制造与安装大型塔器现场制造技术
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!、 " 两塔椭圆度的处理方法
整个施工过程最为突出的是 ! 、 " 两塔共 ! 个 塔段， 在组装时发现各塔段椭圆度严重超差， 超差最 大值均在各塔段的接口处， 并向内伸延， 严重阻碍了 塔体组对。实际测量结果椭圆度最大值： " 塔上段 为 !- ##， 下段为 $’ ##； 下段为 ! 塔上段为 ,. ##， ,’ ##。而技术条件规定塔体椭圆度偏差允许值为
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方案相对容易。 因此现场制造 % 台塔器交给用户为卧置方式， 方案与实施方法， 是以各塔为卧置状态进行。 %.! 采用千斤顶及滚轮架对塔段组对成塔体方法 塔体及塔段在现场制造过程中使用千斤顶完成 即上、 下、 左、 右运动， 而两塔段之间组合 % 种运动， 时还要做轴向运动和转动 （靠两付滚轮架带动） ， 各 塔段组对成塔体必须完成四维运动， 因此具体实施 过程时必须全局控制， 全体施工人员步调一致。塔 段对接后， 待测量塔体不直度合格后， 采用数块拉筋 板均布装于组对环缝上并焊牢， 然后再次测量塔体 不直度， 合格后就可焊接组对的环缝。 塔体 （段） 旋转运动的实施 （!） 现场制造焊接工作量大， 不但要焊接组对环缝， 还要焊接大量的内部件， 对于焊接而言， 平焊最理 想， 在现场制造过程中， 让所有焊接工作处于平焊状 态， 以创造最佳焊接效果， 能大幅度提高工效和焊接 质量。因此， 选用滚轮架来完成塔体 （段） 的旋转运 动， 使现场制造工作最为经济有效， 从实施情况看运 用滚轮架确实使制造进展顺利， 效果良好。 塔体 （段） 上、 下运动的实施 （(） 上下运动的方案只考虑塔体及塔段做下落运动 和少量的向上运动， 滚轮架应提前摆放， 建设单位直 接将运到的塔段吊在滚轮架上， 当千斤顶成对同时 动作时， 即可将塔体 （段） 进行上、 下运动。对于塔体 （段） 顶起的支点问题， 实施过程中完全借用塔段的 包装运输支座来完成， 即节省了材料又安全可靠。 塔体 （段） 左、 右运动的实施 （$） 按左、 右运动制订方案时， 首先要考虑现场左、 右运动塔段有没有能够借助千斤顶用力的固定物 体， 施工前的现场考查结果为一片空地， 且空地全为 回填土。为此， 采用了大张中厚钢板来解决千斤顶 借用固定物体问题， 同时也解决了基础沉降问题。 而千斤顶底面与钢板间靠摩擦所产生的自锁力顶住 千斤顶， 千斤顶推动滚轮架， 滚轮架推力传递给塔 段， 垫底钢板不动， 这样可使塔段产生与垫底钢板相
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造
与
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装
大型塔器现场制造技术
高学明， 李 强 !"##$%） （哈尔滨锅炉厂有限责任公司， 黑龙江 哈尔滨
摘
介绍了大型塔器现场采用千斤顶进行组对、 焊接、 热处理、 水压试验， 同时对如何解决塔段出 要：
现椭圆变形超标的问题进行阐述。 大型塔器； 现场组对； 焊接； 制造技术 关键词：
中图分类号： &’#"()"； &’#"#)% 文献标识码： * 文章编号： （.##(） !##! + $,(!. + ##(" + #$
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前言 某工厂有 $ 台超高大型塔器是由哈尔滨锅炉厂
（$ 台塔器厂内制造完成后 . 塔器现场施工前状况 的状况） 内部件已装焊完毕 #、 $ 两塔各分两大段出厂， 后只待现场组对各一条环缝； !、 " 两塔各分两大段 出厂， 内部件须全部在现场装焊， 最后组对各一条环 缝。$ 台塔器的主要技术指标见表 !。 （段） 的 “起吊” 运动方案 ( $ 台塔体 即塔体 $ 台塔组对过程有四维运动需要解决， （段） 的旋转运动、 上下运动、 左右运动、 轴向运动。 是用 $ 台 !## 吨千斤顶与滚轮架配合来完成 “起吊” 和组对运动的。 $ 塔段组对成塔体方案与实施
万方数据
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大型塔器现场制造技术
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校正后经测量， 各塔段接口处并向内伸延 ! " 的椭圆度， 最大不超过 #$ ""。 % 组对环缝焊接 #&&! 合格的突破
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结语 （#） 现场制造使用千斤顶来完成各塔段组对成
