【正文】 塔體與裙座焊縫強度校核此塔裙座與塔體采用對接焊縫，焊縫承受的組合拉應力為：因為故滿足要求。 基礎環(huán)設計（1）基礎環(huán)的內(nèi)外徑計算按參考文獻[3]式（A27）選取：外徑： 內(nèi)徑： （2） 混凝土強度校核選用150號混凝土，許用壓力正常操作時：水壓試驗時：以上應力均小于混凝土的壓應力許用值，因此滿足強度要求。（3）基礎環(huán)厚度的計算按有筋板時，計算基礎環(huán)厚度設地腳螺栓直徑為，,則查表得取 基礎環(huán)材料許用應力基礎環(huán)厚度取。 地腳螺栓設計塔設備作用在迎風面?zhèn)然A上的最小應力：由于，設備有可能傾倒，必須采用地腳螺栓予以固定。選用地腳螺栓個數(shù)，地腳螺栓材料的許用應力為，取腐蝕裕量，則地腳螺栓的根徑根據(jù)標準地腳螺栓的尺寸選用42的地腳螺栓48個。 開孔和開孔補強設計由于各種工藝和結(jié)構上的要求，不可避免地在容器上開孔并安裝接管。開孔以后，除削弱器壁的強度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構的連續(xù)性被破壞，會產(chǎn)生很高的局部應力，給容器的安全的操作帶來隱患，因此壓力容器設計必須充分考慮開孔不強的問題。 補強結(jié)構壓力容器接管補強結(jié)構通常采用局部補強結(jié)構，主要有補強圈補強、厚壁接管補強和整鍛件補強三種形式。此塔工作溫度不高，并且在靜載、低壓環(huán)境下工作，另外材料的標準抗拉強度低于540，殼體名義厚度不大于38，因此選用補強圈補強。 開孔補強設計準則開孔補強設計就是指采取適當增加殼體或接管厚度的方法將應力集中系數(shù)減小到某一允許數(shù)值。目前通用的、也是最早的開孔補強設計準則是基于彈性失效設計準則的等面積補強法。此方法的優(yōu)點是有長期的實踐經(jīng)驗，簡單易行，當開孔較大時，只要對其開孔尺寸和形狀等予以一定的配套限制，在一般壓力容器使用條件下能夠保證安全。 允許不另行補強的最大開孔直徑根據(jù)《過程設備設計》P161表415 不行補強的接管最小厚度 ，允許不另行補強的最大接管外徑為89。以下對再生氣出口3258和塔體人孔62010進行補強計算。 等面積補強計算（1）再生氣出口3258補強計算1）補強判別開孔直徑 309+22=313=1100，滿足等面積法開孔補強計算的使用條件，故可使用等面積法進行開孔補強計算。2）開孔補強所需面積強度削弱系數(shù)，故接管有效厚度為82=6開孔所需補強面積按參考文獻[8]式（491）計算3）有效補強范圍① 有效寬度B 按參考文獻[8]式（491）確定取較大值，故② 有效高度 外側(cè)有效高度按參考文獻[8]式（495）確定故內(nèi)側(cè)有效高度按《過程設備設計》式（496）確定故4）有效補強面積① 筒體多余金屬面積按參考文獻[8]式（497）計算② 接管多于金屬面積接管計算厚度接管多于金屬面積按參考文獻[8]式（498）計算5）接管區(qū)焊縫面積（）6）有效補強面積故開孔后不需要另行補強。（2）塔體人孔62010補強計算1）補強判別開孔直徑 600+22=604=1100，滿足等面積法開孔補強計算的使用條件，故可使用等面積法進行開孔補強計算。2）開孔補強所需面積接管有效厚度為102=8開孔所需補強面積按參考文獻[8]式（491）計算3）有效補強范圍① 有效寬度B 按參考文獻[8]式（491）確定取較大值，故② 有效高度 外側(cè)有效高度按參考文獻[8]式（495）確定故內(nèi)側(cè)有效高度按《過程設備設計》式（496）確定故4）有效補強面積① 筒體多余金屬面積按參考文獻[8]式（497）計算② 接管多于金屬面積接管計算厚度接管多于金屬面積按參考文獻[8]式（498）計算5）接管區(qū)焊縫面積（）6）有效補強面積故開孔后不需要另行補強。