1、鋼制塔式容器制造基礎知識1、主要內容鋼制塔式壓力容器應用、分類、基本結構、制造過程中的筒體成形及控制、塔體開孔及接管裝配、塔盤的制造與組裝、裙座組裝、分段長距離運輸的長塔組裝、塔器成品檢驗等內容。2、主要引用標準或文獻 JB/T4710 鋼制塔式容器JB/T4710-2005鋼制塔式容器設計壓力不大于35MPa，高度H大于10m、且高度H與平均直徑D之比大于5的裙座支承鋼制塔式容器。 GB150.14 壓力容器 HG20652 塔器設計技術規定JB/T1205 塔盤技術條件 TSG R0004 固定式壓力容器安全技術監察規程3、塔器的分類、基本結構及制造工藝流程簡介3.1、塔器的分類1）按單元

2、操作分為精餾塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、增濕塔、干燥塔、反應塔。2）按操作壓力分為加壓塔、常壓塔、和減壓塔。3）按內件結構分為填料塔和板式塔。（1）填料塔： 內裝有一段或數段填料，作為氣、液接觸，實現傳質傳熱的基本條件。液體沿填料表面呈膜狀自上而下流動，氣體呈連續相自下而上與液體作逆向流動，并進行氣、液兩相的傳質和傳熱。兩相的組分濃度或溫度沿塔高呈連續變化。特點：填料塔的基本特點是結構簡單、壓力降小、效率高、宜采用耐腐蝕材料制造。對于易發泡和熱敏性的物料，分離程度要求高的操作，更顯出其優越性。不過當填料塔塔徑增大時，會引起氣、液分布不均勻，接觸不良，出現效率下降。此外填料塔的檢修工作量大，損耗

3、大。（2）板式塔：塔內裝有一定數量的塔板，作為氣、液接觸，實現傳質、傳熱的基本構件。板式塔按結構分：有泡罩塔、篩板塔、浮閥塔、舌型塔等。 篩板塔的塔盤分為整塊式塔盤（DN700mm）和分塊式塔盤。 整塊式塔盤又分根據塔盤組裝方式不同可分為定距管式及重疊式兩類。采用整塊式塔盤時，塔體由若干個塔節組成，每個塔節中裝有一定數量的塔盤，塔節之間采用法蘭連接。分塊式塔盤：直徑較大的板式塔，為便于制造、安裝、檢修，可將塔盤分成數塊，通過人孔送入塔內，裝在焊于塔體內壁的塔盤支承件上。為了進行塔內清洗和維修，使人能進入各層塔盤，在塔盤板接近中央處設置一塊通道板。各層塔盤板上的通道板最后開在同一垂直位置上，以有

4、利于采光和拆卸。通道應為上下均可拆的連接結構。從上方或下方松開螺母，將雙面可拆結構的橢圓墊旋轉90度，拆去塔盤。塔盤板安放在焊接于塔壁的支承圈上，塔盤板與支承圈的連接用卡子，卡子由卡板、橢圓墊板、圓頭螺釘及螺母等零件組成。塔盤上所開的卡子孔通常為長圓形，這是考慮大塔體橢圓度公差及塔盤板尺寸公差等因素。特點：效率高、處理量大而壓力降也較大的特點。其最大特點是多種形式，不同性能的塔盤使板式塔有著廣泛的適用性。3.2、塔器的基本結構塔器基本結構由塔體、支座、內件、附件四部分組成。填料塔與板式塔的區別主要在于內件的不同。1）塔體塔體是塔器的外殼。常見的塔體由等直徑、等壁厚的圓筒和上、下封頭組成。對于大

5、型塔器，為了節約用材，亦可采用不等直徑、不等壁厚的塔體。塔體滿足的工藝條件（塔徑、塔高、操作壓力、操作溫度）和地震載荷、風載荷、偏心載荷在操作、檢修、試壓、安裝及運輸時的強度、剛度與穩定性要求。2） 支座塔體支座是塔體與基礎的連接結構。為保證其具有足夠的強度、剛度與穩定性，以承受全塔的重量以及地震、風力引起的載荷，通常采用裙式支座，簡稱“裙座”。裙座的形式根據承受載荷情況不同，可分為圓筒形和圓錐形兩類。圓筒形制造方便，經濟上合理，故應用廣泛。但對于受力情況比較差，塔徑小且很高的塔（如DN25，或DN1m，且H/DN30）,為防止風載或地震載荷引起的彎矩造成塔翻倒,則需要配置較多的地角螺栓及具有

