万吨年双氧水装置φ4500φ5200×42000萃取塔萃取塔制造安装施工工艺

5.2塔体φ4500段组对
5.2.1组对场地平面布置
为了确保塔体制造质量，组对场地需砼地面约400m2，厚200mm。组对场地设在萃取塔基础的北侧（见图4）。塔体组对找正及施焊时需搭设遮阳棚300m2，棚高8m。场地布置如图4所示。
5.2.2运输
（1）第1、2、3、4大段节的重量分别为25.9t、23.6t、11.3t、7t。用30t平板车1台、50t吊车1台、30t吊车1台完成4大段筒体的倒运工作，分别将各大段筒体由预制场运至安装现场。
万吨年双氧水装置φ4500φ5200×42000萃取塔萃取塔制造安装施工工艺
2.5万吨/年双氧水装置
φ4500/φ5200×42000萃取塔
制造安装施工工艺
1、萃取塔结构简述
Φ4500/Φ5200×42000萃取塔为2.5万吨／年双氧水（折100％浓度）装置中的关键设备，能否生产出符合设计浓度（27.5％）的双氧水（H202）即决定于此塔。该萃取塔的工作压力为常压，工作介质为H2O、H2O2。该塔总高42m，由裙座、φ4.5m及φ5.2m不锈钢筒体组成，其材质为0Cr18Ni10Ti。塔内设置51层塔盘，每层塔盘由支承环、支承梁及塔板构成。该塔总重量105t，其直径、高度及生产能力目前尚属国内及亚洲地区双氧水生产装置中的同类塔之首。
φ4500段塔体焊接完成后，将位于塔盘700mm层间的人孔开孔，φ500人孔短管及补强圈暂不安装。
5.3塔盘支承环安装
5.3.1用筒体轴线投影法校验内壁方位线
（1）φ4500塔体内壁的0°线已在筒体组对时划出，尚需将90°、180°、270°方位线划于筒内壁。划法为：
以0°线为基准，将壁内园分为4等分，分别在筒体的两端及中部分取等分，将相应三点分别连成三条直线。包括原已划定的0°线，即已构成4条方位线。
5.1.2分段组对
（1）将每4（或3）节筒体组对成一段，倒装。由8m×10t龙门吊配合作业。4节筒体的0°线必须组对呈一条直线，拉线测量偏差应<1mm。环缝不留间隙，δ=16、12、10壁板均间隔200点焊50mm。用氩弧焊在筒内壁点焊。先将内环缝焊完，外环缝暂留盖面层不焊，待筒体卧放时平焊盖面。
其ห้องสมุดไป่ตู้对工艺如图2所示。
2.4相邻两层支承环间距的允差不得超过±3mm，任意两层支承环间距的允差在20层内不得超过±10mm，20层之外不得超过±20mm；
2.5所有A、B类焊缝进行20%射线探伤，且不小于250mm，Ⅲ级为合格。
2.6塔内表面作酸洗钝化处理，所形成的钝化膜采用蓝点法检查，无蓝点为合格。塔内壁及内件表面应打磨光滑、平整。
当51层支承环安装焊接完成后，竖立塔体。以支承环为基准，利用同一块样板（靠模）安装各层支承梁，以保证51层支承梁的主梁及支梁的安装尺寸均符合设计值。
4、总体施工方案
该塔采取在现场分节预制，塔体卧式组对焊接成形，整体吊装就位的施工方案。施工程序如下：
5、制造安装工艺
5.1塔体分段预制（见图1）
如图1所示，先将塔体按板料的宽度分为28个小段节（不包括裙座），然后组对成4大段节。此项工作在距离安装现场约400m的预制场进行。
（3）筒节组对
将两半园弧板立放于组对平台上拼装找园。纵缝不留间隙，每道纵缝点焊固定外弧加强板三块。采用半自动氩弧焊将纵缝内外焊完。
（4）裙座制作
裙座应符合以下要求：a、裙座上口平面与底环板平面平行且垂直于轴线，其允差应小于2mm；b、上口椭圆度允差应小于2mm；c、裙座外壁划出0°线，裙座壁板所有孔洞暂不切割。
（3）第2大段节组对
每4节筒体组对完成后，将其组对成第2大段节（卧式）。胀圈设置如图3所示。筒体组对过程中，由8m龙门吊和30t吊车配合作业。
（4）第3大段节组对
第3大段节与变径段相连接，注意控制该处环缝的错边，其它与第2大段节组对工艺相同。
