T3001甲醇洗涤塔现场立式组装方案.docx

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T3001甲醇洗涤塔现场立式组装方案

久泰能源内蒙古有限公司年产

100万吨甲醇10万吨二甲醚项目

项目代号：

T03071

T3001甲醇洗涤塔现场立置组装方案

（工号：

712-84）

编制：

校核：

审核：

大连冰山集团金州重型机器有限公司

2008-3

目录

一、设备概况

二、制造厂内及用户安装现场的工作范围

三、运输

四、现场组装

五、水压试验

六、设备最终检验

七、交货

附图1、设备分段详图

附图2、现场组对工艺工装详图

一、设备概况

1．设备简介

久泰能源内蒙古有限公司年产100万吨甲醇10万吨二甲醚项目中的核心设备，位号为T3001的甲醇洗涤塔是由我公司承制的。

该塔的制造、检验、验收应满足由中国天辰化学工程公司设计提供的设备本体施工图纸（图号：

T03071-630FE30-0100~0115）、由湖北奥康石化设备制造有限公司设计提供的设备内件图纸和“T3001甲醇洗涤塔制造、检验、验收技术条件”及以下相关的国家、行业标准的要求。

相关国家、行业标准：

GB150《钢制压力容器》及附录C

《压力容器安全技术监察规程》99版

JB/T4710《钢制塔式容器》

HG20652《塔器设计技术规定》

HG20584《钢制化工容器技术要求》

HG20585《钢制低温容器技术规定》

JB/T1205《塔盘技术条件》

JB/T4709《钢制压力容器焊接规程》

JB/T4711《压力容器涂敷与运输包装》

该塔的设计压力为6.8Mpa；设计温度分为上下两部分，塔体上部设计温度为-80/50℃，塔体下部设计温度为-50/50℃；选用材质为SA203Gr.E；设备内操作介质为原料气/贫甲醇，属易燃易爆、中度危害；所以该台塔器按容规划分为二类压力容器。

该塔内径为φ4200mm；筒体厚度105mm，设备总长71672mm，设备内部共有82层塔盘，设备整体最大吊装重量为857吨（不含塔盘内件）。

外形结构见装配图（图号：

T03071-630FE30-0100），主要设计参数见下表1。

表1

容器类别

二类

设计压力（MPa）

6.8

工作压力（MPa）

5.45~6.1

设计温度（℃）

-80~-50（上塔）；-50~-50（下塔）

工作温度（顶部/底部）（℃）

-58.8~-16.72

水压试验压力（MPa）

8.5（立式）/9.16（卧式）

物料

原料气/贫甲醇

规格（mm）

φ4200×105×71672

容积（m3）

913

塔盘数

82层

设备总重（吨）

857（不含塔盘）

主体材料

SA203Gr.ESA350LF3CL2

2．设备分段情况

由于该设备直径大，高度高，受运输条件，热处理设备能力及现场吊装要求的限制，在我公司内将该塔分成5段分别制造（详见附图1）。

其中由于基础环直径太大（φ4980mm），运输困难，所以将材质为16MnR，高度为2870mm，重量为13吨的下段裙座单独发运；设备的其它部分共分为4段，4段的长度自下而上依次为：

17391.5mm，15613mm，20783mm，15797mm；重量依次为210吨，197吨，266吨，171吨。

二、制造厂内及用户安装现场的工作范围

按照合同要求，我公司负责该塔本体及外部预焊件的材料采购、制造、检验、验收，并负责按图纸要求在厂内组焊由湖北奥康石化设备制造有限公司提供的与塔体相焊的塔内件（塔内件的质量由奥康石化负责，塔内件的焊接质量由我公司负责）。

在厂内需完成5段塔体分别的制造，检验、验收及热处理。

在用户安装现场完成4道合拢环焊缝的组对焊接、无损检测、热处理及设备的最终水压试验。

为了保证现场顺利组对，厂内制造时需注意以下几点：

1.分段塔体的制造：

1.1筒体由27节筒节组成。

每节筒节的纵向焊接接头对口错边量≤6mm；纵缝间隙保持一致，最大与最小之差≤1.5mm；组焊后棱角度≤5mm；圆度允许偏差为±15mm。

每节筒节环向端面坡口均需采用机械方法加工而成，端面平行度偏差≤2mm；环向焊接接头对口错边量≤13mm。

筒节组装成筒体时应按筒节的序号及上、下心线进行组装，每段筒体的筒节全部组装焊接检验合格后在筒体外表面划出0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°8条心线，检测每段塔体的直线度：

