典型化工設(shè)備的制造

4思考題3列管式固定管板換熱器的制造與安裝2塔設(shè)備的制造與安裝1球罐的制造與安裝目錄contents

球罐的制造與安裝球罐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)球罐的構(gòu)造包括本體、支柱以及平臺(tái)梯子等附屬設(shè)備。球罐本體由上下極板、中帶板拼裝焊接而成，包括直接與球殼焊接在一起的接管與人孔。球罐支柱有支柱式、裙式、半埋式以及高架式幾種形式。附屬設(shè)備有頂部操作平臺(tái)、外部及內(nèi)部扶梯、保溫或保冷層以及閥門、儀表等。經(jīng)典球罐結(jié)構(gòu)示意圖在球瓣展開前首先要解決分瓣排版問題。我國目前常用的方法是橘瓣式分瓣法。它的優(yōu)點(diǎn)是焊縫只有水平和垂直兩種，現(xiàn)場組焊方便，可利于自動(dòng)焊；缺點(diǎn)是各帶球瓣的形狀和尺寸都不同，給制造工序增加很大工作量，而且互換性差、材料利用率低。（1）展開放樣球罐的現(xiàn)場制造工藝制作工藝球罐分瓣方法球片展開放樣的常用方法是展開圖法或球心角弧長計(jì)算法。展開圖法是按等弧長的原則，采用多級(jí)截錐體展開原理進(jìn)行的。球心角弧長計(jì)算法是利用球心角來計(jì)算弧長值。球片上任意兩點(diǎn)間球面弧長的計(jì)算公式為：L=R?式中R一一球面中心層或外壁半徑，mm;

?一一兩點(diǎn)間的球心角，rad。球片上任意兩點(diǎn)間球面中心層弧長值用于下料，而球片上任意兩點(diǎn)間外球面弧長值用于檢驗(yàn)。球罐的現(xiàn)場制造工藝制作工藝球片下料采用一次下料樣板法，樣板的正確性要求較高。下料樣板選用鋁板或薄銅板等組成，具有制造方便，柔軟性適中，精度高，容易保存等優(yōu)點(diǎn)。球罐的現(xiàn)場制造工藝制作工藝（2）下料樣板制造制造球片的鋼板應(yīng)逐張做超聲波探傷檢查，以符合驗(yàn)收要求。球片下料采用氧-乙炔或氧丙烷切割。球瓣的放樣下料分兩次進(jìn)行。一次是在成形前對(duì)板坯進(jìn)行平面劃線；另一次是在成形后用球瓣樣板進(jìn)行二次劃線，然后精切割。球罐的現(xiàn)場制造工藝制作工藝（3）下料球瓣成型方法有模壓法和卷制法兩種，目前主要采用模壓成形法。冷壓成形無需加熱，將板坯放在模具上，往復(fù)移動(dòng)，壓力機(jī)每一行程沖壓板坯的一部分，一般要壓兩到三遍。第一遍不能壓到底，必須按不同順序進(jìn)行逐點(diǎn)壓制。點(diǎn)壓成形加工順序示意圖1一第一遍壓延軌跡，2一第二遍壓延軌跡，3一第三迎壓延軌跡球罐的現(xiàn)場制造工藝制作工藝（4）成形應(yīng)對(duì)球片逐塊進(jìn)行材質(zhì)、外觀、弧度與幾何尺寸及坡口等的嚴(yán)格檢驗(yàn)，并對(duì)板面進(jìn)行100%超聲波檢驗(yàn)。并要求對(duì)厚度測量，測厚可進(jìn)行抽查，實(shí)測厚度不得小于名義厚度減去鋼板負(fù)偏差。檢查時(shí)要將球片放在特制的胎架上，避免由于球片自重而引起變形，影響球片的幾何尺寸。另外，相鄰板厚相差如超過3mm或超過薄板厚度的1/4時(shí)，應(yīng)將原板削薄過渡處理。球罐的現(xiàn)場制造工藝檢查驗(yàn)收一般規(guī)定，曲率允差：當(dāng)球瓣弦長≥2000mm時(shí)，用弧長≥2000mm的樣板檢查，間隙≤3mm。球瓣曲率測量示意圖球罐的現(xiàn)場制造工藝檢查驗(yàn)收幾何尺寸允差：長度方向弦長允差≤±2.0mm，任意寬度方向弦長A、B、C允差≤±2mm，對(duì)角錢弦長C允差≤±3mm。球罐的現(xiàn)場制造工藝檢查驗(yàn)收在球罐支柱的基礎(chǔ)上，把球瓣的單片或組片用工夾具逐一組裝成球形，分為組裝和焊接兩個(gè)階段。整體組裝法分別按赤道帶、上下溫帶、上下極帶在平臺(tái)上組裝成各自的環(huán)帶，完成縱縫焊接后再疊裝成球體。分段組裝法綜合了整體組裝和分段組裝的方法，以充分利用現(xiàn)場的現(xiàn)有條件而采用的一種較為靈活的方法?