大型超高超重塔器设备现场组对技术研究

王红柱

（湖北三宁化工股份有限公司，湖北枝江 443200）

目前，大型超高超重塔设备的应用，可以为石油化工等领域的进一步发展提供依据。但是由于大型塔设备的外形尺寸大而且重，受目前运输、吊装条件以及现场施工等条件的限制，无法制造整体的塔设备，只能实行分段制造与现场组装相结合，方可满足大型超高超重设备的正常使用。比如，洗涤塔设备与汽提塔设备等均为大型超高超重塔设备，通常情况下采用现场分段吊装与立式组装方案为基础，此方案涉及诸多环节，如空中组对、组对焊接、热处理等方面。组对焊接及空中组对技术作为塔设备现场安装的核心，同时也是大型超高超重塔设备研究人员的重要课题。对此，本文将对大型塔器的现场组对方案展开一系列探讨。

1 大型超高超重塔设备的项目施工概况分析

大型塔设备如洗涤塔，作为低温甲醇洗设备的核心装备，在安装要求上较为严格，而且洗涤塔外观尺寸较大，壁厚重量较大，继而增加了运输及吊装过程的难度。一般情况下采用分段运输、现场组对焊接的安装技术。由于洗涤塔组对完成后需安装塔盘，塔盘需保证较高精度水平度，继而对洗涤塔的安装垂直度有较高的要求，若垂直度偏差过大将会使洗涤塔气液偏流导致产品气的纯度以及质量不高，所以务必要在组对安装阶段保证垂直度问题。

1.1 项目施工准备

（1）大型塔设备在项目安装施工之前，准备好工艺技术要求相关文件，由项目总负责人员对洗涤塔设计图纸作出审核，明确设计图纸的资质以及设计单位等基本资料；

（2）施工项目总负责人员根据洗涤塔设计图纸以及制造单位提供的技术文件，组织现场组对技术工作指导，并完善各方面的技术交底工作；

（3）单位项目总技术人员对现存的组对施工材料及焊接工艺等方面进行进一步查验，确保组对技术的全面性。

1.2 项目现场施工准备

参与洗涤塔现场组对技术的人员，需具备国家质量技术监督部门颁发的相应技能证书；施工机械设备在进入施工现场前需做好安全检查工作，以保证机械设备的完好状态；洗涤塔组对平台的布置工作需在预先设置的场地上，组对平台需提前安装在每段的上部。

总之，在施工之前务必将施工作业文件以及现场施工准备完毕，以排除在施工前期存在的问题。

2 针对大型超高超重塔设备的组对技术分析

2.1 塔体设备的定位及调整分析

大型洗涤塔设备组对安装时，可实行分段式安装。在塔体定位环节，上下两段塔都按照预先设计的定位线进行定位，在下段塔90°方向处两边焊接两个立板。立板的间隙维持在12mm，同时在上塔90°方向的位置焊接一个12mm厚的立板，目的在于上段塔立板沿着下塔的间隙下落，即可实现精准定位，满足预先设计基本方位要求。在塔体调整环节，根据大型洗涤塔的圆周测量，可综合计算错边量，继而依据预期制作的卡具和千斤顶装置，能够对上下两段塔的轴向位置以及径向位置作出优化调整。由于组对过程中轴向位置及径向位置可能会出现误差，对此，采用千斤顶能够尽量减小组对间隙满足误差条件。千斤顶在调整组对间隙，并在上段塔上部四个方向焊接固定点悬挂线坠，目的在于实时调整垂直度，以判断垂直度与预期设计的方向是否统一[2]。过去吊装工作时，存在未合理考虑塔器吊装设备重力传递的作用而造成塔器上部出现变形，限制后续的组对施工流程。现今，提出正确的操作流程，即塔器吊装时塔吊耳处内部环圈加强，等到吊装就位后全部将环圈切除；上段吊装时则可以完全切除。另外，在吊装时必须要保证吊钩在容器的中心线上，且两边的钢丝绳同等长度，继而满足塔器按照正方向安装。

