SD工藝EO/EG裝置大型塔器吊裝安裝

蔣旺 (中石化上海工程有限公司，上海 200120)

1 工程簡介

EO/EG（環氧乙烷/乙二醇）裝置生產多采用乙烯直接氧化法。在其發展過程中，SHELL和SD公司均發揮著舉足輕重的作用，而SD公司在工藝流程的設計上具有一定的優勢[1]。

文章以某EO/EG裝置（SD技術）洗滌塔為例，設備高度約94 m，塔體內徑9 100 mm ，主體材質為（Q345R+S30403） ，主體壁厚為(70+3)/(60+3)mm ，設備凈質量約為2 000 t，附塔管線及勞動保護重約360 t。

結合4 000 t吊車性能，主臂長度114 m，吊裝半徑26 m內，最大起吊重量為2 140 t，扣除吊鉤等工裝270 t，實際最大吊裝能力為1 870 t，故本設備不能用4 000 t吊車整體吊裝，選用分二段吊裝。

塔為超長超重超寬設備，本塔體在車間整體制造，并整體做水壓試驗、氣密試驗合格后，將分段處割開，分上下兩段塔體運輸，其中下段塔體部分帶裙座一起運輸，上下兩段塔體合攏需在現場進行施工。

C-115起吊前需安裝的塔附件，包括塔平臺29層、附塔管線約15條、管線承重支架24副、安全閥1個，其中彈簧支架19副。

1.1 塔體組對

1.1.1 組對前準備

塔體運抵現場前應檢查下列項目:

（1）塔體的位號段號正確；

（2）檢查設備出廠前對方位母線的標識，即0°、90°、180°、270°四條基準方位；

（3）塔體上口、下口的橢圓度偏差不大于25 mm；

（4）上段塔體下口周長與下段塔體上口周長尺寸應基本相符；

（5）塔體上下口應有米字撐或外支撐環加固，相鄰段塔體上下口龍門卡具用小方塊位置及方位應正確；

（6）操作平臺的搭設符合安裝、吊裝及HSE要求。

1.1.2 組對及焊接過程

（1）下段筒體的內外支撐以及防護措施在地面完成后由吊裝公司負責吊裝就位；

（2）上段筒體的吊裝按照施工單位的吊裝方案執行；

（3）上段筒體吊裝就位后的組裝和焊接，按照本方案的技術要求必須在塔體合攏縫滿足吊裝設備脫鉤要求后，方可解除，預計時間約10天；

（4）合攏縫在外部焊接完成后進行內壁不銹鋼過渡層和耐腐蝕層的焊接，焊工人數各為6人，時間預計約為6天。

1.1.3 塔體每段的尺寸偏差應符合要求（如表1所示）

表1 洗滌塔塔體每段尺寸偏差

塔體整體垂直度允差為30 mm 為保證最終其不超差必須采取下列措施：

（1）下段安裝后，調整其垂直度控制在15 mm 內；

（2）上段塔體安裝完成后測量其垂直度，如有超差則通過調整環焊縫的組對間隙來完成；吊裝前必須對環縫的操作平臺進行組裝焊接以及防雨布的組裝，具備現場環縫焊接和防護的操作條件。

① 外平臺的搭設要求：設備環縫下1.2 m、2.2 m處兩排各10塊的預焊接板（設備上已安裝）；環縫上0.6 m處的預焊接板（已安裝）。利用這兩排預焊接板上組裝焊接操作平臺，具體用料：12#槽鋼（支撐）、10#角鋼（斜支撐）、6t花紋鋼板（平臺板）、φ20的圓鋼（外支撐）、擋腳板、圍欄板、8#鋼絲繩、防雨布（外棚），以上鋼材材料均為碳鋼。

② 內平臺的搭設要求：距離設備合攏縫1 m處焊接米字支撐，即設備運輸和組裝中的防止變形的工裝。利用該工裝搭設內平臺，支撐采用219*10 t碳鋼管材，與筒壁連接處加設10 mm不銹鋼墊板，在米字支撐上面搭設鋼平臺，采用現場250*3 000 mm的鋼腳手板，并與米字支撐進行固定，同時在米字支撐上焊接φ50*1 m高鋼管作為防護立柱，在立柱的外側加設防護安全網。具體方法如圖1所示。