4 塔設備的、制造、安裝及運輸塔設備的塔體由于筒節(jié)和封頭組成，圓筒節(jié)和封頭大都是鋼板制成。大型的高塔設備，由于體積大、重量大，加上運輸?shù)南拗?，因此有些塔設備在裝置的工作現(xiàn)場進行組裝和檢驗。 塔設備防腐本塔設備主要用于二氧化碳的再生，由變換爐反應產(chǎn)生的變換氣分別進入變換氣煮沸器,將解吸塔底部溫度為100～115 ℃的堿液煮沸,變換氣被冷卻到110～120 ℃,經(jīng)冷凝分離,變換氣進入吸收塔,與塔頂噴淋下來的堿液逆流接觸,脫除二氧化碳 ；塔底富液送入再生塔減壓閃蒸再生,閃蒸出的二氧化碳除用于生產(chǎn)尿素外,水蒸汽和部分二氧化碳接到后面聯(lián)堿的制堿部分。閃蒸后的溶液在再生塔中經(jīng)氣提,進一步釋放出二氧化碳達到工藝指標后即為貧液,貧液經(jīng)泵加壓后返回吸收塔循環(huán)使用。氣提蒸汽來自變換氣,或外供蒸汽在再生塔底部溶液煮沸器中加熱堿液蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽。堿液對碳鋼設備有一定的腐蝕作用，在相同情況下，富液的腐蝕性比貧液要強。一方面可以利用脫碳溶液的強氧化性在碳鋼表面形成一層鈍化膜，以抗拒溶液的進一步腐蝕；另一方面根據(jù)塔設備可能出現(xiàn)的腐蝕情況，進行分析選擇：采用涂裝涂料的方式防腐。由于本設計中塔設備用于合成氨生產(chǎn)，即碳化工段生產(chǎn)，而碳化工段生產(chǎn)的主要特點是①腐蝕性強。生產(chǎn)過程中氣液相介質(zhì)中的二氧化碳、硫化氫、氨水等，對碳鋼設備都具有很強的腐蝕性，反應中生成的碳酸氫銨結(jié)晶顆粒星懸浮狀態(tài)，隨著氣體不斷流動，對塔壁和內(nèi)件會發(fā)生劇烈的機械“沖擊腐蝕”作用，易使碳鋼設備有效壁厚減薄，能夠承受的應力降低，導致發(fā)生爆炸事故的危險。②介質(zhì)易燃易爆易中毒。為了防止介質(zhì)對容器的腐蝕，通常對塔內(nèi)壁及塔內(nèi)支架進行噴砂，噴鋁及涂環(huán)氧樹脂處理，但容器內(nèi)壁腐蝕仍是該設備最常見的缺陷。可進行以下措施進行防腐：①碳化塔噴涂環(huán)氧樹脂 環(huán)氧樹脂在堿性介質(zhì)中是耐腐蝕的，它的固著力強、強度高、耐溫性能好，是一種較好的涂料。但其施工要求較高，對設備除銹和去污要求較嚴，涂料固化也需一定條件(特別是熱固型)。在安裝水箱時，難免擦傷和劃破涂層，以致常有局部腐蝕和鼓泡脫落等現(xiàn)象，防腐蝕效果不理想。②噴鋁涂環(huán)氧樹脂 因為鋁氧化層呈鈍態(tài)，對碳鋼有保護作用，在碳鋼上噴鋁 ~ mm， 再涂環(huán)氧樹脂密封，在碳銨生產(chǎn)中耐腐蝕能力好，因防腐層較薄也不致影響傳熱。施工時，首先要對設備表面噴砂除銹，需要施工條件較高， 除設備制造廠外，一般小型廠較難辦到，因而使用受到限制。③陽極涂料聯(lián)合保護 陽極保護我國在六十年代開始研究，并在部分廠試用成功。采用陽極涂料保護后，使碳化塔冷卻水箱腐蝕率降低到 Ⅻn／a 以下，還能防止晶間腐蝕、選擇腐蝕、點蝕等。但該法技術要求高，對金屬材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)有選擇性，操作維護嚴格，否則，造成過度鈍化，激烈析氧，而使涂層嚴重剝落。若陰陽極面積比控制不當，還將進一步增大維鈍電流，以至不能維持正常操作，無法維鈍和致鈍。