2.2 塔体设备的组对间隙焊接操作分析

大型洗涤塔设备按照塔段的顺序依次运输到现场，在第一段塔吊装就位后，按照安装的基准线对应设备的安装方位作出优化和调整，并按照塔段的组装基准线进行对中以及找正，后续的塔段安装工作，以此类推。在组对完成之后，需测量塔段的对口间隙，若间隙超标则应组对焊接工艺处理。组对焊接方式为手工电弧焊，在焊接前塔外采用电加热的方式，对焊口的两侧范围内进行预热，预热的温度维持在120℃左右。组对焊接过程为层层焊接，每焊完一层复测一层垂直度，并根据垂直度的变化改变焊接的起始位置，继而对垂直度起到微调的作用。若焊接一段时间停止后重新焊接，也应提前复测一层垂直度，之后根据垂直度的变化改变焊接的起始位置，找准引弧点开始组对焊接工作。对口间隙超标处采用的母线材质基本相同，遵循塔里口处开始组对焊接，依据多层多道焊接工艺，待到口焊道焊接完毕之后，再进一步打磨干净。同时需借助CT检测，合格之后则说明整个组对焊接的过程完毕。除此之外，在组对焊接时可能会存在夹渣的现象，解决方案为在塔缝下方应用试板起弧，即使在重力的作用下焊渣也不会进入熔池。

3 塔器设备在空中组对中的误差及解决方案分析

3.1 空中组对可能出现的几何误差

3.1.1 径向误差方面

上下塔段若出现径向误差，将会使对口错边率增大，进而对组对焊接工艺造成影响。与此同时，对精馏塔整体的同轴度和塔内件势必产生问题。

3.1.2 周向误差方面

一旦出现周向误差，将极易导致管口的方向发生错位，继而为后续的工艺配管造成弊端。

3.1.3 轴向误差方面

若出现轴向误差，在上文中也提及组对定位阶段，势必会对塔体的垂直度造成影响，从而改变塔体的受力，产生精馏塔在产品生产质量方面的问题，不利于提高企业的产品质量。除此之外，对于自然环境的影响因素则表现在高空风载荷在组对和焊接质量方面造成的影响，通过预期的防风策略解决。

3.2 解决空中组对误差的措施

（1）安装径向、周向定位装置，优化上下塔段的对口错边量；

（2）利用吊车配合调整，以提高塔体的线性度及塔整体的垂直度，提高后续生产的质量；

（3）借助搭设防风棚装置，构建防风措施，可以减少高空风速对组对及焊接工艺的限制，最终优化大型精馏塔的组对安装质量，从而保证塔整体的组焊质量。

4 塔设备现场组对技术的优化及策略分析

4.1 塔类设备组对预制场地的合理部署

因为塔类设备现场施工环境较为狭小，而且现场施工靠近企业其他正在建设的设备，所以现场施工则依据企业施工主线作为基础，统筹考虑设备到货的顺序以及前后施工之间的工序，制定最为恰当的现场场地部署工作。

4.2 设备组对技术人员的优化调整

大型精馏塔设备在安装阶段涉及环节及工艺较为精细和复杂，对于专业组人员的技术要求较高。因此，项目负责人需以专业组操作人员为依据，挑选出经验丰富的人员构建一支专业型技术队伍。与此同时，在进行工作之前，对施工人员进行进一步的技能培训，使其掌握设备的性能以及基本操作要领，在正式组对技术工作中可以做到有条不紊。

4.3 建立健全安全控制措施

对于每一位进入施工现场的操作人员，均需要在上岗前进行培训教育工作，并签署教育合格承诺书。同时，进入现场的员工需佩戴现场许可证及佩戴好一系列的防护工具和工作服。另外，高处组对的工作人员需系好安全带，确保安全。

5 结束语

综上所述，大型超高超重塔设备已经成为化工领域应用的重点设备，而空中组对及组对焊接技术作为施工的基本核心，决定了大型塔设备的安装与后续的使用质量生产息息相关。对此，务必对塔设备在组对及焊接过程中面临的弊端进行优化和分析，满足其后续的生产工作。希望本文对大型超高超重塔设备现场组对技术的研究，可以为同领域学者提供借鉴价值。