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(jiǎn)介

EO/EG（環(huán)氧乙烷/乙二醇）裝置生產(chǎn)多采用乙烯直接氧化法。在其發(fā)展過(guò)程中，SHELL和SD公司均發(fā)揮著舉足輕重的作用，而SD公司在工藝流程的設(shè)計(jì)上具有一定的優(yōu)勢(shì)[1]。

文章以某EO/EG裝置（SD技術(shù)）洗滌塔為例，設(shè)備高度約94 m，塔體內(nèi)徑9 100 mm ，主體材質(zhì)為（Q345R+S30403） ，主體壁厚為(70+3)/(60+3)mm ，設(shè)備凈質(zhì)量約為2 000 t，附塔管線及勞動(dòng)保護(hù)重約360 t。

結(jié)合4 000 t吊車性能，主臂長(zhǎng)度114 m，吊裝半徑26 m內(nèi)，最大起吊重量為2 140 t，扣除吊鉤等工裝270 t，實(shí)際最大吊裝能力為1 870 t，故本設(shè)備不能用4 000 t吊車整體吊裝，選用分二段吊裝。

塔為超長(zhǎng)超重超寬設(shè)備，本塔體在車間整體制造，并整體做水壓試驗(yàn)、氣密試驗(yàn)合格后，將分段處割開(kāi)，分上下兩段塔體運(yùn)輸，其中下段塔體部分帶裙座一起運(yùn)輸，上下兩段塔體合攏需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工。

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

1.1 塔體組對(duì)

1.1.1 組對(duì)前準(zhǔn)備

塔體運(yùn)抵現(xiàn)場(chǎng)前應(yīng)檢查下列項(xiàng)目:

（1）塔體的位號(hào)段號(hào)正確；

（2）檢查設(shè)備出廠前對(duì)方位母線的標(biāo)識(shí)，即0°、90°、180°、270°四條基準(zhǔn)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(zhǎng)與下段塔體上口周長(zhǎng)尺寸應(yīng)基本相符；

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

（6）操作平臺(tái)的搭設(shè)符合安裝、吊裝及HSE要求。

1.1.2 組對(duì)及焊接過(guò)程

（1）下段筒體的內(nèi)外支撐以及防護(hù)措施在地面完成后由吊裝公司負(fù)責(zé)吊裝就位；

（2）上段筒體的吊裝按照施工單位的吊裝方案執(zhí)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(shù)要求必須在塔體合攏縫滿足吊裝設(shè)備脫鉤要求后，方可解除，預(yù)計(jì)時(shí)間約10天；

（4）合攏縫在外部焊接完成后進(jìn)行內(nèi)壁不銹鋼過(guò)渡層和耐腐蝕層的焊接，焊工人數(shù)各為6人，時(shí)間預(yù)計(jì)約為6天。

1.1.3 塔體每段的尺寸偏差應(yīng)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(diào)整其垂直度控制在15 mm 內(nèi)；

（2）上段塔體安裝完成后測(cè)量其垂直度，如有超差則通過(guò)調(diào)整環(huán)焊縫的組對(duì)間隙來(lái)完成；吊裝前必須對(duì)環(huán)縫的操作平臺(tái)進(jìn)行組裝焊接以及防雨布的組裝，具備現(xiàn)場(chǎng)環(huán)縫焊接和防護(hù)的操作條件。

① 外平臺(tái)的搭設(shè)要求：設(shè)備環(huán)縫下1.2 m、2.2 m處兩排各10塊的預(yù)焊接板（設(shè)備上已安裝）；環(huán)縫上0.6 m處的預(yù)焊接板（已安裝）。利用這兩排預(yù)焊接板上組裝焊接操作平臺(tái)，具體用料：12#槽鋼（支撐）、10#角鋼（斜支撐）、6t花紋鋼板（平臺(tái)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(nèi)平臺(tái)的搭設(shè)要求：距離設(shè)備合攏縫1 m處焊接米字支撐，即設(shè)備運(yùn)輸和組裝中的防止變形的工裝。利用該工裝搭設(shè)內(nèi)平臺(tái)，支撐采用219*10 t碳鋼管材，與筒壁連接處加設(shè)10 mm不銹鋼墊板，在米字支撐上面搭設(shè)鋼平臺(tái)，采用現(xiàn)場(chǎng)250*3 000 mm的鋼腳手板，并與米字支撐進(jìn)行固定，同時(shí)在米字支撐上焊接φ50*1 m高鋼管作為防護(hù)立柱，在立柱的外側(cè)加設(shè)防護(hù)安全網(wǎng)。具體方法如圖1所示。

圖1 內(nèi)平臺(tái)的搭設(shè)

1.1.4 環(huán)焊縫組對(duì)要求

（1）將復(fù)測(cè)合格的分段塔體，按設(shè)備方位吊裝就位，在吊機(jī)吊索未完全放松時(shí)進(jìn)行環(huán)焊縫的組對(duì)；