塔体是可行的， 在塔体的组对中， 施工人员步调要一 致， 且做好安全防护措施。 （$） 焊接工作相当重要， 它直接关系到现场制造 质量及施工进度， 从实际施工情况看， 已较成功地掌 握了材质为 $&( （ )*） ， 用 +!&, （ )-.） 焊条的焊接技 术， 使野外露天制造能快捷高效地完成。 （4） 大型塔器测量两侧的直线度， 存在一定的难 度， 文中介绍的野外施工塔体卧置不转动状态下， 测 量塔体的直线度， 是一种可行有效的方法。 （’） 大直径分段塔器在运输过程或制造过程中
有限责任公司分为两地制造， 即在厂内完成卷制、 焊 接成两大段等工序， 其余部分在现场制造安装。 这 $ 台塔器的名称及位号 （简称） 是， 一级热塔 （ ! 塔） 、 一级热塔 （ " 塔） 、 三级热塔 （ # 塔） 、 三级冷 塔 （ $ 塔） 。由于这 $ 台塔器超长而无法运输， 因此 必须各分两大段出厂， 然后在施工安装现场， 以卧置 方式对内件组装和焊接， 并对塔体环缝进行总装组 对、 焊接、 无损检测 （!##% M&、 、 局 .#N O&、 !##N I&） 部热处理， 至水压合格后完整地交给用户。 本文介绍的是超高大型塔器露天现场制造过程 中， 采用千斤顶对塔段进行组对成塔体， （ /P） 材 .#M 料塔壁的焊接、 热处理等施工现场的制造技术。制 造过程中， !、 " 两塔因运输等原因造成各塔段椭圆 度超差， 且在施工现场对塔段椭圆超差的处理方法。
从 $ 台塔的重量、 体积来看， 以 !、 " 两塔作为 制订现场制造施工方案的主线， 如果这 . 台大型塔 现场制造方案能够确定的话， #、 $ 两塔的现场制造
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大型塔器现场制造技术 表! 各塔器的主要技术指标 分段后重 （ #） , !&) , !&) , $& , $& 总重 （ #） (&-.+ (&-.+ +&.) +!.1 塔盘 层数 *% *% )& )! 塔壁材质 (& (& (& (&
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对的左、 右运动， 以达到两个组对塔段间的左、 右相 对运动， 见图 ! 所示。
图!
（%） 塔体 （段） 轴向运动的实施 塔段作轴向运动制订方案时， 考虑采用调节被 动轮滚轮架， 人为造成主动轮与被动轮微量不平行， 当这付滚轮架转动时塔段即可进行轴向运动。 %.( 塔体组对后直线度测量的实施方法 对于卧置时长度 )& 多米的庞大塔体而言， 塔体 要求直线度小于 !) ""， 组对和测量决非易事， 况且 塔体组对之后， 在未焊环缝之前， 塔体不能转动。如 果说完全靠水准仪进行测量， 也只能测量上、 下方位 的直线度， 但对于两侧直线度， 若靠水准仪进行测量 是无法实现的， 因此测量庞大塔体两侧的直线度， 存 在一定的难度。 施工中选择在塔体卧置不转动状态下， 塔体上、 下用水准仪测量塔体的直线度， 两侧用细钢丝测量 塔体的直线度。采用了角钢制作 “门” 型支架， 并设 有拉紧装置， 设置于塔体的封头端及裙座端固定于 地面上露出 $&& , %&& ""。在两个 “门” 型支架间架 设 &.) "" 的细钢丝， 并与塔体保持平行。用数对线 坠跨于塔体的两端和中部， 使线坠低于细钢丝， 以便 于测量线坠与细钢丝之间的距离用来判定塔体的直 线度 （见图 (） 。当组对环缝焊好后， 塔体旋转 -&& ， 再用水准仪测量塔体的直线度， 从实际的测量结果 看， 其准确度是较高的。最终 % 台塔交给用户时， 其中塔体的直线度公 $+&& 任意转动用水准仪测量， 差最大一处只有 !( ""， 全部在公差范围内。 %.$ 热处理方案及热处理装备的确定 从材质和使用条件上考虑要求对 % 台塔器的每 一条组对环缝做焊后消除应力热处理。对于在野外
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从加热控制柜上考虑， 应满足容量在 ("" )* 以 上， 这样才能确保施工中用电安全。另外， 导线用量 也是庞大的， 在准备阶段， 制作了一台多孔插座连接 器与热处理电源控制柜相连， 使导线的用量大幅度 下降， 这样把现有电源控制柜的应用范围扩大了许 多倍， 能达到同样的热处理效果。实践证明， 热处理 是成功的。 ! 、 " 和 #、 $ 塔的热处理规范分别见图 + 和图 !。
第 (" 卷第 &( 期
压
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施工来说， 采用陶瓷远红外线加热垫进行环缝热处 理是简便可行的方法。具体方案是外部环缝敷设陶 瓷远红外线加热垫， 覆盖宽度大于 !"" ##， 并用硅 酸铝纤维毡对内、 外环缝进行保温， 陶瓷远红外线加 热垫适合的尺寸在 $"" % !"" ##， 因此最少要购置 片， 即可满足热处理对环缝的覆盖宽度， 又能最 &’ 大限度地利用远红外线加热垫。