6、足夠大承載面積的基礎環,此時,圓筒形裙座的結構尺寸往往滿足不了這么多地角螺栓的合理布置,因而只能采用圓錐形裙座.3） 內件 指安裝在塔內，為直接完成傳質、傳熱過程而設置的零、部件。包括填料塔的填料、填料支撐板、液體分布器、液體再分布器，填料壓板、填料限位板；板式塔的塔盤、降液管、受液盤、溢流堰等。4） 附件包括安裝在塔內、塔外的以下零、部件。（1）除沫器。 在塔內操作氣速較大時，會出現塔頂霧沫夾帶，這不但造成物料的流失，也使塔的效率降低，同時還可能造成大氣污染。為了避免這種狀況，需在塔頂設置除沫裝置，從而用于捕集夾帶在氣流中的液滴，保證氣體的純度和后續設備的正常工作。常用的除沫裝置有絲網除沫器

7、、折流板除沫器和玻璃纖維除沫器。其性能的優劣對除沫效率、分離效率具有較大的影響。（2）接管。用以連接工藝管道，使塔器與相關設備連成系統。按其用途分為進液管、出液管、回流管、進氣管、出氣管、側線抽出管、取樣管、儀表接管和液面計接管等。（3）人孔、手孔。為安裝、檢修、檢查等需要而設置。（4）吊柱。裝于塔頂，以備安裝、檢修時吊運塔內件等。（5）吊耳。為方便吊裝，易在塔器上焊以板式、軸式等形式的起吊件。直連設備支撐結構。即塔頂放置冷凝器等設備時所用的支架、支座等構件。（6）平臺。設置于吊柱、人孔、手孔、液面計等處，供操作、檢修之用。（7）扶梯。各平臺及地面間可以直扶梯或協扶梯連接。3.3、塔器基本制作

8、流程 筒體：展開下料刨邊 預彎 縱縫組對 點焊及焊接 焊縫修磨 校圓 檢測 環縫組對 環縫焊接 檢測 封頭：展開下料坡口加工 拼板 點焊及焊接 焊縫修磨 外協 回廠驗收 坡口加工 劃線 開孔 組對 焊接 檢測 裝焊 （根據內件及熱處理情況進行區分） 檢測 法蘭與接管 組對 焊接 檢測 裝焊 檢測 裙座筒體、吊耳等 裝焊 發貨 表面防腐 水壓試驗 封盲蓋根據材料、是否堆焊、坡口加工情況、預彎、檢測及筒節組對的不同情況進行分別討論。4、筒體制作及組對控制4.1 筒體周長偏差的控制影響筒體周長偏差的因素主要有下料偏差、刨邊（復合鋼、不銹鋼容器）造成的偏差和縱縫組對間隙偏差及焊縫橫向收縮量等。我公司主

9、要采用半自動火焰切割機、數控火焰切割機和數控制條切割機進行下料，在使用半自動火焰切割機進行切割時需要分清軌道線與切割線，軌道擺放是否平直并考慮風線的補償量。下料尺寸要考慮切割余量、邊緣加工余量、焊縫橫向收縮量和筒體卷制時的延伸量。刨邊時注意鋼板裝夾是否平直，刨刀的裝夾角度。縱縫組對間隙根據實際周長與理論周長的偏差可適當調整，但要滿足焊接工藝要求，不能盲目增大或縮小間隙。焊縫橫向收縮量與破口形式、組對間隙、鋼板厚度、焊接工藝等有關。只要在下料、刨邊、組對和焊接等工藝過程中，嚴格按照本公司容器制造工藝流轉卡的規定進行，焊接縱縫后筒體周長偏差基本在5mm以內，還是比較容易控制在標準值范圍以內的。值得

10、一提的是，厚度較厚的筒體卷制時的延伸量與卷板機的實際性能參數和操作手的操作習慣有關，要結合實際情況來確定延伸量，更正下料尺寸，使筒體周長控制在標準范圍內。 4.2 筒體圓度的控制簡體的圓度控制重點是卷板時圓度的控制、焊接工藝的選擇和焊接防變形措施。采取這些措施后仍然沒有辦法控制筒體圓度的話，只能對對筒節進行校圓。只要筒節校圓后圓度達到標準要求，在組焊及開孔等制造工藝過程中嚴格執行正確的工藝路線，簡體的圓度就能符合GBl5098的規定。對于塔器類設備而言，筒體圓度直接影響到塔盤安裝，必須重點加以控制。首先在卷板時就要嚴格控制筒體的圓度，不能放松要求。根據筒體的直徑、厚度盡可能選擇收縮量小的坡口形

