大型超高超重塔器設備現場組對技術研究

王紅柱

（湖北三寧化工股份有限公司，湖北枝江 443200）

目前，大型超高超重塔設備的應用，可以為石油化工等領域的進一步發展提供依據。但是由于大型塔設備的外形尺寸大而且重，受目前運輸、吊裝條件以及現場施工等條件的限制，無法制造整體的塔設備，只能實行分段制造與現場組裝相結合，方可滿足大型超高超重設備的正常使用。比如，洗滌塔設備與汽提塔設備等均為大型超高超重塔設備，通常情況下采用現場分段吊裝與立式組裝方案為基礎，此方案涉及諸多環節，如空中組對、組對焊接、熱處理等方面。組對焊接及空中組對技術作為塔設備現場安裝的核心，同時也是大型超高超重塔設備研究人員的重要課題。對此，本文將對大型塔器的現場組對方案展開一系列探討。

1 大型超高超重塔設備的項目施工概況分析

大型塔設備如洗滌塔，作為低溫甲醇洗設備的核心裝備，在安裝要求上較為嚴格，而且洗滌塔外觀尺寸較大，壁厚重量較大，繼而增加了運輸及吊裝過程的難度。一般情況下采用分段運輸、現場組對焊接的安裝技術。由于洗滌塔組對完成后需安裝塔盤，塔盤需保證較高精度水平度，繼而對洗滌塔的安裝垂直度有較高的要求，若垂直度偏差過大將會使洗滌塔氣液偏流導致產品氣的純度以及質量不高，所以務必要在組對安裝階段保證垂直度問題。

1.1 項目施工準備

（1）大型塔設備在項目安裝施工之前，準備好工藝技術要求相關文件，由項目總負責人員對洗滌塔設計圖紙作出審核，明確設計圖紙的資質以及設計單位等基本資料；

（2）施工項目總負責人員根據洗滌塔設計圖紙以及制造單位提供的技術文件，組織現場組對技術工作指導，并完善各方面的技術交底工作；

（3）單位項目總技術人員對現存的組對施工材料及焊接工藝等方面進行進一步查驗，確保組對技術的全面性。

1.2 項目現場施工準備

參與洗滌塔現場組對技術的人員，需具備國家質量技術監督部門頒發的相應技能證書；施工機械設備在進入施工現場前需做好安全檢查工作，以保證機械設備的完好狀態；洗滌塔組對平臺的布置工作需在預先設置的場地上，組對平臺需提前安裝在每段的上部。

總之，在施工之前務必將施工作業文件以及現場施工準備完畢，以排除在施工前期存在的問題。

2 針對大型超高超重塔設備的組對技術分析

2.1 塔體設備的定位及調整分析

大型洗滌塔設備組對安裝時，可實行分段式安裝。在塔體定位環節，上下兩段塔都按照預先設計的定位線進行定位，在下段塔90°方向處兩邊焊接兩個立板。立板的間隙維持在12mm，同時在上塔90°方向的位置焊接一個12mm厚的立板，目的在于上段塔立板沿著下塔的間隙下落，即可實現精準定位，滿足預先設計基本方位要求。在塔體調整環節，根據大型洗滌塔的圓周測量，可綜合計算錯邊量，繼而依據預期制作的卡具和千斤頂裝置，能夠對上下兩段塔的軸向位置以及徑向位置作出優化調整。由于組對過程中軸向位置及徑向位置可能會出現誤差，對此，采用千斤頂能夠盡量減小組對間隙滿足誤差條件。千斤頂在調整組對間隙，并在上段塔上部四個方向焊接固定點懸掛線墜，目的在于實時調整垂直度，以判斷垂直度與預期設計的方向是否統一[2]。過去吊裝工作時，存在未合理考慮塔器吊裝設備重力傳遞的作用而造成塔器上部出現變形，限制后續的組對施工流程。現今，提出正確的操作流程，即塔器吊裝時塔吊耳處內部環圈加強，等到吊裝就位后全部將環圈切除；上段吊裝時則可以完全切除。另外，在吊裝時必須要保證吊鉤在容器的中心線上，且兩邊的鋼絲繩同等長度，繼而滿足塔器按照正方向安裝。

