CN103567601A

CN103567601A - 利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法

Info

Publication number: CN103567601A
Application number: CN201310559886.9A
Authority: CN
Inventors: 史湘林; 陈伊; 赵亮
Original assignee: China National Chemical Engineering Third Construction Co Ltd
Current assignee: China National Chemical Engineering Third Construction Co Ltd
Priority date: 2013-11-12
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: CN103567601B

Abstract

利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法包括以下步骤：1）校核塔器各段直线度，切割掉每段塔器的封头，在每段塔器对口的端部切割坡口；2）将下塔固定到基础上，找正其垂直度、标高；3）在下塔外周壁上均布有多个第一支撑工装，在每个第一支撑工装上设千斤顶，将各千斤顶调整到同一水平位置，千斤顶上装测力仪；4）在上塔外周壁上均布有多个第二支撑工装；5）起重机吊装上塔，使每个第二支撑工装对应到每个千斤顶上，调整千斤顶受力，组对上、下塔端部坡口，调整上塔垂直度及上、下塔组对间隙，千斤顶负载力总和为N，起重机负载力为F，上塔重量为Q，保持Q=N+F；6）多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，将焊缝分多层焊成。

Description

利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法

技术领域

本发明涉及一种对能源化工建设行业的塔器设备进行空中垂直组对焊接的方法，属于焊接技术领域。

背景技术

随着生产装置的设计日益变得庞大，建设项目中不少设备运输成为了一大难题，所以很多较为精密的大型设备选择现场组对焊接，现场组对又分水平组对和垂直组对，水平组对然后整体吊装的方法较为简便，但是对于高精密的设备可能会造成设备本体的变形。分段垂直空中组对可较好的控制设备本体的变形，达到精密设备精密安装的要求，但是施工过程中对于某些材质存在焊接变形大、垂直度难以控制、焊接难度大等问题，尤其是铝质塔器和不锈钢塔器，而一些使用铝质、不锈钢材质塔器的领域对塔器的垂直度要求却非常高，如空气分离装置冷箱内塔，众所周知大型空气分离装置的核心设备是设计在冷箱内的塔器和管道，其塔器的垂直度直接影响到产品的纯度和产量，一般安装后的垂直度小于等于0.5mm/m最大不得超过15mm，采用现有技术中通过起重机吊装垂直组对焊接方法，上、下塔之间没有任何连系，不稳定，在焊接过程中经常会产生垂直度、错边量超差，焊缝不合格返修带来垂直度变化等情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种新的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，适用于各类垂直组对的各种材质塔器、壳体、大直径管道等的焊接，可有效降低焊接过程中导致的塔体垂直度变化，避免错边量超差，使塔器安装质量得到提高。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，包括以下步骤：

1）校核塔器各段的直线度，按照塔器切割线将每段塔器的封头切割掉，并在每段塔器对口的端部切割坡口；

2）将塔器位于组对焊缝下方的下塔固定到基础上，找正其垂直度、标高；

3）在下塔靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装多个第一支撑工装，并在每个所述第一支撑工装上安装千斤顶，将各个千斤顶调整到同一水平位置，在各个千斤顶上安装测力仪；

4）在塔器位于组对焊缝上方的上塔上安装多个第二支撑工装，所述第二支撑工装均匀分布在上塔靠近焊接位置的外周壁上与下塔上的第一支撑工装相对应；

5）用起重机吊装上塔，使上塔的每个第二支撑工装对应到每个千斤顶上，调整千斤顶受力，组对上塔端部坡口与下塔端部坡口，调整上塔的垂直度及上塔与下塔组对间隙，千斤顶的负载力总和为N，起重机的负载力为F，上塔的重量为Q，保持Q=N+F；

6）多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，并将焊缝分多层焊成。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，在第一、二、三层焊接中，每完成一层焊接，微调提升N，同时相应降低F，直至N=Q时撤出起重机，在焊缝最后一层盖面焊时，将所有千斤顶撤出。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，每焊完一层，测量塔器垂直度，若超出规定限度，在塔器倾斜相反的方向增加焊接层数，加大焊接电流以增大焊缝收缩量，至塔器垂直度达到要求后，清除增加的焊接层，保持圆周的焊层厚度相同。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中塔器垂直度的测量通过在每段塔器顶部的0°、90°、180°和270°位置分别悬挂铅垂线，其中铅锤置于水中。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，自第二层焊接起，每层分多条焊道焊成。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述第一、第二支撑工装分别设置四个，分别位于上、下塔外周壁的0°、90°、180°和270°位置处。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其中所述坡口切割好后，对坡口进行打磨保证其整齐。

本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法与现有技术不同之处在于本发明利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法通过在组对的上、下塔上安装支撑工装，在下塔的支撑工装上安装千斤顶，通过千斤顶配合起重机共同对上塔进行支撑，在组对过程中通过调节千斤顶的支撑力调整上塔的垂直度和上下塔的组对间隙，调整到位后，千斤顶与起重机配合可有效保证塔器的稳定性，降低了焊接过程中导致的塔体垂直度变化，避免错边量超差，经多次焊接试验，组对焊接一次合格率达到100%，错边量控制在4mm以内，塔器垂直度小于等于0.5mm/m，最大不超过8mm，使塔器的安装质量明显得到了提高。