；旌辖M裝法球罐的現(xiàn)場制造工藝球體組裝要求預(yù)熱的焊縫，環(huán)境溫度低于10℃時(shí)，焊后應(yīng)后熱緩冷。7凡要求焊接前預(yù)熱的焊縫，其吊耳、工卡具的焊接也應(yīng)預(yù)熱。6組對(duì)的焊接應(yīng)采取與主焊縫相同的焊條與焊接工藝。5焊接時(shí)要控制一定的線能量，即單位長度焊縫內(nèi)的熱輸入量。4施工現(xiàn)場必須建立嚴(yán)格的焊條烘干和保溫使用的管理制度。2焊接應(yīng)由經(jīng)過使用焊條、在同樣鋼板上通過焊接考試的焊工擔(dān)任。1焊好一側(cè)后，必須在另一側(cè)先做好清根工作，才能進(jìn)行施焊。3施工現(xiàn)場環(huán)境惡劣時(shí)，要采取有效的防護(hù)措施，才能施焊。8(1)焊接技術(shù)要求球罐的現(xiàn)場制造工藝焊接工藝（2）焊縫質(zhì)量檢查與修補(bǔ)②焊縫無損探傷量應(yīng)為100%，并應(yīng)在至少焊完24h以后進(jìn)行。③發(fā)現(xiàn)有不合格的缺陷時(shí)，首先應(yīng)將缺陷消除，經(jīng)著色檢查合格后進(jìn)行補(bǔ)焊。①球罐焊接完成后，其焊縫內(nèi)外要求表面應(yīng)成形良好，表面幾何形狀達(dá)到圖紙要求。球罐的現(xiàn)場制造工藝焊接工藝凡碳鋼球罐壁厚大于34mm以及Q345R與15MnVR球罐，都應(yīng)作焊后消除應(yīng)力熱處理。（3）球罐的焊后熱處理球罐消除應(yīng)力熱處理的方法有整體高溫退火處理、低溫消除應(yīng)力處理、局部處理及超壓試驗(yàn)等。球罐多用厚度較大的高強(qiáng)度碳鋼或低合金鋼板焊接而成，焊縫多而且復(fù)雜，焊后均存在有較大的焊接應(yīng)力。球罐的現(xiàn)場制造工藝焊接工藝（3）球罐的焊后熱處理目前多采用整體高溫退火處理。在球罐內(nèi)部燃燒氣體或液體燃料，罐外用保溫材料進(jìn)行保溫。球罐被加熱到500～650℃，便按照保溫2h、降溫2h或一定的退火溫度曲線進(jìn)行整體退火熱處理。球罐的現(xiàn)場制造工藝焊接工藝球罐的現(xiàn)場制造工藝試驗(yàn)與檢驗(yàn)（1）球罐的水壓試驗(yàn)緩慢升壓到試驗(yàn)壓力，全面檢查焊縫及其他各部位有無異常，確認(rèn)一切正常后，即可按每小時(shí)1.0~1.5MPa的速度降壓。當(dāng)水充滿球罐，空氣全部排出后，封閉上部人孔，開始升壓。水壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按比例50%、90%、100%進(jìn)水，并放置一定時(shí)間。水壓試驗(yàn)前，必須先完成基礎(chǔ)的二次灌漿及養(yǎng)護(hù)，并擰緊地腳螺栓。對(duì)高強(qiáng)度鋼制球罐，試驗(yàn)用水應(yīng)作水質(zhì)分析，不得含有氯離子。試驗(yàn)壓力為工作壓力的1.25倍。（2）球罐的氣密性試驗(yàn)試驗(yàn)前，球罐各附件應(yīng)安裝完畢，并符合設(shè)計(jì)要求，球罐內(nèi)、外整潔。降壓應(yīng)平穩(wěn)緩慢，升壓速度為每小時(shí)0.1～0.2MPa，降壓速度為每小時(shí)1.0~1.5MPa。先用低壓空氣壓縮機(jī)升壓到0.4MPa后，用高壓空氣壓縮機(jī)逐級(jí)升壓達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí)，穩(wěn)定30min，檢查滲漏情況。試驗(yàn)介質(zhì)為空氣，試驗(yàn)壓力即工作壓力。球罐的現(xiàn)場制造工藝試驗(yàn)與檢驗(yàn)其項(xiàng)目包括：赤道線圓周長、外徑、垂直大圓周長、罐板厚度以及內(nèi)部總高等，其目的是測定球罐的總?cè)莘e和不同高度上的液體容積。（3）球罐的測量檢定球罐的測量檢定應(yīng)在水壓試驗(yàn)后，具有使用壓力狀態(tài)時(shí)進(jìn)行。