【正文】 塔體與裙座焊縫強(qiáng)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(yīng)力為：因?yàn)楣蕽M足要求。 基礎(chǔ)環(huán)設(shè)計(jì)（1）基礎(chǔ)環(huán)的內(nèi)外徑計(jì)算按參考文獻(xiàn)[3]式（A27）選?。和鈴剑?內(nèi)徑： （2） 混凝土強(qiáng)度校核選用150號混凝土，許用壓力正常操作時(shí)：水壓試驗(yàn)時(shí)：以上應(yīng)力均小于混凝土的壓應(yīng)力許用值，因此滿足強(qiáng)度要求。（3）基礎(chǔ)環(huán)厚度的計(jì)算按有筋板時(shí)，計(jì)算基礎(chǔ)環(huán)厚度設(shè)地腳螺栓直徑為，,則查表得取 基礎(chǔ)環(huán)材料許用應(yīng)力基礎(chǔ)環(huán)厚度取。 地腳螺栓設(shè)計(jì)塔設(shè)備作用在迎風(fēng)面?zhèn)然A(chǔ)上的最小應(yīng)力：由于，設(shè)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(gè)數(shù)，地腳螺栓材料的許用應(yīng)力為，取腐蝕裕量，則地腳螺栓的根徑根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)地腳螺栓的尺寸選用42的地腳螺栓48個(gè)。 開孔和開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)由于各種工藝和結(jié)構(gòu)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(qiáng)度外，在殼體和接管的連接處，因結(jié)構(gòu)的連續(xù)性被破壞，會(huì)產(chǎn)生很高的局部應(yīng)力，給容器的安全的操作帶來隱患，因此壓力容器設(shè)計(jì)必須充分考慮開孔不強(qiáng)的問題。 補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)壓力容器接管補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)通常采用局部補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)，主要有補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)、厚壁接管補(bǔ)強(qiáng)和整鍛件補(bǔ)強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度低于540，殼體名義厚度不大于38，因此選用補(bǔ)強(qiáng)圈補(bǔ)強(qiáng)。 開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則開孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)就是指采取適當(dāng)增加殼體或接管厚度的方法將應(yīng)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(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是基于彈性失效設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的等面積補(bǔ)強(qiáng)法。此方法的優(yōu)點(diǎn)是有長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，簡單易行，當(dāng)開孔較大時(shí)，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(bǔ)強(qiáng)的最大開孔直徑根據(jù)《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》P161表415 不行補(bǔ)強(qiáng)的接管最小厚度 ，允許不另行補(bǔ)強(qiáng)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(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。 等面積補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算（1）再生氣出口3258補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算1）補(bǔ)強(qiáng)判別開孔直徑 309+22=313=1100，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的使用條件，故可使用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。2）開孔補(bǔ)強(qiáng)所需面積強(qiáng)度削弱系數(shù)，故接管有效厚度為82=6開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按參考文獻(xiàn)[8]式（491）計(jì)算3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍① 有效寬度B 按參考文獻(xiàn)[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(xiàn)[8]式（495）確定故內(nèi)側(cè)有效高度按《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》式（496）確定故4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積① 筒體多余金屬面積按參考文獻(xiàn)[8]式（497）計(jì)算② 接管多于金屬面積接管計(jì)算厚度接管多于金屬面積按參考文獻(xiàn)[8]式（498）計(jì)算5）接管區(qū)焊縫面積（）6）有效補(bǔ)強(qiáng)面積故開孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。