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1、静置设备与金属结构制作安装工程施工技术静置设备是安装后使用环境固定不能移动，在完成生产工艺过程时主要零部件不进行机械运动的设备，包括塔、容器、储罐等反应、换热、分离、储存容器等。静置设备有高温高压设备，介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性，危险性较大。大多数属特种设备安全监察条例监督管理的压力容器，是机电工程大量涉及的工程对象。本目重点是：塔器设备的安装技术、金属储罐（柜）制作安装技术，球形罐的组装技术。1 静置设备制作与安装技术要求静置设备：在生产操作过程中无须动力来带动（带搅拌装置设备除外） ，安装后处于静止状态的设备。机电工程中设置的静置设备有（四电三器两罐一换气）：电解槽、电储存器、电除雾
2、器、电除尘器、容器、塔器、反应器、球罐、储罐、换热设备、气柜。一、静置设备的分类1.按设备的设计压力（P）分类（1）P0 ，真空设备；P0.1MPa，常压设备；0.1MPaP1.6MPa，低压设备；1.6MPaP10MPa，中压设备；10MPaP100MPa，高压设备；P100MPa，超高压设备。（2）高压容器的主要构件：筒体、密封件、端盖、筒体端部、紧固连接件。高压筒体是高压容器的主体。2.按设备在生产工艺过程中的作用原理分类（1）R反应设备； E换热设备；S分离设备；C储存设备（球罐代号 B） 。（2）在一种设备中，如果有两种以上工艺作用时，按照工艺过程中的主要作用来划分。3.按“压力容器
3、安全技术监察规程” （即设备的工作压力、温度，介质的危害程度）来划分。（1）一类容器：非易燃或无毒介质的低压容器；易燃或有毒介质的低压分离器外壳或换热器的外壳。（2）二类容器：中压容器；剧毒介质的低压容器；易燃或有毒介质（包括中度危害介质）的低压反应器外壳或贮罐；低压管壳式余热锅炉；搪玻璃压力容器。（3）三类容器：高压容器、超高压容器；高压、中压管壳式余热锅炉；毒性程度为极度和高度危害介质的中压容器和 PV 大于等于 0.2MPam的低压容器；易燃或毒性程度为中度危害介质且 PV 大于等于 0.5MPam的中压反应容器和 PV 大于等于 10MPam的中压储存容器。4.按结构材料分类（1）金属
4、设备，应用最多的是低碳钢和普通低合金钢。腐蚀严重或纯度要求高的用不锈钢、不锈复合钢板或铝制造设备；深冷操作设备中用铜和铜合金；不承压的塔节或容器可以使用铸铁。（2）非金属材料可做设备的衬里，也可作独立构件。常用的有硬聚氯乙烯、玻璃钢、不透性石墨、化工搪瓷、化工陶瓷以及砖、板、橡胶衬里等。5.按介质安全性质分类（1）易燃、易爆介质易燃介质亦即爆炸危险介质，系指其气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物。（2）化学介质的毒害程度可以分为极度危害（级） 、高度危害（级） 、中度危害（级） 、轻度危害（级）四个级别。6.其他非标设备如火炬等。二、压力容器安装许可规则（1）压力容器安装许可规则所称
5、压力容器，是指特种设备安全监察条例适用范围的压力容器；压力容器安装，是指压力容器整体就位、整体移位安装的活动。（2）需在安装现场完成最后环焊缝焊接工作的压力容器和需在现场组焊的压力容器，不属于压力容器安装许可范围。例如分段分片运至施工现场的焊接塔器、球罐等。（3）压力容器在安装前，安装施工单位应当向直辖市或者设区的市的特种设备安全监督管理部门书面告知。（4）压力容器安装单位，应当取得国家质量监督检验总局颁发的一级压力容器安装许可证。（5）取得压力容器制造许可资格的单位（A3 级注明仅限球壳板压制和仅限封头制造者除外） ，可以从事相应制造许可范围内的压力容器安装工作，不需要另取压力容器安装许可资