球罐的現(xiàn)場制造工藝試驗(yàn)與檢驗(yàn)塔設(shè)備的制造與安裝塔器的制造特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)塔器按其內(nèi)件結(jié)構(gòu)來分，可以分為兩大類，即板式塔和填料塔。板式塔結(jié)構(gòu)示意圖目前所廣泛使用的浮閥塔，就是一種高效率的篩板塔與用途廣泛的泡罩塔相結(jié)合的新結(jié)構(gòu)。在石油化工設(shè)備中，板式塔的編板主要是泡罩、篩板和浮閥結(jié)構(gòu)。板式塔是在塔體內(nèi)安裝若干層塔板，以便于兩傳質(zhì)相的層級(jí)分離。填料塔塔器的制造特點(diǎn)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)填料塔是內(nèi)部堆積著一定高度填料層的塔器。在石油化學(xué)工業(yè)中，填料塔雖然不及板式塔那樣使用廣泛，但在許多裝置上都有應(yīng)用。填料可分為兩大類，一類是顆粒實(shí)體填料，另一類是規(guī)則的網(wǎng)狀填料。填料目前多由專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)制造。（1）塔體的分段組裝塔體組裝時(shí)，一般應(yīng)滿足以下規(guī)定。①塔器的總長度公差按GB1804一79《未注公差尺寸的極限偏差》執(zhí)行。在進(jìn)行筒節(jié)的劃分和排版時(shí)，必須考慮焊縫收縮量的影響。②塔體的直線度允差L

應(yīng)符合以下規(guī)定(H一筒體長度，mm)。H≤20m時(shí)，L≤2H/1000，且L<20mm;20<H≤30m時(shí)，L≤H/1000；30<H<50m時(shí)，L≤35mm；50<H≤70m時(shí)，L≤45mm；70<H≤90m時(shí)，L≤55mm；H>90m時(shí)，L≤65mm。塔器的制造特點(diǎn)制造工藝無論填料塔還是板式塔，整體組裝或分段組裝，劃線總是由下而上進(jìn)行的。為使塔盤水平度、板間距及總體裝配尺寸的精度符合圖樣以及JB1205-73《塔盤技術(shù)條件》的要求，必須以同一基準(zhǔn)線為準(zhǔn)劃出每一層的安裝位置線。塔器殼體的焊后水壓試驗(yàn)，可以在制造廠進(jìn)行臥置式檢驗(yàn)，也可在現(xiàn)場吊裝就位后進(jìn)行。（2）塔體的劃線作業(yè)塔器的制造特點(diǎn)制造工藝塔設(shè)備的安裝1.塔設(shè)備的水壓試驗(yàn)多數(shù)塔設(shè)備，由于尺寸較大，特別是高度大而無法整體到貨，一般需要現(xiàn)場組裝?，F(xiàn)場組裝完成后需要再次進(jìn)行水壓試驗(yàn)，試驗(yàn)方法及過程與制造時(shí)基本相同。塔設(shè)備可以通過盛水試漏和水壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)其強(qiáng)度和嚴(yán)密性以及焊接和連接部位有無異?，F(xiàn)象。2.吊裝前的準(zhǔn)備工作①檢查塔設(shè)備的基礎(chǔ)，特別注意地腳螺栓的埋設(shè)和墊板的放置情況。②塔設(shè)備的二次運(yùn)輸與方位調(diào)整。③布置起重機(jī)具。如采用吊車吊裝，要做好吊車站位。④安裝基礎(chǔ)要鏟麻面、放置墊板。準(zhǔn)備工作塔設(shè)備的安裝2.吊裝前的準(zhǔn)備工作塔設(shè)備的安裝塔設(shè)備的二次運(yùn)輸與方位調(diào)整，一般情況下可以利用拖排運(yùn)輸。若管口方位有偏差，則應(yīng)事先調(diào)整好，可借助于斤頂、滑輪組等完成。3.塔設(shè)備的吊裝塔設(shè)備的吊裝應(yīng)依照編制好的吊裝方案進(jìn)行，一般分為預(yù)起吊和正式吊裝兩個(gè)步驟。預(yù)起吊是從啟動(dòng)起升卷揚(yáng)機(jī)到張緊鋼絲繩的階段，此時(shí)被吊裝設(shè)備只是開始抬頭，其目的是檢查繩索與機(jī)具的受力情況，是否安全可雄；正式吊裝過程中，主要是保證各個(gè)工位的動(dòng)作要服從統(tǒng)一指揮、協(xié)調(diào)一致，以保證設(shè)備吊裝平穩(wěn)、安全穩(wěn)定地就位到基礎(chǔ)上。