塔器設備設計探析

劉智彬（天津市創舉科技有限公司， 天津 300130）

塔器設備設計探析

劉智彬（天津市創舉科技有限公司， 天津 300130）

塔器作為化工設備中重要的設備組成單元，塔器設備的設計對化工生產有著重要的影響。塔器主體、裙座、選材、制造等在設計時必須嚴格遵守有關的標準，而塔器的結構設計問題對塔器的正常工作影響也很大。本文的研究重點是通過選定的塔器設計方案來解讀設計中需要注意的問題，從基本結構方面著手細化到設計的具體細節，以期能夠詳細闡述塔器設計的重點內容和細節，促進業內對這一方面的研究和發展。

塔器設備；設計；探析

0　引言

塔器設備的設計離不開對其結構、設計參數、設計規范和檢測標準的規定，離不開對其設計劃類、設計選材、強度計算、沖壓試驗、結構設計、連接結構、檢測要求等多方面因素的設計。下文將從這些部分著手，詳細闡述塔器設計的具體細節。

1　塔設備結構圖、技術參數表、設計制造所遵循的規范、無損檢測

（1）塔設備主要結構簡圖

（2）技術參數表

腐蝕裕量1 1 M P a 1 0 M P a -1 8設計壓力工作壓力設計溫度工作溫度工作介質介質特性試驗壓力（水壓）/ 1 0 0 8 0 / 4 0氮氣無毒、非易燃1 3 . 7 5 / 1 3 . 8 8 2

（3）設計制造所遵循的規范 本設計需要遵循三方面的設計規范，分別為NB/T47041-2014《塔式容器》、GB150.1～GB150.4-2011《壓力容器》，以及TSG ROOO4-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》。

（4）無損檢測 在無損檢測的環節中對A、B、D類焊接接頭分別采用RT和MT檢測方法，按照一定的標準得到對應的合格級別。

2　塔器的設計

（1）塔設備的劃類與選材 根據上述TSG R004-2009標準，可按照圖中壓力容器類別將其按照介質分組，將設備劃分到第三類的容器中。在選材時按照GB150.2-2011中的有關規定，選定氮氣介質Q345R，選定鍛件16Mn III，選定無縫鋼管Q345D，緊固件35CrMoA，保證各部分的化學成分符合相應標準。塔器的裙座和殼體在選定時也采用Q345R標準，盡管其為非受壓原件，但是受到受力影響，也要符合相應的規定。

（2）強度計算 在進行強度計算時，通過SW6對塔器的穩定性進行校核，進而對不滿足校核的強度重新優化設計，再進行重新校核，直至全部條件滿足，實現塔器強度應力校核標注。

（3）塔器設備的結構設計 在進行塔器的結構設計時，要進行必要的水壓試驗，通過水壓試驗來計算液柱靜壓力，在校核殼體宏觀強度和致密性的同時檢驗容器的密封性能是否完好。在設計裙座時主要有圓錐形和圓筒形兩種，選用圓錐形裙座的主要分為三種情況：第一種是D/H值偏大，裙座的殼體截面需要較大的慣性矩；第二種是設備的基礎面壓應力需求較小，設備的載荷較大的情況；第三種是地腳螺栓間距不能滿足要求時需要加大裙座底面，采用圓錐形。其他情況下一般均采用圓筒形即可，本設計中選取了圓筒形的裙座。

（4）封頭與筒體的連接結構 在進行筒體與封頭連接設計時可以適當采用堆焊，但是這一方法對制造過程和無損檢測都會產生較大的麻煩；切忌不可采用筒體削邊，因為削邊后筒體薄弱，強度不能滿足要求。因此，可以采用延長筒體再削邊的方法，既滿足壁厚要求又滿足強度要求。在削邊時主要削封頭邊，不會影響到筒體強度。

（5）無損檢測的要求 在本設備中，對A類和B類焊接接頭進行全面的射線檢測，在探傷質量不低于AB級時鑒定為二級合格，對D類焊接接頭進行全面的磁粉檢測，對符合JB/ T4730.4-2005規定的鑒定為一級合格。對其他部位的配件與組件采用相應的檢測標準，分別鑒定為一級與二級的檢測結果。

（6）熱處理 在設備構建完成后要對結構部件進行相應的熱處理，以消除焊后整體應力，對受壓原件進行焊前預熱，在熱處理前完成所有預焊件和設備的焊接，在熱處理之后不再在設備表面進行任何施焊過程。

（7）外形尺寸允許偏差 為保證設備使用安全，需要保證設備的外形尺寸偏差在允許范圍內，整個設備安裝后直線度任意3000mm范圍內的長圓筒段內，產生的偏差不能夠大于3mm，筒體總直線度允差在12mm范圍內，塔體安裝垂度允差在6mm范圍內。

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［2］劉紅果，張倩.淺談塔器的配管設計［J］.科技視界，2016，08：246+257.

［3］劉寶廷，賈敏.淺談塔設備的質量控制［J］.科技資訊，2011，20：125.