11、式，同一板厚的對接焊縫橫向收縮大小依次為：單V、X、單U、雙U，較常用的為X型坡口。選擇合適的焊接工藝后，必要時還要采取防變形措施，如采用合理的焊接順序、利用工卡具剛性固定、嚴格執行焊接工藝等等。對筒體校園的控制，主要是在三輥卷板機上校圓的過程中，用內樣板檢查的辦法及校圓后用直尺或鋼卷尺測量筒體兩端內徑的最大與最小直徑差，使之在標準范圍之內。不銹鋼體筒體與低碳鋼筒體相比不易校圓。這是因為不銹鋼的塑性很好，屈服強度較低，易變形，操作時不易控制下壓量，所以校圓需輥壓較長時間。這樣會造成不銹鋼筒體的表面擦傷和劃傷嚴重，應適當襯墊。4.3 筒體焊縫對口錯邊量的控制錯邊會使筒體對接處實際壁厚減薄，筒體幾

12、何形狀不連續而產生附加彎曲應力和剪應力，當筒體內壓較高時造成局部應力過高而使簡體發生局部變形或失效，所以，GBl502011提出了A、B類焊縫對口錯邊量的要求：(1)A、B類焊接接頭的對口錯邊量b 表1對口處鋼材厚度sA類焊接接頭對口錯邊量bB類焊接接頭對口錯邊量b 12 1/4s 1/4s1220 3 1/4s2040 3 5注：嵌入式接管與圓筒或封頭對接連接的A類接頭，按B類接頭的對口錯邊量要求(s：鋼材厚度)。 (2)復合鋼板的對口錯邊量b不大于鋼板復層厚度的50，且不大于2mm。 4.3.1 縱焊縫對口錯邊量 縱縫的對口錯邊主要是由于卷板時壓頭預彎成形不好，組對時不認真或定位焊不牢固造

13、成的。若預彎成形良好，組對時兩直邊基本在同一水平面，用直尺或角尺將兩邊卡平就可將縱縫的對口錯邊控制在05 mm以內，若預彎成形不好，兩直邊面形成棱角，不但錯邊量不好控制，而且在焊后校圓時不易消除棱角度。另外，如果定位焊焊縫太短，間距過大，由于其強度不夠，在焊接收縮變形過程中錯邊量就會增大。在卷制筒體時，要注意兩端頭的下壓量，必要時使用工卡具組對，則兩直邊面就會基本調整到一個平面上。縱縫定位焊的長度不小于50mm，間距為250350mm，焊后錯邊量基本無變化。只要預彎成形良好，組對認真，定位焊牢固，那么焊后縱縫的對口錯邊量，比GBl5098規定的還小。 4.3.2 環焊縫的對口錯邊量影響環縫對口

14、錯邊量的主要因素由筒體周長偏差、圓度和縱縫環向棱角度。在組對環縫之前，應利用公式：（實際外周長/-設計外徑）/2，計算出錯邊量，如果超過標準要求，則只能對縱縫進行整改，調整筒體周長。若在標準范圍內，則采取均勻錯邊的方法來保證環縫錯邊量。由于筒體存在圓度，兩簡體組對時其兩端面會出現偏差情況，在組對檢查中視具體情況應采取適當的預防措施，應采用臥式V型胎具組對筒體。筒體縱縫環向棱角度的存在對環縫錯邊量的影響較大。GBl5098規定錯邊量b=1/4s，允許棱角度E=(s/10+2）mm。若兩筒體除棱角部分以外，其余部位都組對得很好，錯邊量b=0，則由棱角部位引起的最大錯邊量b3max=E，若要其符合標

15、準要求，則b3max=Eb，即2+s/10s/4，經計算得s133 mm所以，對6s120 mm的薄壁筒體，其允許棱角度較允許錯邊量大。所以筒體上有符合標準要求的棱角度時，環縫錯邊量不一定能滿足標準要求。在實際制造過程中，為了減小由縱縫環向棱角度引起的錯邊量，采取優先保證縱縫環向棱角度的方法，將最大誤差減小并分散至周圍?？梢允褂眯辫F打尖的辦法來減小，但要注意工卡具與筒體接觸部分的材質與筒體本身是否一致，工卡具點焊是否牢固。綜上所述，筒體縱縫的對口錯邊量較易控制，環縫的對口錯邊量較難控制，由筒體周長偏差引起的環縫錯邊量b1max較小，但很難消除；由筒體圓度引起的錯邊量b2max雖然較大，但經過仔