塔設(shè)備的安裝1塔設(shè)備就位時(shí)，應(yīng)在懸空狀況下能對(duì)準(zhǔn)地腳螺栓，如果有偏差，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施。2塔體的找正包括找標(biāo)高和鉛直皮。3最后，便可按照地腳螺栓的擰緊要求，依次擰緊固定。準(zhǔn)備4.塔設(shè)備的就位、找正和固定塔設(shè)備的安裝板式塔內(nèi)件主要有：塔盤、支承圈、定位拉桿、密封組件等。內(nèi)件安裝：首先要檢查塔盤及其附件的質(zhì)量、規(guī)格和位號(hào)，然后自下而上地逐一安裝，并保證其塔盤間距、可靠性、強(qiáng)度、密封性能等。5.塔內(nèi)件的安裝——板式塔塔盤水平度塔盤間距溢流堰高度鼓泡性能密封性能主要檢查項(xiàng)目塔設(shè)備的安裝填料塔的內(nèi)件主要是塔盤和填料。內(nèi)件安裝：塔盤安裝方法和板式塔相同，填料安裝有濕法和干法兩種。填料在安裝時(shí)，先向塔盤上灌水，再將填料小心倒入。適用于堆放高度大，易碎和數(shù)量很大，難以整齊排列的填料。濕法干法則是直接倒入。適用于填料堆放高度小，不易弄碎和需要整齊排列的填料。干法塔設(shè)備的安裝5.塔內(nèi)件的安裝——填料塔合成塔的內(nèi)件由催化劑筐、分氣盒和換熱器組合后填充保溫層，再用薄板包裹成整體形成的內(nèi)筒。內(nèi)件安裝：先將催化劑筐、分氣盒和換熱器連成一體，分別檢測各連接處的密封情況，用薄板包裹，組成整體后，進(jìn)行氣密性試驗(yàn)，再用0.3~0.5MPa的壓縮空氣吹凈。內(nèi)件安裝以后，就可以裝入經(jīng)過篩選的顆粒均勻、粒度合適的催化劑。塔設(shè)備的安裝5.塔內(nèi)件的安裝——合成塔塔設(shè)備的安裝5.塔內(nèi)件的安裝——合成塔合成塔是高壓設(shè)備，密封裝置比較特殊。其密封裝置有兩大類別：一類是強(qiáng)制密封；另一類是自緊密封。楔形墊組合自緊密封結(jié)構(gòu)列管式固定管板換熱器的制造與安裝固定管板式換熱器制造流程圖列管式固定管板換熱器的制造工藝流程固定管板列管式換熱器的結(jié)構(gòu)基本上由容器和內(nèi)部的管束組成。列管式固定管板換熱器的筒體、封頭與附件等零件的制造工藝均應(yīng)滿足GB151—89《鋼制管殼式換熱器》的要求。列管式固定管板換熱器的制造結(jié)構(gòu)特點(diǎn)制造工藝列管式固定管板換熱器的制造制造工藝管板、折流板的加工換熱管的制備管子與管板的連接脹接焊接爆炸連接脹焊連接換熱管的裝配管板一般采用Q235-B、20鋼等碳素鋼和16Mn、15MnV等低合金鋼，以及1Cr18Ni9Ti、316L、304、321等不銹鋼制成，可以用鍛件或熱軋厚鋼板作坯料。（1）管板、折流板的加工拼接管板的焊縫要100%射線或超聲波檢測，并應(yīng)作消除應(yīng)力熱處理。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造折流板應(yīng)按整圓下料，待鉆孔后拆開再切成弓形。折流板的加工群孔加工有下列方法：①在搖臂鉆上采用劃線或鉆模進(jìn)行單孔鉆削；②采用多頭鉆進(jìn)行鉆孔；③采用先進(jìn)的數(shù)控鉆床加工管板孔。管板與折流板群孔的加工制造工藝列管式固定管板換熱器的制造a.配鉆，即按照管板、折流板裝配時(shí)空間相對(duì)位置關(guān)系疊在一起鉆孔的方式。管板與折流板鉆孔的幾點(diǎn)工藝要求：b.管板孔內(nèi)可借助開槽器加工開槽，一般為一至兩道槽，以便脹管時(shí)管壁金屬因塑性變形嵌于槽內(nèi)。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造排版abcde準(zhǔn)確的長度尺寸，可以保證管子與管板的連接結(jié)構(gòu)需要；換熱管在裝配前應(yīng)逐根打壓檢查；管材若焊接對(duì)接，應(yīng)進(jìn)行100%無損檢查，并消除焊接應(yīng)力；換熱管的表面不得劃傷，特別是奧氏體不銹鋼材料。切割后，管端需要打磨光滑，以保證焊接質(zhì)量；注意問題（2）換熱管的制備制造工藝列管式固定管板換熱器的制造用脹管器擠壓伸入管口，使管端發(fā)生塑性變形，管板孔同時(shí)發(fā)生彈性變形，當(dāng)取出脹管器后，管板孔彈性恢復(fù)，管板與管子間就產(chǎn)生一定的擠緊壓力，達(dá)到密封緊固連接的目的。（3）管子與管板的連接——脹接