在電流系統(tǒng)的設計和整流容量的大小、陰極的布置(即分散能力的好壞)、陰陽極間絕緣等一系列問題上，也難以作到恰如其分，因而常有開始正常，以后常出現(xiàn)故障的現(xiàn)象，有的甚至還出現(xiàn)嚴重電解腐蝕。由于上述原因，陽極涂料聯(lián)合保護的推廣應用，也受到一定限制。④鋁及鋁合金、不銹鋼材的使用 鋁在PH8—12的碳水氨水中的電位是很低的，但是由于氧化鋁鈍化膜的存在，使鋁的腐蝕速度很小。因此，八十年代除碳化塔水箱、吸氨排管和氨水管線等大多數(shù)使用鋁材外，氨水泵也使用鋁及鋁合金，如稀土鋁合金和硅鋁合金等，大大延長了壽命。但鋁的剛性較差，作冷卻水箱，鋁管與管板的聯(lián)接、制作、搬運和安裝以及強大氣流沖擊搖動等，會使鋁管與管板的固定或緊密程度變差，而發(fā)生泄漏或氣流沖刷腐蝕緊固件， 在材料加工、設備結(jié)構等方面也有弊端。用化肥鋼管代替鋁管作水箱，可克服上述弊端。但鋼材較鋁材重，導熱系數(shù)小，在高大的碳化塔上安裝維修更換也較難。許多地方還采用了不銹鋼(一般用1Crl8Ni9Ti)，其耐腐蝕性好，但價格昂貴，普遍使用不經(jīng)濟。根據(jù)本塔設備可能出現(xiàn)的腐蝕情況，進行分析選擇：采用涂裝涂料的方式防腐。根據(jù)材料性質(zhì)和經(jīng)濟考慮，選用含有紅丹的涂料刷涂。 塔設備主要制造工藝原材料檢驗——下料及切割——預彎——滾圓——立裝成5段——臥裝成2段——預拼接及殼體找中心線——支撐圈劃線及檢查——支撐圈安裝及焊接——外部梯子、平臺、管線、保溫圈的劃線、安裝及焊接——開口接管的安裝和焊接——分段進爐加熱處理——組裝，進行焊后熱處理——運輸至基礎附近進行組對——現(xiàn)場焊接——熱處理——安裝內(nèi)件——水壓試驗——梯子、平臺、管線、保溫圈的安裝——油漆——基礎打毛、地腳螺栓間距核實、墊鐵準備——吊裝及找正——安裝內(nèi)件——交工驗收。 鋼板的檢驗和下料根據(jù)使用上的要求，對鋼板逐張地進行外觀檢查。然后按拼板圖進行劃線切割。切割時以下料尺寸線外側(cè)為準，保留切割線作為檢查的依據(jù)。在下料時，除劃出切割輪廓線外，還應劃出坡口切割的起始線，利用半自動切割器刻度盤的刻度和切割起始線互相校核，就能保證坡口的角度。切割質(zhì)量是影響焊縫外形能否達到要求的關鍵，些個順序為直邊、外坡口、內(nèi)坡口。坡口及鈍邊不宜過大，坡口大則浪費焊條，鈍邊長就不易焊透。 彎卷成型鋼板的兩端經(jīng)預彎合格后，置入卷板機滾壓成形。當滾圓快成型時，為了避免鋼板自重造成的橢圓度，在兩側(cè)和上方分別設置了支撐輪和吊輪。前者可以減輕下輥的壓力，后者可以吊起上下移動以保持滾圓的圓弧形狀。成型后先將對接縱縫點焊，然后找正并按焊接要求進行焊接。 塔設備組裝高塔設備大都采用分段制造后交貨，到現(xiàn)場組裝。為了保證各筒節(jié)的組對質(zhì)量，對分段處的外圓周長公差應予以控制。塔器外形尺寸允許偏差序號檢測項目允許偏差（mm）1筒體圓度177。152筒體直線度任意3米長度的筒體直線度≤3，塔體偏差≤28。3上下兩封頭焊縫之間的距離177。,且不超過177。404基礎環(huán)底面至塔釜封頭與塔殼連接焊縫的距離177。，且不超過177。65接管法蘭面至塔體外壁距離177。3（人孔可為177。6）6設備開口中心標及周向位置偏差接管177。5人孔177。10液面計接口177。37與外部管線連接法蘭的法蘭面垂直度或平行度公差177。8接管中心線到塔盤面的距離177。39液面計對應接口間的距離177。10液面計對應接口周向位置公差≤11液面計對應接管外伸長度差≤12液面計法蘭面垂直度公差%13塔殼分段處端面平行度偏差≤2 塔體組裝為保證組裝質(zhì)量，本塔采用臥裝法進行組裝。