压力容器基础知识-塔器

存在会使筒体不连续而增加局部应力,如容器承载运行时会产生附加弯曲应力,对耐腐蚀设备可能会引发应力腐蚀破裂。因此,GBl50--98第lO.2.4.2条指出:“在焊接接头环向形成的棱角E,用弦长=1/6内径且不小于300mm的内样板或外样板检查,其E值不得大于(δs/10+2)mm,且不大于5mm”。 4.4.1 环向棱角度

环向棱角度的形成主要与筒体板头预弯角度、内焊缝余高和焊缝坡口形式及焊接工艺有关。实践证明,筒体板头预弯不好,组对纵缝时可能会形成外凸的棱角或内凹的棱角,焊后用三辊卷板机校圆时对前者不易校圆,对后者可以用中间辊适当下压来改善或消除,但下凹量过大时,焊缝两侧的最高部位的曲率较大,相当于外凸的棱角,也不易校圆。因此,最好组对成水平的状态,这样不但错边量容易控制,校圆后的棱角度也较小。预弯的方法主要有卷板机预弯和冲压预弯,较薄钢板的预弯可以在两下辊的上面搁置一块由厚钢板制成的预弯模,将钢板的端部放入预弯模中,再依靠上辊压弯成型。较厚钢板的预弯可预留直边,压弯成型后将直边切除再卷圆。预留直边量不小于两倍的板厚。内焊缝余高对筒体棱角度的影响,主要表现为:在筒体校圆过程中由于内焊缝对中间下压辊的支撑作用,使纵缝部位下压量增大,从而形成外凸的棱角。当内焊缝余高<1.0mm时,影响不大,若内焊缝余高大于2.0mm,则筒体校圆后的环向棱角度大多不能满足标准要求,需借助于其他办法,如用砂轮机打磨来减少其棱角度,这样增加了工人的劳动强度。因此对内焊缝余高大于1.5mm的简体,先将其内焊缝打磨至与母材齐平,然后校圆。同时也可以考虑将外V形坡口改为内V形坡口,也可考虑先焊里口,然后焊外口。如果内焊缝余高不大于1.0mm,在校圆的过程中可对焊接内角变形起一定的改善作用,不致于引起明显的外棱角,所以可不打磨。

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4.4.1 轴向棱角度

(1)焊接角变形对筒体轴向棱角度的影响

焊接较薄筒体时易产生轴向棱角度。

环缝的焊接角变形由两个因素引起:一是焊缝的横向收缩变形在板厚方向上分布不均所引起的弯曲应力导致的角变形;二是焊缝的环向收缩引起的长向缩小变形。结果出现所谓的“卡腰”现象。

坡口形式对筒体环缝焊接角度变形的影响最大,焊道层数的影响较小一些。因此,为了减小焊接环缝时在筒体轴向形成的棱角度,建议低温容器筒体环缝坡口采用单面内V形坡口。这样可使环焊缝的横向收缩和环向收缩引起的角变形互相抵消一部分。

(2)环缝对口错边量引起的轴向棱角度

控制筒体环缝对口错边时需要将局部超标部位用工卡具矫形,使其产生局部变形,造成该部位边缘下塌或上翘,从而形成轴向棱角。为了控制轴向棱角度,关键是控制组对之前筒体的圆度和环向棱角度。限于目前的工装设备,用三辊卷板机校圆后的筒体圆度和棱角度不可能很小,因此最好在组对时先仔细调整,使两筒体自然组对形成的错边量尽量小一些,然后对错边量较大的部位采取矫形措施。但因下塌变形后减小的错边量不能使该部位的轴向棱角度随之减小。

综上所述,筒体纵缝环向棱角度的关键控制工序或因素是预弯组对,其次是内焊缝余高及焊接角变形。环缝轴向棱角度的关键控制因素是焊接角变形,其次是对口错边及下塌量,环缝对口间隙偏差对环缝轴向棱角度的影响很小。

4.5 筒体直线度的控制

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筒体组对不直时会在其轴向造成附加弯曲应力,另外还不利于筒体内件的安装。 直线度要求:

一般容器:L≤30000mm 直线度≤L/1000mm L>30000mm 直线度按塔器 塔 器:L≤15000mm 直线度≤L/1000mm L>15000mm 直线度≤0.5L/1000+8mm 4.6环缝对口间隙对筒体直线度的影响

与形成轴向棱角度一样,如果两筒体的中心线没有对一致,形成夹角,则存在对口间隙偏差△a,所以,在间隙最大和最小的两筒体轴向也形成最大直线度△L1max.考虑筒体组对最差的情况,即几个筒体组对时其环缝最大、最小间隙出现在筒体同一母线上,形成弯曲状态。但在实际组对过程中,筒体之间的中心线是否一致很难测量,所以优先保证筒体直线度,而不把对口间隙放在第一位。只有在下料、卷板没有任何偏差的情况下,对口间隙才能作为筒体直线度的参考。

4.7 筒体圆度和轴向棱角度对简体直线度的影响

筒体存在圆度时,可使筒体直线度增大。由于筒体组对时,其最大和最小直径所处的位置是随机的,选择测量位置时,又有些随机性,因此同一筒体由于其圆度的影响,测量位置不同时,测得的直线度就不同。为了很好地控制简体的直线度,应该多测几个部位,一般对称测量四个部位。筒体环缝棱角度对筒体直线度的影响与圆度的影响相似,也有其随机性。此外,在筒体组对点焊时由△a引起的轴向棱角度E1与引起的直线度△L同时存在;错边、下塌变形和焊接环缝等以后形成的棱角度E2有多大,筒体直线度可能会

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在原有数值上增大相应的值,即△L2max=△L=E2。实际上筒体轴向棱角度是控制筒体环缝附近直线度的,若轴向棱角度控制的较小,那么筒体的直线度也就较小。

综上所述,控制筒体直线度的关键环节是在筒体组对,卧式组对一般采用V型组对工装、H型钢等胎具进行组对。组对筒体时优先保证其整体直线度,对于筒体圆度和轴向棱角度引起的局部筒体直线度超标要有正确的认识,局部超标时可以通过矫形来缩小,但不能影响筒体整体直线度。对于长度较长的塔器类设备,可以采取分段组对,逐段控制的办法来保证设备整体直线度。筒体圆度对筒体直线度的影响也要加以重视,可以减少组对时的工作量;而环缝轴向棱度对筒体的直线度的影响较小。

5、塔体开孔及接管组装

5.1 在塔体外表面按0°、90°、180°、270°划出四条中心线和最下部一节筒节水平检查线,从顶部到底部打上粉线,以外表面四条中心线和最下部一节筒节的水平检查线为基准,按管口方位图和管口标高划出开孔位置和开孔尺寸。管口标高允许偏差为±5mm(自底面算起),方位允许偏差为±5mm(按外径弧长测量)。

5.2 确认划线无误后,按图样要求的坡口型式进行切割,坡口表面及其内外边缘50mm范围内(包括接管)去污除锈。

5.3 接管与法兰焊接后,再组焊于塔体上,组装接管时要保证法兰面的水平或垂直,其允许偏差不得超过法兰外径的1%(法兰外径小于100mm时,按100mm计算),且不得大于3mm。

5.4 对采用法兰连接的筒体,距法兰端面700mm范围内有大接管或焊接

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