（5）第4大段节组对
第4大段节φ5200，直筒段长度3500，由3节组对成形。与上封头相连接的筒节，注意控制其错边量，该段立式组对。
5.1.1段节预制
（1）根据板料尺寸，绘制排版图，按设计图确定人孔、管口、塔盘支承环的位置，并按有关标准调整其与纵环缝间的距离，将塔体纵环缝的位置作最终确定。壁厚16mm、12mm、10mm三种规格的筒节展开下料长度分别为14187mm、14175mm、14169mm（名义长度）。φ4500、φ5200段尚需根据下封头、变径段、上封头的口径，修正相关筒节的下料长度。
5.3.2划支承环定位线
第1层支承环的定位线已经划出，以5.3.1（2）条中的8条方位线为基准，对第1层支承环定位线作垂直度检测校正。检测方法如图8所示。以此线对准钢盘尺的0刻度，沿筒体内壁拉尺至第51层塔盘处，全长30500mm。分次旋转筒体，由0°为起点，将圆周360°分为16等分。分16次拉钢盘尺量取支承环之间的间距；每次均以第一层支承环的定位线为0刻度。按塔盘设计间距由第1层至51层标出各层定位点。为了缩小多次拉尺产生的误差，利用弹簧称拉尺，每次拉尺均为同一拉力。并采取按总量控制以消除累积误差的方法，使相邻及任意两层支承环间距的误差符合第2.4条的设计要求。用2m钢板尺连点划线，划线用极细油性笔。以8条方位线为基准分别校验51层支承环定位线与方位的垂直度。两对角线相差不得大于0.5mm。
由下封头往上的第2节筒体下料划线时，距离边线（长边）500mm划一根平行线，钢板卷圆后该线应在筒体内壁，并用样冲标记。该基准线将作为第1层塔盘支承环安装定位线，也是塔体组对后拉尺量取51层支承环间距的基准线。
（2）卷板
在三辊卷板机上（辊轴外圆包裹帆布）卷制半园弧板，按照压头→分次卷制→样板检验→成形的工序进行。弧形样板弦长为1500mm，样板与弧板之间的间隙不应大于0.5mm。卷制过程中用龙门吊配合作业。
2、主要技术要求
2.1塔体直线度允差为26mm，安装垂直度允差30mm。
2.2塔盘安装后整个面上的水平度允差为4.5mm；塔盘搭接间隙允差0.1mm，对接间隙允差0.2mm。
2.3塔盘支承环与塔壁焊接后，其上表面在300mm弦长上局部平面度均不得超过1mm，整个支承环上表面应在同一水平上，该平面的水平度允差为2.5mm。
施焊过程中随时观测轴线的变化，可用先、后焊接的方法纠正其偏差。
5.2.4第1、2大段与第3大段节组对
第1、2大段与第3大段节筒体全长35942mm，重66.8t（不含塔盘支承件）。拆出图6所示中间的其中一组转胎，用于支承第3大段节筒体，利用50t吊车将第3大段吊装于转胎上。其轴线找正方法同5.2.3条。
每一节筒体由两块等长板组成。下料划线设专人专尺，日温差较大时宜在上午10时之前量尺划线，以缩小温差对尺寸的影响。依照排版图标注的0°线，将每块板上的0°线在划线时标出，并由筒体内壁引至外壁，作为组对筒体时的基准方位线。使用油性笔（极细端）划出每块板的中心线、切割线、检查线。使用等离子割枪沿线外2mm（留线）切割下料，采用刨边机加工坡口。刨边成形的板，其长度允差为+1、-0，宽度允差为±0.5mm，两对角线相差不大于2mm。
（2）筒体在装卸运输中的防护
为了防止塔筒体在装卸及运输过程中发生变形，筒体的两端用胀圈加固，中间用支撑杆加固。第1、2、3大段卧放时两端设置鞍座，与筒体接触弧长为90°，中间隔垫δ=5橡皮。吊点设在鞍座上。如图5所示。第4大段节呈立式放置吊运，下垫δ=20木板，筒体下口用支撑杆加固。
5.2.3第1、2大段节组对