第1段≤2mm；第2段≤16mm第3段≤15mm；第4段≤18mm；第5段≤15mm；且任意3m内的筒体直线度≤3mm。

并将8条心线返至筒体内壁，以筒体下端面为基准，距端面100mm处的筒体内表面划一条基准环线，以心线及基准环线作为划塔盘支撑圈、接管开孔及分段口处用于现场组对的基准环线的基准。

现场组对基准环线距上端面的理论值为100mm。

按附图1，在各分段端口处分别测量圆度、平面度及外圆周长并按下表2、表3及表4作好记录返给现场施工项目经理处，以便进行现场调整组对。

表2分段端口圆度测量表

单位：

mm

位置

数值

方位

1段上口/2段下口

2段上口/3段下口

3段上口/4段下口

4段上口/5段下口

理论值

实测值

理论值

实测值

理论值

实测值

理论值

实测值

0°~180°

4304

4200

4200

4200

45°~225°

90°~270°

135°~315°

注：

允许偏差为±15mm。

表3分段端口平面度测量表

单位：

mm

位置

数值

方位

1段上口h1/2段下口h2

2段上口h1/3段下口h2

3段上口h1/4段下口h2

4段上口h1/5段下口h2

理论值

实测值

理论值

实测值

理论值

实测值

理论值

实测值

0°

100

100

100

100

45°

90°

135°

180°

225°

270°

315°

注：

①允许偏差为±2mm。

②h1、h2分别为端面至检查线距离。

表4分段端口外圆周长测量表

单位：

mm

数值

位置

理论值

实测值

1段上口

13521

2段下口

13521

2段上口

13195

3段下口

13195

3段上口

13195

4段下口

13195

4段上口

13195

5段下口

13195

注：

环向对口错边量：

裙座分段处≤5mm，其余分段处≤13mm。

1.2分段口处的27#、47#、59#塔盘支承圈、降液板、降液板连接板，受液盘等内件在厂内不焊，包装发运到现场组焊。

1.35段塔体分别进炉进行整体热处理，热处理时敞开端应有牢固支撑，以防变形。

此支撑也作为运输用支撑,到现场后再拆除。

另件N15-1与件N15-2组焊后；件N9-2、N9-3与件N9-4组焊后随设备同炉热处理后装箱发运至现场。

1.45段塔体分别进行喷砂处理，符合JB/T4711-2003中的Sa21/2要求，并涂敷冬用环氧煤沥青。

1.5上紧试水盲板:

除M7、M5、M3、M1人孔盖用4套设备螺栓固定、N1用4套试水螺栓固定外（M7、M5、M3用于组对合拢缝时进入设备内部的通道；M1、N1为水压试验用进水口）其余所有人孔及接管均上紧法兰盖或试水盲板，试水盲板应刷以黑漆以示区别。