圖1 內平臺的搭設

1.1.4 環焊縫組對要求

（1）將復測合格的分段塔體，按設備方位吊裝就位，在吊機吊索未完全放松時進行環焊縫的組對；

（2）組對作業用龍門卡具 2 組和導向板4組、刀口模等工裝來完成。焊接的工裝卡具等應采用與塔體相同或相似的材料，相應的焊條焊接工藝應與塔體焊接工藝相同；

（3）對接環焊縫組對的對口錯邊量允許偏差不大于 1.5 mm；

（4）對接環焊縫處形成的棱角度應小于 5 mm，應用長度不小于300 mm 的檢查尺檢查；

（5）按焊接工藝對組對的環焊縫進行定位焊。定位焊在塔壁的外側，定位焊長度為80～100 mm，間隔250～300 mm ，定位焊施焊時其引弧和熄弧均應在坡口內；

（6）定位焊前，應按焊接工藝對施焊處及周圍150 mm范圍內進行火焰預熱，預熱溫度100 ℃。

1.2 現場焊接、熱處理

1.2.1 焊接施工

（1）定位點焊

定位焊、臨時工夾具及墊板的焊工資格應與本體焊縫要求相同。定位焊在坡口外側，焊長度為80～100 mm ，間距250～300 mm 。焊接厚度約為18 mm,定位焊所用焊條、焊接層數、焊接質量要求都與正式焊縫焊接時相同，當出現裂縫時必須清除。定位焊的引弧和熄弧都應在坡口內。

（2）焊接順序

焊縫內坡口打磨清理→預熱 100 ℃ 內側焊接→外側碳刨焊縫清根打磨→預熱100 ℃ 外側焊接→表面檢測合格無損檢測→無損檢測合格基層焊縫打磨預熱100 ℃ 過渡層焊接→復層焊接→無損檢測→局部熱處理

1.2.2 焊接質量檢驗

（1）焊縫表面質量檢查

焊縫和熱影響區表面不得有裂紋、氣孔、夾渣、凹坑、咬邊等缺陷。焊接結束后將渣皮、飛濺清除干凈。

（2）無損探傷

無損探傷按國家現行標準《壓力容器無損檢測》JB/T4730進行。

射線檢測：基層焊接完畢,進行100%射線檢測,II 級合格

超聲檢測：基層焊接完畢和射線檢測后，進行20%UT檢測，I 級合格

PT檢測：過渡層、復層焊接完畢后，對復層表面進行100%PT檢測，I 級合格

1.2.3 熱處理

熱處理的目的，是減少焊接殘余應力，防止材料硬化和裂紋的產生，提高構件的使用壽命。按照設計圖紙要求進行焊接、熱處理工藝，確保熱處理工藝的連續性。

1.3 壓力試驗

由于該設備在車間已進行了水壓試驗和氣密性試驗，現場考慮進行氣密試驗。裝置開工前，與附塔管線形成一個系統進行氣密試驗，氣密試驗壓力為1 MPa。

2 分段吊裝，空中組對

2.1 洗滌塔吊裝分段介紹

考慮用4 000 t履帶式起重機分2段吊裝洗滌塔，設備本體重量約2 000 t。在現場安裝梯子平臺、管支架和部分可安裝的管線，結合4 000 t吊車的性能進行吊裝。

2.2 工期

（1）4 000 t吊車共計使用時間16天（不包括進退場），上段吊裝作業3天、下段吊裝3天、對口時間10天；

（2）750 t吊車用于配合洗滌塔上、下段吊裝溜尾使用，共計使用時間6天，下段溜尾吊裝3天，上段溜尾吊裝3天。

3 結語

大型塔器采用分段吊裝的工藝，在安全、成本等方面具有一定的優勢[2]。

3.1 安全

（1）4 000 t履帶吊車已多次完成同類型施工任務，吊裝工藝成熟；

（2）現場立式組焊一道口，設備在臥式狀態下安裝梯子平臺、管支架和附塔管線，“穿衣戴帽”減少高空作業，安全性更高。

3.2 成本因素

（1）運輸難度較小，對碼頭、道路、橋梁、道路改造的影響較小；

（2）對現場影響較小，現場預留較少，需要作業人員較少；

（3）“穿衣戴帽”在臥式狀態下進行，對配合吊車等機械的使用上，大多可利用輕量噸級的機械，不占用大型機械。

3.3 地基處理及預留

（1）現場預留較少，且影響時間較短；

（2）地基處理區域較大，處理范圍集中，地基處理難度較低。