2.2 塔體設備的組對間隙焊接操作分析

大型洗滌塔設備按照塔段的順序依次運輸到現場，在第一段塔吊裝就位后，按照安裝的基準線對應設備的安裝方位作出優化和調整，并按照塔段的組裝基準線進行對中以及找正，后續的塔段安裝工作，以此類推。在組對完成之后，需測量塔段的對口間隙，若間隙超標則應組對焊接工藝處理。組對焊接方式為手工電弧焊，在焊接前塔外采用電加熱的方式，對焊口的兩側范圍內進行預熱，預熱的溫度維持在120℃左右。組對焊接過程為層層焊接，每焊完一層復測一層垂直度，并根據垂直度的變化改變焊接的起始位置，繼而對垂直度起到微調的作用。若焊接一段時間停止后重新焊接，也應提前復測一層垂直度，之后根據垂直度的變化改變焊接的起始位置，找準引弧點開始組對焊接工作。對口間隙超標處采用的母線材質基本相同，遵循塔里口處開始組對焊接，依據多層多道焊接工藝，待到口焊道焊接完畢之后，再進一步打磨干凈。同時需借助CT檢測，合格之后則說明整個組對焊接的過程完畢。除此之外，在組對焊接時可能會存在夾渣的現象，解決方案為在塔縫下方應用試板起弧，即使在重力的作用下焊渣也不會進入熔池。

3 塔器設備在空中組對中的誤差及解決方案分析

3.1 空中組對可能出現的幾何誤差

3.1.1 徑向誤差方面

上下塔段若出現徑向誤差，將會使對口錯邊率增大，進而對組對焊接工藝造成影響。與此同時，對精餾塔整體的同軸度和塔內件勢必產生問題。

3.1.2 周向誤差方面

一旦出現周向誤差，將極易導致管口的方向發生錯位，繼而為后續的工藝配管造成弊端。

3.1.3 軸向誤差方面

若出現軸向誤差，在上文中也提及組對定位階段，勢必會對塔體的垂直度造成影響，從而改變塔體的受力，產生精餾塔在產品生產質量方面的問題，不利于提高企業的產品質量。除此之外，對于自然環境的影響因素則表現在高空風載荷在組對和焊接質量方面造成的影響，通過預期的防風策略解決。

3.2 解決空中組對誤差的措施

（1）安裝徑向、周向定位裝置，優化上下塔段的對口錯邊量；

（2）利用吊車配合調整，以提高塔體的線性度及塔整體的垂直度，提高后續生產的質量；

（3）借助搭設防風棚裝置，構建防風措施，可以減少高空風速對組對及焊接工藝的限制，最終優化大型精餾塔的組對安裝質量，從而保證塔整體的組焊質量。

4 塔設備現場組對技術的優化及策略分析

4.1 塔類設備組對預制場地的合理部署

因為塔類設備現場施工環境較為狹小，而且現場施工靠近企業其他正在建設的設備，所以現場施工則依據企業施工主線作為基礎，統籌考慮設備到貨的順序以及前后施工之間的工序，制定最為恰當的現場場地部署工作。

4.2 設備組對技術人員的優化調整

大型精餾塔設備在安裝階段涉及環節及工藝較為精細和復雜，對于專業組人員的技術要求較高。因此，項目負責人需以專業組操作人員為依據，挑選出經驗豐富的人員構建一支專業型技術隊伍。與此同時，在進行工作之前，對施工人員進行進一步的技能培訓，使其掌握設備的性能以及基本操作要領，在正式組對技術工作中可以做到有條不紊。

4.3 建立健全安全控制措施

對于每一位進入施工現場的操作人員，均需要在上崗前進行培訓教育工作，并簽署教育合格承諾書。同時，進入現場的員工需佩戴現場許可證及佩戴好一系列的防護工具和工作服。另外，高處組對的工作人員需系好安全帶，確保安全。

5 結束語

綜上所述，大型超高超重塔設備已經成為化工領域應用的重點設備，而空中組對及組對焊接技術作為施工的基本核心，決定了大型塔設備的安裝與后續的使用質量生產息息相關。對此，務必對塔設備在組對及焊接過程中面臨的弊端進行優化和分析，滿足其后續的生產工作。希望本文對大型超高超重塔設備現場組對技術的研究，可以為同領域學者提供借鑒價值。