垫片为试水专用金属垫及缠绕垫。

2.预组装

五段塔体分别制造检验完毕后，按JB/T4710的规定进行预组装。

预组装后的尺寸应满足图纸及相关标准的要求，塔体直线度偏差不得大于42mm，任意3m内的筒体直线度偏差不得大于3mm。

裙座分段处的环向对口错对量≤5mm；其余分段处的环向对口错边量≤13mm。

预装检验合格后每段塔体分段端口外表面处的0°、90°、180°、270°四条心线位置用白色油漆划出，并点焊现场组对工装（详见附图2），以利现场组对。

然后在塔体适宜的位置上用白色油漆标记工程名称：

“久泰能源内蒙古有限公司100万吨甲醇10万吨二甲醚项目”及设备位号：

“T3001”。

分段处对接焊缝坡口表面及其内外边缘50mm范围内按Q/JHM533《焊接坡口表面涂敷可焊性防护剂工艺守则》要求涂可焊性防锈涂料。

三、运输

1.五段塔体分别公路运输至用户安装现场，敞口端用木制盲板封死，以防内件损坏。

2.现场清单：

发往用户现场的零部件清单及包装方法（含分段处相邻塔盘的降液板、连接板、备品备件等）详见《T3001甲醇洗涤塔发往用户现场的零部件清单》（待定）。

四、现场组装

五段塔体运至用户现场经检验合格后，在现场完成4道合拢环焊缝的组对焊接、无损检测、热处理及设备的最终水压试验。

现场采用4道合拢环焊缝从下至上依次进行空中组焊的立置组装方案。

1.塔体组对的主要技术要求：

1.1组对的直线度要求：

塔体直线度偏差不得大于42mm。

任意3m内的筒体直线度偏差不得大于3mm。

1.2环向对口错对量要求：

裙座分段处的环向对口错对量≤5mm；其余分段处的环向对口错边量≤13mm。

1.3组对时对口错边均匀分布,对口间隙均匀,避免一边倒现象。

1.4塔整体安装垂直度公差要求：

不得超过30mm。

2．裙座环焊缝的组焊（焊缝编号BS1）：

2段塔体的长度自下而上依次为：

2870mm，17391.5mm；重量依次为13吨，210吨。

合拢缝处筒体材质为SA203Gr.E与16MnR。

（详见附图1）。

2.1组对、定位焊：

首先由安装公司检验基础是否满足本设备的安装要求,确认合格后把基础上表面清理干净,将下段裙座吊装到基础上找正、找平，采用经纬仪检查塔体的垂直度并复查管口方位，检验合格做好记录后，上紧地脚螺栓、螺母。

然后搭设内外部脚手架，搭设的高度略高于第一段塔体的高度（2870mm），搭建的脚手架必须确保施工人员、施工设备安全方便。

再起吊第二段塔体与裙座进行空中立置组对，利用吊车的变幅、旋转机构，把下部第二段塔体基本调整到安装位置后，缓慢松钩，让设备沿着定位块自动对正就位，并用龙门卡板及千斤顶等工具工装调整至正确位置（组装示意图详见附图2）。

然后采用经纬仪检测塔体的垂直度、采用平尺、内径套筒尺检测塔体对口间隙、对口错对量，并复查管口方位。

在上述各项检测结果符合设计要求后，进行点固焊接（焊接工艺详见《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》）。

在焊缝的强度足以能够承受风载等外力后，吊车方可松钩。

2.2焊接：

按照附件《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》中的要求对该道合拢环焊缝进行预热、焊接、消氢。

同时组焊N9，N15接管组件。

2.3无损检测：

该环焊缝及接管环焊缝需进行100%射线检测（RT），符合JB/T4730.2-2005中Ⅱ级合格；100%超声检测（UT），符合JB/T4730.3-2005中Ⅰ级合格；100%磁粉检测（MT），符合JB/T4730.4-2007中Ⅰ级合格。

无损检测方案详见《T3001甲醇洗涤塔现场无损检测方案》

2.4焊后局部热处理：

对该环焊缝及接管环焊缝进行局部热处理，热处理工艺详见《T3001甲醇洗涤塔现场热处理方案》。

2.5无损检测：

局部热处理后对该道环焊缝及接管环焊缝进行100%超声检测（UT），符合JB/T4730.3-2005中Ⅰ级合格；100%磁粉检测（MT），符合JB/T4730.4-2005中Ⅰ级合格。

无损检测方案详见《T3001甲醇洗涤塔现场无损检测方案》

3.自下而上第二道合拢环焊缝的组焊（焊缝编号B7）：

即设备第3段塔体与第2段塔体的组装：

第3段塔体的长度为：

15613mm，重量为197吨。

合拢缝处筒体材质为SA203Gr.E（详见附图1）。

3.1组对、定位焊：

将预制好的空中组对平台吊装到安装位置进行安装，平台位置应在筒体内、外焊缝下侧800mm位置，标高18679mm。

距离筒壁约800mm。

平台应满足摆放6~8台电焊机，一台电加热器（应在筒体外侧离筒壁800mm外搭建平台放置）和6~8名焊工操作。

并搭设内外部脚手架，搭设的高度略高于第2段塔体的高度（19479mm），搭建的脚手架必须确保工作人员、工作设备安全和方便。

然后起吊第三段塔体，与第二段塔体进行空中组对，利用吊车的变幅、旋转机构，把第三段塔体基本调整到安装位置后，缓慢松钩，让设备沿着定位块自动对正就位，并用龙门卡板及千斤顶等工具工装调整至正确位置（组装示意图详见附图2）。

然后采用经纬仪检测塔体的垂直度、采用平尺、内径套筒尺检测塔体对口间隙、对口错对量，并复查管口方位。

在上述各项检测结果符合设计要求后，进行点固焊接（焊接工艺详见《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》），在焊缝的强度足以能够承受风载所引起的外力后，吊车方可松钩。

然后在筒体内、外侧焊缝上约1.5米范围内搭建防风雨设施（塔体还应设置防雷装置），如用防火棚布等进行防护，工作棚应铺设石棉毡防风，以保证焊接工作环境良好。

搭建的工作棚必须确保施工人员、施工设备安全和方便。

3.2焊接：

按照附件《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》中的要求对该道合拢环焊缝进行预热、焊接、消氢。

