塔器工厂化整体制造质量控制
王海波邓存武岳金锁中国石油天然气第七建设有限公司山东青岛266000
摘要本文以二甲苯塔为例，对目前比较畅行的大型塔器工厂化整体制造过程中的八个重要环节及关键点进行
了详细描述,通过过程中合理的策划和严格控制,在生产周期很短的情况下，二甲苯塔的工厂化整体制造
按时顺利完成，产品质量达到用户及技术标准要求。

关键词二甲苯塔大型塔器工厂化整体制造
中图分类号:F284文献标识码:B文章编号：1672-9323(2019)02-0094-02
随着这几年沿海建设的炼化企业的兴起,一大批大规格的塔器均要求在工厂内整体制造，海运至安装现场整体吊装。

与以往的施工相比,在工厂化整体制作对塔器的质量更有保证，工期更短,施工成本大幅度降低，但具备这些优点的同时也对工厂制造环节提出了更高的要求，如单节纵缝焊后棱角度和椭圆度控制、筒节翻转、环缝组对、接管开孔、内件安装、热处理、水压试验等关键点的施工质量控制。

本文以某企业2000万t/a炼化一体化项目中2台二甲苯塔为例,详述了在工厂化整体制造过程中的施工过程控制措施,确保了产品各项建造指标符合标准规范。

1产品技术特性
该二甲苯塔设计压力1.22MPa,工作压力1.04MPa；,设计温度316P,操作温度296T；操作介质:C8+芳桂，易爆类;容积5040m3；金属重量1204t；水压试验压力：2.85MPa (卧式)；属于三类、A2级压力容器。

筒体由10m和9m段组成,中间设置一个变径过渡锥体，筒体壁厚为54mm/50mm,总高度为90.9m。

2施工流程
该塔器直径较大，且须在工厂内整体制造,重量超千吨，在我公司属于首次制造这种超大型塔器，如何保证塔器制造过程质量合格,达到图纸要求的以下标准：
(1)筒体椭圆度W20mm,(GB150中要求为不大于直径的1%且不大于25m m)
(2)塔盘支撑圈平面度W6mm；
(3)塔体充水后的总重近6300t，应保证塔器在卧式试压过程中不变形。

实现并保证以上三项技术要求，将会极大的提高工厂化整体制造水平，积累实践经验，达到并满足业主的期望。

为保证产品质量，针对超大型二甲苯塔工厂化整体制造制定了以下的工艺流程：
材料入场检验—下料-开坡口-卷圆—单节预组装—纵缝焊接T环缝组对T大段立起T内件安装T大段热处理T大段卧式环口组对环口焊接T设备卧式整体水压-装船发运
图1设备分段图
3施工过程主要控制措施
3.1单节组对质量
以往塔器施工，单节焊接完毕后有一道回圆工序,通过单节在卷板机上矫形，保证筒体的纵缝棱角度达到工艺要求。

但本项目筒体直径达到9m~10m,纵缝焊接完毕后是无法采用常规方式回圆保证棱角度。

根据前期的试验，纵缝坡口采用X坡口见图1,同时经过前期试验,将单片板片端头500mm内的的弧度加大6-8mm见图2,提前采取反变性措施来保证焊后棱角度。

图2纵缝坡口形式图3加大端部弧度
3.2环缝组对质量控制
二甲苯塔的壁厚为50mm和54mm,所有的环缝均使用液压组对滚轮架进行组对，该滚轮架可自行行走并通过改变滚轮架滚轮夹角角度达到调整环缝错边及错口量目的，不用借助其他辅助工具和手段材料,大幅提高了生产效率和组对质量,将环口错边量控制在3mm之内见图3。

3.3开孔划线
设备直径大，壁厚，按照以往外侧划线、外侧切割的常规做法，施工高空作业将十分普遍，同时受气候影响较大。

该塔接管划线全部采用内外壁同时号线、
采用马鞍型切割机从
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内侧切割，利用外侧基准点校准开孔精度，开孔位置误差可控制在2mm之内，解决了以往接管开外坡口、焊接在高空作业的问题.大大降低高空施工风险。

水压试验是整个项目的关键环节，由于塔器直径大，容积大，水压试验时充水后重量达6244t。

试压前对场地承载力及鞍座数量及支垫位置布置进行了详细的计算，同时为减少大直径接管水压盲板厚度，采用平盖加筋的方式降低盲板厚度(计算方法具体见GB150.3-2011.第5.9.5条)。

通过计算,二甲苯塔水压采用了12个鞍座，具体的布置见图4。

图5水压鞍座布置
图4环缝组对
3.4塔盘支撑圈安装
塔体直径大,在单段立起后水平度调整难度较大，同时该塔分成多段进行制造,极易形成由于号线偏差累计而导致塔盘间距、平面度超差问题出现。

本次施工的二甲苯塔内件安装的基准线采用红外线放线仪确定,水平度误差可控制在0.5mm之内，给后续塔盘支撑安装提供了便利,使塔盘平面度更容易控制在6mm之内。

3.5单段热处理
设备直径大，如果采用卧式炉内热处理，将会因筒体自重产生严重的椭圆度变形，造成椭圆度超差,无法满足工艺要求。

为解决这一问题，将二甲苯塔分成了7段，分段制作完成后采用立式炉内热处理，避免椭圆变形。

为完成热处理工作，专门制作了一座12m x12m x13m的可拆卸天然气热处理炉来完成设备的分段炉内热处理工作。

3.6大段环口组对
所分的7段筒体重量均在180t~270t间,卧式组对固定环口难度比立式组对难度加大很多，如采用工夹具进行组对，容易因焊接和敲击对塔器表面造成损伤，且组对效率低下。

在施工中采用了液压组对滚轮架完成两个大段之间的固定环口的组对，该滚轮架可对分段筒体进行上下左右微调,不需要任何夹具即可高质量、高效率的完成组对工作，同时该组对方法可提高施工效率2倍以上。

3.7水压试验3.8运输
塔器制造完毕，设备重量上千吨，无法陆运,只能采用海运。

本项目采用SPMT自行式模块运输车装船。

该车高度可调范围为1.3m~1.8m在塔器总装前确定SMPT车高度为1.5m,总装时保证鞍座底板距地面距离＞1.5m。

同时，提前做好以下工作：
(1)运输鞍座、垫墩设计及布置位置；
(2)根据二甲苯塔规格和重量，选用8000吨驳船；
(3)船舶在港动火作业安全作业报备；
(4)靠港计划(包含船舶名称、基本参数、船舶资料、靠岸时间、潮位等信息)
(5)装船运输方案(应含装船时间、货物清单、安全防控措施、船舶调载方案、尾靠布锚图等)
4总结
该塔在制造前，进行了详实的工艺研究和准备,制造全过程严格控制，顺利按期完成施工，试压合格交付业主,通过了业主和驻场监理的检验。

认为大直径塔器工厂化制造技术达到国内一流水平，产品质量达到同类产品的先进水平,为工厂今后开拓大型石化塔器工厂化制造提供了支持。

参考文献
1GB150.1-150.4-2011,压力容器
2NB/T47041-2014,塔式容器
(收稿日期=2019-03
-18)。