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

（3）對(duì)接環(huán)焊縫組對(duì)的對(duì)口錯(cuò)邊量允許偏差不大于 1.5 mm；

（4）對(duì)接環(huán)焊縫處形成的棱角度應(yīng)小于 5 mm，應(yīng)用長(zhǎng)度不小于300 mm 的檢查尺檢查；

（5）按焊接工藝對(duì)組對(duì)的環(huán)焊縫進(jìn)行定位焊。定位焊在塔壁的外側(cè)，定位焊長(zhǎng)度為80～100 mm，間隔250～300 mm ，定位焊施焊時(shí)其引弧和熄弧均應(yīng)在坡口內(nèi)；

（6）定位焊前，應(yīng)按焊接工藝對(duì)施焊處及周圍150 mm范圍內(nèi)進(jìn)行火焰預(yù)熱，預(yù)熱溫度100 ℃。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)焊接、熱處理

1.2.1 焊接施工

（1）定位點(diǎn)焊

定位焊、臨時(shí)工夾具及墊板的焊工資格應(yīng)與本體焊縫要求相同。定位焊在坡口外側(cè)，焊長(zhǎng)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(shù)、焊接質(zhì)量要求都與正式焊縫焊接時(shí)相同，當(dāng)出現(xiàn)裂縫時(shí)必須清除。定位焊的引弧和熄弧都應(yīng)在坡口內(nèi)。

（2）焊接順序

焊縫內(nèi)坡口打磨清理→預(yù)熱 100 ℃ 內(nèi)側(cè)焊接→外側(cè)碳刨焊縫清根打磨→預(yù)熱100 ℃ 外側(cè)焊接→表面檢測(cè)合格無(wú)損檢測(cè)→無(wú)損檢測(cè)合格基層焊縫打磨預(yù)熱100 ℃ 過(guò)渡層焊接→復(fù)層焊接→無(wú)損檢測(cè)→局部熱處理

1.2.2 焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）焊縫表面質(zhì)量檢查

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

（2）無(wú)損探傷

無(wú)損探傷按國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《壓力容器無(wú)損檢測(cè)》JB/T4730進(jìn)行。

射線檢測(cè)：基層焊接完畢,進(jìn)行100%射線檢測(cè),II 級(jí)合格

超聲檢測(cè)：基層焊接完畢和射線檢測(cè)后，進(jìn)行20%UT檢測(cè)，I 級(jí)合格

PT檢測(cè)：過(guò)渡層、復(fù)層焊接完畢后，對(duì)復(fù)層表面進(jìn)行100%PT檢測(cè)，I 級(jí)合格

1.2.3 熱處理

熱處理的目的，是減少焊接殘余應(yīng)力，防止材料硬化和裂紋的產(chǎn)生，提高構(gòu)件的使用壽命。按照設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行焊接、熱處理工藝，確保熱處理工藝的連續(xù)性。

1.3 壓力試驗(yàn)

由于該設(shè)備在車間已進(jìn)行了水壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)考慮進(jìn)行氣密試驗(yàn)。裝置開(kāi)工前，與附塔管線形成一個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行氣密試驗(yàn)，氣密試驗(yàn)壓力為1 MPa。

2 分段吊裝，空中組對(duì)

2.1 洗滌塔吊裝分段介紹

考慮用4 000 t履帶式起重機(jī)分2段吊裝洗滌塔，設(shè)備本體重量約2 000 t。在現(xiàn)場(chǎng)安裝梯子平臺(tái)、管支架和部分可安裝的管線，結(jié)合4 000 t吊車的性能進(jìn)行吊裝。

2.2 工期

（1）4 000 t吊車共計(jì)使用時(shí)間16天（不包括進(jìn)退場(chǎng)），上段吊裝作業(yè)3天、下段吊裝3天、對(duì)口時(shí)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(jì)使用時(shí)間6天，下段溜尾吊裝3天，上段溜尾吊裝3天。

3 結(jié)語(yǔ)

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(yōu)勢(shì)[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(wù)，吊裝工藝成熟；

（2）現(xiàn)場(chǎng)立式組焊一道口，設(shè)備在臥式狀態(tài)下安裝梯子平臺(tái)、管支架和附塔管線，“穿衣戴帽”減少高空作業(yè)，安全性更高。

3.2 成本因素

（1）運(yùn)輸難度較小，對(duì)碼頭、道路、橋梁、道路改造的影響較??；

（2）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)影響較小，現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留較少，需要作業(yè)人員較少；

（3）“穿衣戴帽”在臥式狀態(tài)下進(jìn)行，對(duì)配合吊車等機(jī)械的使用上，大多可利用輕量噸級(jí)的機(jī)械，不占用大型機(jī)械。

3.3 地基處理及預(yù)留

（1）現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留較少，且影響時(shí)間較短；

（2）地基處理區(qū)域較大，處理范圍集中，地基處理難度較低。