并焊接第27#塔盘支承圈及降液板连接板。

3.3无损检测：

合拢环焊缝无损检测要求：

环焊缝需进行100%射线检测（RT），符合JB/T4730.2-2005中Ⅱ级合格；100%超声检测（UT），符合JB/T4730.3-2005中Ⅰ级合格；内外表面100%磁粉检测（MT），符合JB/T4730.4-2007中Ⅰ级合格。

无损检测方案详见《T3001甲醇洗涤塔现场无损检测方案》

3.4焊后局部热处理：

对该环焊缝及27#塔盘支承圈及降液板连接板与筒体焊缝进行局部热处理，进行局部热处理，热处理工艺详见《T3001甲醇洗涤塔现场热处理方案》。

3.5无损检测：

局部热处理后对该道环焊缝进行100%超声检测（UT），符合JB/T4730.3-2005中Ⅰ级合格；100%磁粉检测（MT），符合JB/T4730.4-2005中Ⅰ级合格。

无损检测方案详见《T3001甲醇洗涤塔现场无损检测方案》

3.6焊接内件：

焊接27#塔盘支承圈，受液盘，支承板，堵板等内件，焊接工艺详见《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》。

4.按照上述第3条内容要求从下至上依次完成其它两道合拢环焊缝及分段口处塔内件的焊接、无损检测及局部热处理。

焊接工艺详见附件《T3001甲醇洗涤塔现场组装焊接方案》。

局部热处理工艺见《T3001甲醇洗涤塔现场热处理方案》。

并对设备进行整体检验，满足设计要求。

五、水压试验

1.该台塔器采用现场立式水压试验。

试验压力：

8.5Mpa；设备容积：

913m3；充水后设备最大重量：

1749吨；水压试验温度：

不得低于15℃；试验介质为水，水中氯离子含量不得超过25ppm。

2.水压试验时，N1，N2，M1为注水口，充液时应将容器内的空气排尽。

N9为排水口，排水口应事先连接高压截止阀，以便试压后排水到指定地点。

3.试验前封闭设备上所有开口，并对安全防护措施及试验准备工作进行全面检验，场地周围设置警戒线，无关人员不得进入试压场地。

连接部位的紧固螺栓必须装配齐全紧固妥当。

4.压力试验时必须采用两个量程相同的并经过校正的压力表。

压力表的量程为试验压力的2倍左右，但不应低于1.5倍和高于4倍的试验压力。

试验时容器顶部应设排气口，试验过程中应保持容器观察表面的干燥。

试验时，压力应缓慢上升，达到规定压力后，保压时间不少于30分钟。

然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长的时间以对所有焊接接头和连接部位进行检查。

检验期间压力应保持不变，不得采用连续加压来保持试验压力不变。

压力容器液压试验过程中，不得带压紧固螺栓或向受压元件施加外力。

5.压力试验过程中，如果发现有异常响声，压力下降，加压装置发生故障等不正常现象时，应立即停止试验，并查明原因。

6.水压试验后，符合下列条件为合格：

无泄漏；无可见的变形；验过程中无异常的响声。

7.设备水压试验时如发生泄漏，按以下要求处理：

7.1法兰密封面发生泄漏，则马上泄压，按螺栓上紧要求重新紧固，至密封面不泄漏为止，按上述要求重新升压试验。

当按要求重新紧固螺栓后，仍发生泄漏，则应泄压，放水后检验垫片及密封面是否有缺陷，如有问题则更换垫片或处理密封面，重新紧固螺栓，按7.4重新升压试验。

紧固螺栓的顺序可按下图进行。

7.2如果焊缝处发生泄漏，应泄压，水排尽后，用压缩空气将容器内部吹干，分析原因并进行无损检测，找出原因后由设计工艺人员制定返修方案。

由铆工按返修方案打磨缺陷处，缺陷清除干净后检验员检验。

按返修方案中焊接工艺进行焊接，无损检测要求检测，热处理工艺进行局部热处理。

8.水压试验后将试水盲板、螺柱、螺母及其他工装发运回公司。

六、设备最终检验

水压试验合格后对设备上的所有焊缝进行100%超声检测（UT），符合JB/T4730.3-2005中Ⅰ级合格；100%磁粉检测（MT），符合JB/T4730.4-2005中Ⅰ级合格。

检测方案详见《T3001甲醇洗涤塔现场无损检测方案》

七、交货

设备最终检验合格后，我公司即完成了整台设备的制造。