（2）用筒体轴线投影法校验内壁方位线的方法如图7所示：以筒体两端中心点为基准，拉一根φ1mm钢丝，在钢丝两端及中部取多个点分别挂线锤（线锤挂于钢丝同一侧），以线锤尖端检查筒壁上的方位线，将筒体旋转4个角度分别校验4根方位线，当线有偏差时应予以修正。经修正后的4条方位线，即为筒体轴线沿0°、90°、180°、270°四个方位在筒体内壁上的水平投影线。以上述4条线为基准，另增加45°、135°、225°、315°4条线（见图8）。上述8条线将作为检验51层塔盘支承环的定位线是否与筒体轴线垂直的重要基准线。。
（2）第1大段节组对
如图1所示，第1大段节与封头及裙座相连接。该段组对顺序为：第1节筒体与封头连接→与裙座连接（立式组对）→第2、3、4节筒体组对完成后与第1节筒体连接。每个大段节组对时，必须使各节的0°线组对呈一条直线。每大段节组对过程中，在离环缝50～100mm圆周处设置图3所示胀圈，先胀圆后施焊。胀紧后其椭圆度应小于3mm。胀圈拆卸之前采用临时支撑杆加固，支撑杆用φ76×3.5钢管。每套用4根形成米字撑。
3.4为了保证塔板的安装尺寸，塔体的直线度及椭圆度应严格控制在允许误差范围内。塔体分段制作时，每节筒体的上下两端面均应垂直于筒体轴线。筒体预制时，在各节筒体的两端设置胀圈，以控制筒体的椭圆度。塔体组对时采用激光准直仪测量塔体的实际轴线，以控制塔体的直线度。
3.5为了保证每一层塔盘安装后在φ4.5m范围内的水平度符合设计要求，51层支承环及支承梁上表面的水平度必须控制在2.5mm之内。为此，塔体（卧式组对）焊接完成后安装支承环时，51层支承环均应垂直于塔体轴线。支承环安装定位线的标定是支承环安装的头道关键工序，为了准确地划出51层支承环的安装定位线（基准线），采取“轴线投影校正法”。即在塔体的中心拉一根φ0.5mm钢丝作为塔体的轴线。在钢丝上挂吊线锤，旋转塔体，每间隔45°，利用线锤在塔内壁标出一根塔体轴线的投影线，以此8条平行线为基准分别校验与51层支承环的安装定位线的垂直度，以保证每圈定位线所在的平面均垂直于塔体的轴线。
3、制造难点及应对技术措施
3.1双氧水特性简介
3.2由于双氧水极易分解，对其生产装置中的设备及管道的材质有特殊要求，该塔的塔体及内件材质和焊材均应符合设计要求。故在制造该塔的全过程中必须严格执行有关主材及焊材的控制程序。
3.3由于双氧水的渗透性非常强，故对生产设备及工艺管道的焊缝质量要求很高。为了保证焊缝质量，该塔的不锈钢板材及构件之间全部采用熔化极氩弧焊，并要求将内壁的所有焊缝打磨光滑。
5.3.3筋板安装
每圈支承环底部设支撑筋板16块，先将16块筋板定位固定并焊接（支承环定位线向下12mm）。每块筋板上平面的定位必须准确，它将作为支承环定位的基准点（依托）。
5.3.4支承环定位
支承环为外委加工件，每圈分为6段制作，安装前应逐条检查校验其表面平整度及弧度。支承环安装时应紧靠筋板，两筋板之间按线定位，支承环上平面与筒体内壁的接触处必须与定位线相重合，不重合度不得大于0.5mm。间隔200点焊50mm，两侧对称点固。支承环对接接头暂点焊固定。
支承环与筒壁间应压紧无间隙，压紧装置如图9所示。
5.3.5支承环焊接
支承环两侧为连续角焊，焊高6mm，采用平焊对称退焊法。待支承
环角焊完成后，再焊对接接头。由于支承环两侧为连续焊，极易引起筒体变形而造成椭圆。需采用图10所示装置控制其变形，胀紧后筒体椭园度不得大于3mm，应先胀园后施焊。
第1、2大段节筒体长26110mm，重49.5t。组对工艺如图6所示。
图6所示，利用50t和30t吊车抬吊，将两大段节筒体分别吊装于转胎上。用激光准直仪找中心，通过调整转胎水平及垂直方向的位置，使两段筒体的轴线位于同一条直线。当环缝间隙不均时，在筒体外园周点焊纵向加固板，控制纵向收缩变形。其调整方法：激光准直仪安装在裙座中心部位，以筒体的首尾两中心点为基准，校正激光束，然后观测激光束在筒体中部中心板上的投影偏差，对中间两组转胎作相应调整，使中部中心点与激光投影点相重合。此时筒体的实际轴线即呈一条直线。