脹管前(a)和脹管后(b)管徑增大和受力情況制造工藝列管式固定管板換熱器的制造脹管器的結(jié)構(gòu)有多種，常用的斜柱式脹管器主要由脹桿

、外殼和三個(gè)錐形滾柱三部分組成。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造脹管器結(jié)構(gòu)圖為了保證脹接質(zhì)量，脹接時(shí)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)。脹管率應(yīng)適當(dāng)。管板的硬度應(yīng)高于管端的硬度。管子與管板結(jié)合面必須清潔。脹接時(shí)操作溫度不應(yīng)低于-10℃。為了增加管子在管板上的脹接強(qiáng)度，提高抗拉脫力，可采用翻邊脹管器。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造翻邊脹管器制造工藝列管式固定管板換熱器的制造（3）管子與管板的連接——焊接焊接法就是把管子直接焊在管板上。焊接法的優(yōu)點(diǎn)是高溫下仍能保持密封性；對(duì)管板孔加工要求低；施工簡便等。其缺點(diǎn)是：由于焊縫處存在焊接應(yīng)力而加劇局部腐蝕；管板孔與管壁之間易造成間隙腐蝕；損壞以后更換困難等。管子與管板焊接間隙示意圖(a)型多用于壓力不高或薄管板的焊接；(b)型是最常用的一種結(jié)構(gòu)形式；(c)型多用于立式換熱器上；(d)型適用于薄壁管、有熱裂傾向的材料和有色金屬的連接。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造焊接法常見的結(jié)構(gòu)形式利用炸藥爆炸瞬間產(chǎn)生的高能量使管端發(fā)生高速變形，與管板孔壁結(jié)合的方法稱為爆炸連接，分為爆炸脹接和爆炸焊接兩種。這種方法成本低，操作簡單，易掌握，勞動(dòng)量小，但操作時(shí)必須十分小心，注意安全。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造（3）管子與管板的連接——爆炸連接爆炸連接示例這種連接方法綜合了脹接及焊接的優(yōu)點(diǎn)。操作方便，制造費(fèi)用低，還可以提高管子與管板的連接強(qiáng)度。管子與管板各種連接方法的適用條件列于下表。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造（3）管子與管板的連接——脹焊連接連接方法適用條件溫度/℃壓力/MPa備注光孔<200<0.6脹接一槽孔<2二槽孔<300<4焊接<350<10焊接+貼脹<350<20可用于有縫隙腐蝕的場合焊接+脹接（二槽孔）<480<200可用于苛刻條件（4）換熱管的裝配制造工藝列管式固定管板換熱器的制造換熱管裝配是將一端管板及各折流板用拉桿及定距管對(duì)正定位后放在專用的胎具上進(jìn)行穿管。列管式固定管板換熱器制造的總裝工藝流程見下表。制造工藝列管式固定管板換熱器的制造序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容及要求1準(zhǔn)備消點(diǎn)各零部件，并復(fù)查其主要幾何尺寸，核實(shí)標(biāo)志清楚、卡片齊全2穿管將下管板作基準(zhǔn)件，將拉桿擰緊在管板上，按圖將定距管、折流管組裝，穿入全部列管3組裝套入殼體，將上下管板與殼體組隊(duì)點(diǎn)焊，引出列管，并將一端