（2）塔體人孔62010補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算1）補(bǔ)強(qiáng)判別開孔直徑 600+22=604=1100，滿足等面積法開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算的使用條件，故可使用等面積法進(jìn)行開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算。2）開孔補(bǔ)強(qiáng)所需面積接管有效厚度為102=8開孔所需補(bǔ)強(qiáng)面積按參考文獻(xiàn)[8]式（491）計(jì)算3）有效補(bǔ)強(qiáng)范圍① 有效寬度B 按參考文獻(xiàn)[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(xiàn)[8]式（495）確定故內(nèi)側(cè)有效高度按《過程設(shè)備設(shè)計(jì)》式（496）確定故4）有效補(bǔ)強(qiáng)面積① 筒體多余金屬面積按參考文獻(xiàn)[8]式（497）計(jì)算② 接管多于金屬面積接管計(jì)算厚度接管多于金屬面積按參考文獻(xiàn)[8]式（498）計(jì)算5）接管區(qū)焊縫面積（）6）有效補(bǔ)強(qiáng)面積故開孔后不需要另行補(bǔ)強(qiáng)。4 塔設(shè)備的、制造、安裝及運(yùn)輸塔設(shè)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(shè)備，由于體積大、重量大，加上運(yùn)輸?shù)南拗?，因此有些塔設(shè)備在裝置的工作現(xiàn)場進(jìn)行組裝和檢驗(yàn)。 塔設(shè)備防腐本塔設(shè)備主要用于二氧化碳的再生，由變換爐反應(yīng)產(chǎn)生的變換氣分別進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步釋放出二氧化碳達(dá)到工藝指標(biāo)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(shè)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(qiáng)。一方面可以利用脫碳溶液的強(qiáng)氧化性在碳鋼表面形成一層鈍化膜，以抗拒溶液的進(jìn)一步腐蝕；另一方面根據(jù)塔設(shè)備可能出現(xiàn)的腐蝕情況，進(jìn)行分析選擇：采用涂裝涂料的方式防腐。由于本設(shè)計(jì)中塔設(shè)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(diǎn)是①腐蝕性強(qiáng)。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(shè)備都具有很強(qiáng)的腐蝕性，反應(yīng)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(dòng)，對塔壁和內(nèi)件會(huì)發(fā)生劇烈的機(jī)械“沖擊腐蝕”作用，易使碳鋼設(shè)備有效壁厚減薄，能夠承受的應(yīng)力降低，導(dǎo)致發(fā)生爆炸事故的危險(xiǎn)。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(jìn)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(shè)備最常見的缺陷?？蛇M(jìn)行以下措施進(jìn)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(qiáng)、強(qiáng)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(shè)備除銹和去污要求較嚴(yán)，涂料固化也需一定條件(特別是熱固型)。在安裝水箱時(shí)，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?yàn)殇X氧化層呈鈍態(tài)，對碳鋼有保護(hù)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(shí)，首先要對設(shè)備表面噴砂除銹，需要施工條件較高， 除設(shè)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(hù) 陽極保護(hù)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(hù)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(diǎn)蝕等。但該法技術(shù)要求高，對金屬材質(zhì)、腐蝕介質(zhì)有選擇性，操作維護(hù)嚴(yán)格，否則，造成過度鈍化，激烈析氧，而使涂層嚴(yán)重剝落。若陰陽極面積比控制不當(dāng)，還將進(jìn)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(shè)計(jì)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(yán)重電解腐蝕。由于上述原因，陽極涂料聯(lián)合保護(hù)的推廣應(yīng)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(yùn)和安裝以及強(qiáng)大氣流沖擊搖動(dòng)等，會(huì)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(shè)備結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jià)格昂貴，普遍使用不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)本塔設(shè)備可能出現(xiàn)的腐蝕情況，進(jìn)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(jì)考慮，選用含有紅丹的涂料刷涂。 塔設(shè)備主要制造工藝原材料檢驗(yàn)——下料及切割——預(yù)彎——滾圓——立裝成5段——臥裝成2段——預(yù)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(jìn)爐加熱處理——組裝，進(jìn)行焊后熱處理——運(yùn)輸至基礎(chǔ)附近進(jìn)行組對——現(xiàn)場焊接——熱處理——安裝內(nèi)件——水壓試驗(yàn)——梯子、平臺、管線、保溫圈的安裝——油漆——基礎(chǔ)打毛、地腳螺栓間距核實(shí)、墊鐵準(zhǔn)備——吊裝及找正——安裝內(nèi)件——交工驗(yàn)收。 