16、細調整或借助工裝卡具等可以減小或消除；由筒體縱縫環向棱角度引起的環縫錯邊量b3max最大，對s=612mm的容器筒體，由符合標準要求的棱角度引起的錯邊量可能會超標，所以對超標的部位只能采取強制變形預防措施。4.4筒體棱角度的控制 簡體棱角度分為縱焊縫的環向棱角度和環焊縫的軸向棱角度。棱角度的存在會使筒體不連續而增加局部應力，如容器承載運行時會產生附加彎曲應力，對耐腐蝕設備可能會引發應力腐蝕破裂。因此，GBl50-98第lO.2.4.2條指出：“在焊接接頭環向形成的棱角E，用弦長=1/6內徑且不小于300mm的內樣板或外樣板檢查，其E值不得大于(s/10+2）mm，且不大于5mm”。 4.4.1

17、 環向棱角度環向棱角度的形成主要與筒體板頭預彎角度、內焊縫余高和焊縫坡口形式及焊接工藝有關。實踐證明，筒體板頭預彎不好，組對縱縫時可能會形成外凸的棱角或內凹的棱角，焊后用三輥卷板機校圓時對前者不易校圓，對后者可以用中間輥適當下壓來改善或消除，但下凹量過大時，焊縫兩側的最高部位的曲率較大，相當于外凸的棱角，也不易校圓。因此，最好組對成水平的狀態，這樣不但錯邊量容易控制，校圓后的棱角度也較小。預彎的方法主要有卷板機預彎和沖壓預彎，較薄鋼板的預彎可以在兩下輥的上面擱置一塊由厚鋼板制成的預彎模，將鋼板的端部放入預彎模中，再依靠上輥壓彎成型。較厚鋼板的預彎可預留直邊，壓彎成型后將直邊切除再卷圓。預留直邊

18、量不小于兩倍的板厚。內焊縫余高對筒體棱角度的影響，主要表現為：在筒體校圓過程中由于內焊縫對中間下壓輥的支撐作用，使縱縫部位下壓量增大，從而形成外凸的棱角。當內焊縫余高30000mm 直線度按塔器 塔 器：L15000mm 直線度L/1000mm L15000mm 直線度0.5L/1000+8mm 4.6環縫對口間隙對筒體直線度的影響與形成軸向棱角度一樣，如果兩筒體的中心線沒有對一致，形成夾角，則存在對口間隙偏差a，所以，在間隙最大和最小的兩筒體軸向也形成最大直線度L1max考慮筒體組對最差的情況，即幾個筒體組對時其環縫最大、最小間隙出現在筒體同一母線上，形成彎曲狀態。但在實際組對過程中，筒體之

19、間的中心線是否一致很難測量，所以優先保證筒體直線度，而不把對口間隙放在第一位。只有在下料、卷板沒有任何偏差的情況下，對口間隙才能作為筒體直線度的參考。 4.7 筒體圓度和軸向棱角度對簡體直線度的影響筒體存在圓度時，可使筒體直線度增大。由于筒體組對時，其最大和最小直徑所處的位置是隨機的，選擇測量位置時，又有些隨機性，因此同一筒體由于其圓度的影響，測量位置不同時，測得的直線度就不同。為了很好地控制簡體的直線度，應該多測幾個部位，一般對稱測量四個部位。筒體環縫棱角度對筒體直線度的影響與圓度的影響相似，也有其隨機性。此外，在筒體組對點焊時由a引起的軸向棱角度E1與引起的直線度L同時存在；錯邊、下塌變形

20、和焊接環縫等以后形成的棱角度E2有多大，筒體直線度可能會在原有數值上增大相應的值，即L2max=L=E2。實際上筒體軸向棱角度是控制筒體環縫附近直線度的，若軸向棱角度控制的較小，那么筒體的直線度也就較小。綜上所述，控制筒體直線度的關鍵環節是在筒體組對，臥式組對一般采用V型組對工裝、H型鋼等胎具進行組對。組對筒體時優先保證其整體直線度，對于筒體圓度和軸向棱角度引起的局部筒體直線度超標要有正確的認識，局部超標時可以通過矯形來縮小，但不能影響筒體整體直線度。對于長度較長的塔器類設備，可以采取分段組對，逐段控制的辦法來保證設備整體直線度。筒體圓度對筒體直線度的影響也要加以重視，可以減少組對時的工作量；