因龍門吊的高度限制，只能2～節(jié)立裝成一段。用來立裝的單圈筒節(jié)，應事先做米字形加固。彎曲度用吊線法沿四條中心線測量，一般控制在4mm以內(nèi)，四條中心線的高度差也應該保持在2mm以內(nèi)，這樣才能保證拼接口的間隙均勻。頂、底封頭的組裝，也采用立裝法。將立裝成的5段塔段，在滾輪架上組裝成2段。所有對接口的間隙、錯口和彎曲度，都應利用工夾具調(diào)整適當后再做點焊。 劃線劃線主要是指格柵板的劃線。（1）劃中心線在外壁進行，全部尺寸都需換算成按外徑展開的周長。四條中心線需2段塔段上，并在塔段預組裝的情況下劃定。即塔段預組裝完成后復查中心線的準確程度。（2）填料支承件劃線在兩塔段進行預組裝后，在塔體內(nèi)側(cè)進行的。全部尺寸應換算成按內(nèi)徑展開周長。填料支承件的劃線是在臥置條件下劃出的環(huán)向線，著不一定能保證塔體直立后僅有6mm的水平度誤差。為此，對以下三種環(huán)向劃線做了比較：a、從塔段上部到下部的吊線法；b、在塔段內(nèi)找中心線的垂直線法；c、在塔中心線吊法。實踐證明，第三種方法比較方便，不需要過多的工時，準確程度也超過前兩種。該方法的操作要點是：首先將線錘固定在塔體中心；然后轉(zhuǎn)動塔體，每轉(zhuǎn)動一定角度，即可在線錘所指的內(nèi)壁上得到一個點；依此，當轉(zhuǎn)完一周后可得到若干個點；連接各點，既成一封閉環(huán)線。盡管塔體安放位置不可絕對的水平，但線錘將始終是垂直地面的。由此可知，所得的環(huán)線不僅與塔體垂直。在轉(zhuǎn)動過程中塔體相對移動的距離不是很大，其轉(zhuǎn)動到各個方位上的傾斜度通常也是不變的，其準確程度可以通過最后一點和最初一點的重合度來衡量。影響化纖的不利因素較多，例如塔體的橢圓度、彎曲度、局部凸凹度，以及每段的對裝誤差等，都有影響。為了便于檢查和核對與其相對應的開口距離，每劃完一層則必須標上層次號。（3）附件組裝填料支承件的組裝是在塔體臥置于滾輪架上進行的。由于塔體自重的影響，使分段塔體截面呈橢圓形；滾輪給塔體的加緊力，使塔體變形。這兩者作用的結(jié)果，導致大部分尺寸超差，使填料支承件的安裝質(zhì)量難以控制。外部附件都是突出塔體外表的。在預制工場進行組對時，若附件與表面襯橡膠的滾輪相碰，而影響塔體轉(zhuǎn)動時，一般可用調(diào)整滾輪架的位置來解決。但萬不得以時，也可以割去礙事的附件。對于大塔，最好采用在塔體的附件安裝部位，先焊一塊預留板的結(jié)構。 塔體焊接對于焊接，要求設備上所有的焊縫不但應嚴密牢固，能承受相當高的壓力和溫度載荷，而且要求能抵抗物料的腐蝕。按照工藝說明書規(guī)定，對該塔的焊接，有以下要求。（1）焊前不需要預熱。（2）使用小規(guī)范，多層焊。（3）手工打底，自動焊成型。（4）焊接材料的烘干要求是：焊條3501h，焊劑150℃1h。（5）線能量控制在：手工焊時＜45000J/cm，自動焊時＜48000J/cm。（6）電弧氣刨清理焊根。（7）焊縫作檢驗。（8）焊后消除應力的熱處理溫度為125℃177。25℃。（9）常用鋼材焊接用焊條選擇：Q2320鋼等一般結(jié)構用J422，形狀復雜，剛性大，大厚度焊接用J42J427；16MR一般情況選用J50J50J507,當對焊縫韌性要求很高時用J506R、J507R；焊接后的工件，有時為了消除彎卷和焊接過程中所產(chǎn)生的尺寸誤差、變形與應力，往往在正火狀態(tài)下進行矯圓。矯圓時應嚴格掌握始末溫度，不能過高或過低，并注意防止工件在吊運和矯圓時產(chǎn)生不應有的變形。另外，因為焊縫沖擊值與線能量成正比，對焊接質(zhì)量有顯著影響，所以必須適當控制線能量。 熱處