鋼板的檢驗(yàn)和下料根據(jù)使用上的要求，對鋼板逐張地進(jìn)行外觀檢查。然后按拼板圖進(jìn)行劃線切割。切割時(shí)以下料尺寸線外側(cè)為準(zhǔn)，保留切割線作為檢查的依據(jù)。在下料時(shí)，除劃出切割輪廓線外，還應(yīng)劃出坡口切割的起始線，利用半自動(dòng)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(dá)到要求的關(guān)鍵，些個(gè)順序?yàn)橹边?、外坡口、?nèi)坡口。坡口及鈍邊不宜過大，坡口大則浪費(fèi)焊條，鈍邊長就不易焊透。 彎卷成型鋼板的兩端經(jīng)預(yù)彎合格后，置入卷板機(jī)滾壓成形。當(dāng)滾圓快成型時(shí)，為了避免鋼板自重造成的橢圓度，在兩側(cè)和上方分別設(shè)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(dòng)以保持滾圓的圓弧形狀。成型后先將對接縱縫點(diǎn)焊，然后找正并按焊接要求進(jìn)行焊接。 塔設(shè)備組裝高塔設(shè)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(yīng)予以控制。塔器外形尺寸允許偏差序號檢測項(xiàng)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(chǔ)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(shè)備開口中心標(biāo)及周向位置偏差接管177。5人孔177。10液面計(jì)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(jì)對應(yīng)接口間的距離177。10液面計(jì)對應(yīng)接口周向位置公差≤11液面計(jì)對應(yīng)接管外伸長度差≤12液面計(jì)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(jìn)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(yīng)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(yīng)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(cuò)口和彎曲度，都應(yīng)利用工夾具調(diào)整適當(dāng)后再做點(diǎn)焊。 劃線劃線主要是指格柵板的劃線。（1）劃中心線在外壁進(jìn)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(yù)組裝的情況下劃定。即塔段預(yù)組裝完成后復(fù)查中心線的準(zhǔn)確程度。（2）填料支承件劃線在兩塔段進(jìn)行預(yù)組裝后，在塔體內(nèi)側(cè)進(jìn)行的。全部尺寸應(yīng)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(shí)踐證明，第三種方法比較方便，不需要過多的工時(shí)，準(zhǔn)確程度也超過前兩種。該方法的操作要點(diǎn)是：首先將線錘固定在塔體中心；然后轉(zhuǎn)動(dòng)塔體，每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，即可在線錘所指的內(nèi)壁上得到一個(gè)點(diǎn)；依此，當(dāng)轉(zhuǎn)完一周后可得到若干個(gè)點(diǎn)；連接各點(diǎn)，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(dòng)過程中塔體相對移動(dòng)的距離不是很大，其轉(zhuǎn)動(dòng)到各個(gè)方位上的傾斜度通常也是不變的，其準(zhǔn)確程度可以通過最后一點(diǎn)和最初一點(diǎn)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(yīng)的開口距離，每劃完一層則必須標(biāo)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(jìn)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(dǎo)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(yù)制工場進(jìn)行組對時(shí)，若附件與表面襯橡膠的滾輪相碰，而影響塔體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一般可用調(diào)整滾輪架的位置來解決。但萬不得以時(shí)，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(yù)留板的結(jié)構(gòu)。 塔體焊接對于焊接，要求設(shè)備上所有的焊縫不但應(yīng)嚴(yán)密牢固，能承受相當(dāng)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(yù)熱。（2）使用小規(guī)范，多層焊。（3）手工打底，自動(dòng)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(shí)＜45000J/cm，自動(dòng)焊時(shí)＜48000J/cm。（6）電弧氣刨清理焊根。（7）焊縫作檢驗(yàn)。（8）焊后消除應(yīng)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(gòu)用J422，形狀復(fù)雜，剛性大，大厚度焊接用J42J427；16MR一般情況選用J50J50J507,當(dāng)對焊縫韌性要求很高時(shí)用J506R、J507R；焊接后的工件，有時(shí)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(yīng)力，往往在正火狀態(tài)下進(jìn)行矯圓。矯圓時(shí)應(yīng)嚴(yán)格掌握始末溫度，不能過高或過低，并注意防止工件在吊運(yùn)和矯圓時(shí)產(chǎn)生不應(yīng)有的變形。另外，因?yàn)楹缚p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(dāng)控制線能量。 熱處