21、而環縫軸向棱度對筒體的直線度的影響較小。5、塔體開孔及接管組裝5.1 在塔體外表面按0、90、180、270劃出四條中心線和最下部一節筒節水平檢查線，從頂部到底部打上粉線，以外表面四條中心線和最下部一節筒節的水平檢查線為基準，按管口方位圖和管口標高劃出開孔位置和開孔尺寸。管口標高允許偏差為5mm（自底面算起），方位允許偏差為5mm（按外徑弧長測量）。5.2 確認劃線無誤后，按圖樣要求的坡口型式進行切割，坡口表面及其內外邊緣50mm范圍內（包括接管）去污除銹。5.3 接管與法蘭焊接后，再組焊于塔體上，組裝接管時要保證法蘭面的水平或垂直，其允許偏差不得超過法蘭外徑的1%（法蘭外徑小于100mm時，

22、按100mm計算），且不得大于3mm。5.4 對采用法蘭連接的筒體，距法蘭端面700mm范圍內有大接管或焊接件時，為防止法蘭密封面的變形，應將接管、補強圈或焊接件與塔體焊好，然后將設備法蘭與塔體進行組裝、點焊固定，擰緊聯接螺栓后再進行焊接。允許時優先安排各件組焊后密封面的二次加工。6、塔盤的制造與組裝 6.1塔盤制造按JB/T1205塔盤技術條件中的有關要求執行。 6.2塔盤的組裝 6.2.1塔盤必須在塔體外進行予組裝，組裝完成后，做好標記、拆分、包裝，以零部件形式出廠。 6.2.2板式塔盤的安裝必須在塔體就位后進行，嚴禁塔體臥置裝配。 6.2.3設備就位后將各筒節中心線引入塔體內并劃出四條中

23、心線，檢查各中心線是否等距，并作出筒節的基準環線，基準環線應位于最下部一節筒節上且距筒體下端面50mm處。 6.2.4以塔內的中心線及基準環線為準，按圖樣尺寸和方位劃出支撐圈、降液板、受液盤等部件的組裝線，經校對、檢查無誤后方可組對。 6.2.5根據組裝線依次將上述各部件裝于塔內，施焊時要防止變形，對已變形的部件要進行校形，支撐圈與塔體焊接后，支撐圈上表面的水平度偏差F應符合表1的規定，且支撐圈上表面在300mm弦長范圍內的局部不平度不得超過1mm。焊后校平時不得用錘直接打在支撐圈上而應墊以平錘或銅墊。 表2 單位：mm塔公稱直徑（DN）偏差（F）DN160031600DN32004DN320

24、056.2.6相鄰兩層支撐圈間距S的偏差不得超過3mm，任意兩層支撐圈間距允差在20層內不得超過10mm。7、裙座組裝 7.1裙座的制造按筒體的各項要求進行，但要注意塔體與下封頭的尺寸配合關系，底板上地腳螺栓孔中心圓直徑允差、相鄰兩孔弦長允差和任意兩孔弦長允差應符合圖樣要求。7.2在塔體上組裝裙座時，要以塔體最下部一節筒節與封頭環焊縫上50mm處劃線為基準面，使基礎環下端面到基準面沿圓周的距離符合表4中第4條要求。8、分段長距離運輸的長塔組裝 8.1由于運輸的限制，對于長度超限的塔體應分段發運，其分段部位以圖樣及合同為準，塔節除執行整體塔組焊工藝外，分段端面不平度應不大于1/1000Di，且不

25、大于2mm，且分段處的外圓周長偏差應符合表3的規定。表3 單位：mm塔體內徑（Di）80080120013001600170024002600300032004000外圓周長允差579111315 8.2與分段處相鄰的塔盤支撐圈、受液盤、降液板等均應進行點焊，以利現場組焊。 8.3敞口端面應以扁鋼圈加固，以防變形。 8.4分段交貨的塔器，應進行予組裝，尺寸公差應符合JB/T4710的要求。 8.5現場組焊的B類接頭坡口應在組焊前加工、檢驗、清理，并在坡口表面及其內、外邊緣50mm范圍內涂可焊性防銹涂料。 8.6為防止焊接變形影響對接B類接頭的組裝，在距分段端面1500mm范圍內的人孔和大接管的開孔及組焊，應在對接B類接頭焊后進行。 8.7現場組焊的對接接頭（A、B類焊接接頭），應按設計文件規定進行無損檢測