6、格。如：取得 A1 级制造许可的单位，可安装超高压容器、高压容器；取得 A2 级制造许可的单位，可安装第三类低、中压容器；A3 级可进行球形储罐现场组焊。（6）取得 CG1 级压力管道安装许可资格的单位，或取得二级（含二级）以上锅炉安装资格的单位可以从事压力容器安装工作，不需另取压力容器安装许可资格。三、塔、容器的安装1.塔、容器类工艺设备的结构塔、容器类工艺设备（以下简称塔器）为圆筒形焊接结构的工艺设备，由筒体、封头内件（包括填料）和支座组成，是专门为某种生产工艺要求而设计、制造的非标准设备。按型式分为立式（轴线呈垂直）和卧式（轴线呈水平）两类。塔器大多数属于压力容器2.塔、容器的到货状态设
7、备的到货状态受铁路、公路、涵洞、隧道、码头、桥梁、起重设备的吊装能力、水平运输设备的运输能力等一种或多种因素的制约，应确定设备是以整体到货还是分段到货或是分片到货。3.塔、容器安装程序（1）安装前的检查1）施工前需按规范要求完成安装方案的编制、审核、报批。在监理工程师或业主代表批复后，方案作为执行文件，需严格遵守。方案的主要内容应包括设备位号、设备的重量和外形尺寸、设备的到货状态、施工机具的配置、施工人力的安排、施工工序组织、每个工序的合格标准、施工计划的时间、施工材料计划、HSE 措施等。2）塔、容器在安装或现场组装前应检查设备或半成品、零部件的制造质量，符合设计要求方可验收。焊材、垫铁、防
8、腐、保温、防护材料等都必须符合规范或设要求。基础符合设计要求。垫铁放置符合计算结果要求的数量、规格、标高。3）对于属于受监察的压力容器的塔、容器的安装（整体就位或移位安装） 、现场组焊（无论是现场完成最后环焊缝焊接还是整体组焊） ，施工单位应具有特种设备安全监察条例等相关法规定的许可资格。施焊的焊工需持有效证件上岗，且施焊的项目符合焊工证准许的项目。塔、容器的电气安装（包括照明）及仪表施工人员亦应满足人员资质的要求。4）焊机、起重机、索具等机具符合要求。5）施工环境必须符合要求。风力达到六级 10.8m/s，不允许进行吊装；温度低于 -5，不得进行吊装；空气流速超过 2m/s，严禁二氧化碳气保
9、焊作业 。6）严把程序，重大作业需安排专职人员全过程实时检查。（2）塔、容器的安装吊装就位找平找正灌浆抹面内件安装防腐保温检查封闭。 （详见书）1）吊装就位。对于整体安装的塔、容器，应使用设备上的吊耳进行设备起吊就位。2）找平找正。按基础上的安装基准线对应设备上的基准测点进行调整和测量。其要求是：设备支承的底标髙以基础上的标高基准线为基准；设备的中心线位置以基础上的中心划线为基准；立式设备的铅垂度一般以设备两端部的测点为基准。卧式设备的找正用透明胶管灌水，利用连通管原理进行，水平度测点以设备的中心划线为基准。设备找正或找平采用垫铁调整，不得用紧固或放松地脚螺栓的方法进行调整。 有坡度要求的卧式
10、设备，按图纸要求进行，无坡度要求的卧式设备，水平度偏差要偏向设备的排污方向。受膨胀或收缩的卧式设备，其滑动侧的地脚螺栓要先紧固，当设备安装和管线连接完成后，再松动螺母留下 0.51mm 的间隙，而后将锁紧螺母再次紧固以保持这一间隙。3）灌浆抹面。用设计规定的材料完成灌浆工作。一般会采用比基础混凝土高一个等级的细石混凝土进行灌浆作业；对于灌浆层有高要求的，使用比基础混凝土高一个等级的无收缩混凝土灌浆；目前较多采用的是树脂类的灌浆料灌浆，其特点是：流动性好、强度高、保养时间少、外观成型好。4）内件安装。以板式塔为例，内件安装程序：支撑点测量降液板安装横梁安装受液盘安装塔盘板安装溢流堰安装通道板拆装
11、清理杂物检查人员终检通道板恢复人孔封闭。5）分段或分片到货塔器的现场组对安装程序分段到货塔器组对安装方式：分卧装和在基础由下至上逐段组对安装两种方式。分片到货塔器（如催化装置的两器）的组对方法：采用卧装法或立装法施工。6）现场施焊的焊缝应进行无损检测。7）防腐保温。在设备安装前应对碳钢塔、容器进行除锈（根据设计要求，采用机械除锈或喷射除锈）涂装底漆。在设备就位试压后，焊缝处补漆，然后完成设计文件规定的中间漆、面漆或保温层的施工。8）检查封闭。完成塔、容器的全面检查，确认内件、填料等都符合要求后，经监理工程师确认，加装规定的垫片、封闭人孔，按规范要求的顺序和力矩，拧紧连接螺栓。四、钢制球形储罐安