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!、 " 两塔热处理规范
图, 图! #、 $ 两塔热处理规范
火焰热校法定型必须根据椭圆度长、 短轴的变 形量来确定火焰加热范围及方位。在现场制造过程 中， 使用烤枪喷出的火焰加热塔壁， 加热温度控制在 这样材料的组织不会发生变化。加热 +"" 1 !," 2 ， 与千斤顶加力同时进行， 当加热温度达到要求时， 千 斤顶加力应略微过盈， 待测得的尺寸满足要求后停 止加热、 加力。当塔壁的温度自然冷却至 ’" 2 以下 时， 就可撤除拉校工装。如此反复多次使用， 最后即 可达到预期效果。
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整个施工过程最为突出的是 ! 、 " 两塔共 ! 个 塔段， 在组装时发现各塔段椭圆度严重超差， 超差最 大值均在各塔段的接口处， 并向内伸延， 严重阻碍了 塔体组对。实际测量结果椭圆度最大值： " 塔上段 为 !- ##， 下段为 $’ ##； 下段为 ! 塔上段为 ,. ##， ,’ ##。而技术条件规定塔体椭圆度偏差允许值为
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塔体是可行的， 在塔体的组对中， 施工人员步调要一 致， 且做好安全防护措施。 （$） 焊接工作相当重要， 它直接关系到现场制造 质量及施工进度， 从实际施工情况看， 已较成功地掌 握了材质为 $&( （ )*） ， 用 +!&, （ )-.） 焊条的焊接技 术， 使野外露天制造能快捷高效地完成。 （4） 大型塔器测量两侧的直线度， 存在一定的难 度， 文中介绍的野外施工塔体卧置不转动状态下， 测 量塔体的直线度， 是一种可行有效的方法。 （’） 大直径分段塔器在运输过程或制造过程中
有限责任公司分为两地制造， 即在厂内完成卷制、 焊 接成两大段等工序， 其余部分在现场制造安装。 这 $ 台塔器的名称及位号 （简称） 是， 一级热塔 （ ! 塔） 、 一级热塔 （ " 塔） 、 三级热塔 （ # 塔） 、 三级冷 塔 （ $ 塔） 。由于这 $ 台塔器超长而无法运输， 因此 必须各分两大段出厂， 然后在施工安装现场， 以卧置 方式对内件组装和焊接， 并对塔体环缝进行总装组 对、 焊接、 无损检测 （!##% M&、 、 局 .#N O&、 !##N I&） 部热处理， 至水压合格后完整地交给用户。 本文介绍的是超高大型塔器露天现场制造过程 中， 采用千斤顶对塔段进行组对成塔体， （ /P） 材 .#M 料塔壁的焊接、 热处理等施工现场的制造技术。制 造过程中， !、 " 两塔因运输等原因造成各塔段椭圆 度超差， 且在施工现场对塔段椭圆超差的处理方法。
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对的左、 右运动， 以达到两个组对塔段间的左、 右相 对运动， 见图 ! 所示。
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从加热控制柜上考虑， 应满足容量在 ("" )* 以 上， 这样才能确保施工中用电安全。另外， 导线用量 也是庞大的， 在准备阶段， 制作了一台多孔插座连接 器与热处理电源控制柜相连， 使导线的用量大幅度 下降， 这样把现有电源控制柜的应用范围扩大了许 多倍， 能达到同样的热处理效果。实践证明， 热处理 是成功的。 ! 、 " 和 #、 $ 塔的热处理规范分别见图 + 和图 !。
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施工来说， 采用陶瓷远红外线加热垫进行环缝热处 理是简便可行的方法。具体方案是外部环缝敷设陶 瓷远红外线加热垫， 覆盖宽度大于 !"" ##， 并用硅 酸铝纤维毡对内、 外环缝进行保温， 陶瓷远红外线加 热垫适合的尺寸在 $"" % !"" ##， 因此最少要购置 片， 即可满足热处理对环缝的覆盖宽度， 又能最 &’ 大限度地利用远红外线加热垫。
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!、 " 两塔热处理规范
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火焰热校法定型必须根据椭圆度长、 短轴的变 形量来确定火焰加热范围及方位。在现场制造过程 中， 使用烤枪喷出的火焰加热塔壁， 加热温度控制在 这样材料的组织不会发生变化。加热 +"" 1 !," 2 ， 与千斤顶加力同时进行， 当加热温度达到要求时， 千 斤顶加力应略微过盈， 待测得的尺寸满足要求后停 止加热、 加力。当塔壁的温度自然冷却至 ’" 2 以下 时， 就可撤除拉校工装。如此反复多次使用， 最后即 可达到预期效果。