12、装方法1.钢制球形储罐的构造球罐由球罐本体、支柱和附件组成。按结构形式分为瓜瓣式、足球式和混合式；有 3 带、4 带、5 带、7 带区别。2.球罐常用的组装方法（1）散装法：400m 以上的球罐组装，应用最广，技术最成熟。施工程序：支柱上、下段组装赤道带安装下温带安装下寒带安装上温带安装上寒带安装上、下极安装。（2）分带法：4001500m的球罐组装。已较少使用（3）半球法：400m 以下的球罐组装。五、钢制储罐安装方法1.常用钢制储罐的种类锥顶储罐、拱顶储罐、内浮盘拱顶储罐、浮顶储罐、无力矩储罐和气柜。2.安装方法常见的钢制储罐的安装方法有正装法、倒装法、气顶法和水浮法。（1）正装法。正装法
13、是先将罐底在基础上铺焊好后，将罐壁的第一圈板逐块分别与底板垂直对接并施焊，再用机械将第二圈壁板与第一圈壁板逐块组装焊接，直至最后一圈壁板组焊完毕，最后再安装罐顶板。大型浮顶罐一般采用正装法施工，壁板和底板的焊接一般采用自动焊。（2）倒装法。倒装法的施工程序和正装法相反，倒装法的施工程序是：罐底板铺设在铺好的罐底板上安装最上圈板制作并安装罐顶整体提升安装下圈板整体提升直至最下一圈板，依次从上到下地进行安装。倒装法安装基本是在地面上进行，避免了高空作业，保证了安全，有利于提高质量和工效，目前在储罐施工中被广泛采用。拱顶罐采用该法施工比较多。倒装法的提升工具是电动葫芦或液压提升系统。随着国内工机具质
14、量的提高，100000m的浮顶罐已有使用液压提升倒装法施工的成功案例。（3）充气顶升法（或称吹气倒装法） 。充气顶升是利用罐体本身的结构条件和密封性能，按照倒装法顺序，利用鼓风机向罐内鼓入空气，当压缩空气所产生的浮力超过罐体重量时，罐体开始徐徐上升，采用钢索平衡装置或倒链来控制罐体的平衡，当罐体浮升到设定的高度时，与下一圈已围好的壁板组对，用专用的工装卡具将上、下圈的壁板调整到要求的间隙后加以固定，上、下壁板组焊直至最终完成。充气顶升安装是一种操作简单、省人力、省物力的安装工艺，在我国拱顶罐施工中得到了广泛应用。例如由于特殊的结构要求，165000mLNG 储罐的防潮外罐的钢制拱顶，采用气吹法
15、升顶就位。由于充气顶升法在常规的拱顶罐提升安装过程中，其各圈壁板的环焊缝均处于受拉状态，且越是接近顶层的薄壁板环缝受力越大，目前该工艺正逐步被电动葫芦提升倒装法或液压提升倒装法所取代。（4）水浮法。它是利用水的浮力和浮船罐顶的构造特点来达到储罐组装的一种方法。是 正装法的一种。由于其施工周期长、水资源利用率相对较低，巳逐步被其他安装工艺取代。3.常见钢制储罐的焊接方法（1）手工电弧焊接。是目前钢制储罐焊接方法中应用最广泛的一种。（2）钢制储罐的角焊缝半自动焊接。主要指半自动 CO2 气保焊，多用于钢制储罐的底板角焊缝和顶板角焊缝的焊接。（3）钢制储罐环缝埋弧自动焊接。主要用于正装法施工的大型储
16、罐罐壁环缝的焊接，它是将焊接操作机挂在刚组焊好的罐壁上缘，沿罐壁行走（环缝焊接）带动埋弧焊机完成焊缝的焊接。（4）双丝埋弧自动角缝焊接。适合于底板、顶板的角缝焊接。（5）钢制储罐立缝气电焊。是一种熔化极气体保护电弧垂直对接焊方法，采用药芯焊丝作为熔化极，用能自动控制的上升系统带动焊枪进行连续焊接，在水冷滑块的强迫成形作用下，以 CO2 气体保护实现单面焊双面成型。焊接效率为手工焊的 2030 倍，适用于正装法施工立缝的焊接。（6）磁性角焊缝埋弧焊。主要用于罐壁板与底板的内外环大角缝焊接。六、塔、容器的检验试验要求1.压力容器产品焊接试板要求（1）为检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能，应制作纵焊缝产品焊接试板，进行拉力、冷弯和必要的冲击试验，检验焊接接头和其他受压元件的力学性能和弯曲性能。（2）现场组焊的球形储罐制作立、横、平加仰三块产品焊接试板。（3）产品焊接试板的材料、焊接和热处理