下面结合附图对本发明的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法作进一步说明。

附图说明

图1为塔器上、下塔垂直组对的立面图；

图2为千斤顶的俯视布置图；

图3为铅垂线校核塔器各段垂直度的立面图；

图4为铅垂线校核塔器各段垂直度的俯视图。

具体实施方式

本实施方式以60000Nm³/h的空气分离装置冷箱内塔器焊接为例进一步说明本发明技术方案，塔器材质为5083。

具体步骤如下：

首先，校核塔器各段的直线度，按照塔器切割线将每段塔器的封头切割掉，并在每段塔器对口的端部切割坡口1，坡口1的形式可采用现有技术中的形式，为保证后续的精确组对间隙和垂直度，对坡口进行打磨使其更整齐。

然后，将塔器位于组对焊缝下方的下塔2固定到基础上（如塔架等），校核下塔2的垂直度，如图3、4所示，在每段塔器下塔2顶部的0°、90°、180°和270°位置分别悬挂铅垂线，其中为防止其晃动影响准确性，将铅锤8置于水中，找正其垂直度、标高，测量垂直度数据时应避免阳光直射塔器，以防造成塔器四周温度不均匀存在偏移的假象。

再如图1、2所示，在下塔2靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装四个第一支撑工装3，分别位于下塔外周壁的0°、90°、180°和270°位置处，在每个第一支撑工装3上安装千斤顶4，将各个千斤顶调整到同一水平位置，在各个千斤顶上安装测力仪5；在塔器位于组对焊缝上方的上塔6上同样安装4个第二支撑工装7，第二支撑工装7均匀分布在上塔靠近焊接位置的外周壁上，同样分别位于上塔外周壁的0°、90°、180°和270°位置处与下塔上的第一支撑工装3相对应；用起重机吊装上塔6，使上塔的每个第二支撑工装7对应到每个千斤顶4上，调整千斤顶受力，组对上塔端部坡口与下塔端部坡口，调整上塔的垂直度及上塔与下塔组对间隙，千斤顶的负载力总和为N，起重机的负载力为F，上塔的重量为Q，其中上塔的重量包括固定安装在上塔上的第二支撑工装的重量，保持Q=N+F。

组对完成后，采用多名焊工使用相同的焊接电流同时进行对称焊接，分多层焊接形成最后完整的焊缝，且自第二层其每层分多条焊道焊接成，焊接时采用较小的电流，快速焊接，保证焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm，这样小电流焊接打开的熔池小，焊接变形小；在进行第一、二、三层焊接中，每完成一层，微调提升N，同时相应降低F，直至N=Q时撤出起重机，这样可以降低起重机的使用率，节约成本，通过不断调整千斤顶的负载力与起重机的负载力，还可避免焊接过程中对焊缝产生应力，避免重心偏离导致受力不对称使垂直度、角变形超出规定；在焊缝的最后一层盖面焊时，将所有千斤顶4撤出。

在焊接过程中，每焊完一层，测量塔器垂直度，同样的，通过在塔器顶部的0°、90°、180°和270°位置分别悬挂铅垂线，将铅锤置于水中测量塔器垂直度，若超出规定限度，在塔器倾斜相反的方向增加焊接层数，加大焊接电流以增大焊缝收缩量，通过收缩量调整塔器的垂直度，至塔器垂直度达到要求后，清除用来调整而增加的焊接层，保持圆周的焊层厚度相同，再由多名焊工同时焊接下一层，直至最后盖面层。

通过以上方法焊接完成的塔器经测试性能指标及参数数据如下列各表：

一、对口间隙、错边量检查，均取圆周均布的8个监测点：

二、塔体垂直度、焊缝最大棱角度检查，其中塔体垂直度取垂直对称两组，焊缝最大棱角度检查取圆周均布的8个监测点：

三、焊缝咬边、余高检查，取圆周均布的8个监测点：

经过检测可以看出，本发明采用千斤顶和起重机相结合的方法垂直组对焊接成的塔器各项指标均优良。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）校核塔器各段的直线度，按照塔器切割线将每段塔器的封头切割掉，并在每段塔器对口的端部切割坡口（1）；

2）将塔器位于组对焊缝下方的下塔（2）固定到基础上，找正其垂直度、标高；

3）在下塔（2）靠近组对焊接位置的外周壁上均匀分布安装多个第一支撑工装（3），并在每个所述第一支撑工装（3）上安装千斤顶（4），将各个千斤顶调整到同一水平位置，在各个千斤顶上安装测力仪（5）；

4）在塔器位于组对焊缝上方的上塔（6）上安装多个第二支撑工装（7），所述第二支撑工装（7）均匀分布在上塔靠近焊接位置的外周壁上与下塔上的第一支撑工装（3）相对应；

5）用起重机吊装上塔（6），使上塔的每个第二支撑工装（7）对应到每个千斤顶（4）上，调整千斤顶受力，组对上塔端部坡口与下塔端部坡口，调整上塔的垂直度及上塔与下塔组对间隙，千斤顶的负载力总和为N，起重机的负载力为F，上塔的重量为Q，保持Q=N+F；

2.根据权利要求1所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，在第一、二、三层焊接中，每完成一层焊接，微调提升N，同时相应降低F，直至N=Q时撤出起重机，在焊缝最后一层盖面焊时，将所有千斤顶（4）撤出。

3.根据权利要求2所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，每焊完一层，测量塔器垂直度，若超出规定限度，在塔器倾斜相反的方向增加焊接层数，加大焊接电流以增大焊缝收缩量，至塔器垂直度达到要求后，清除增加的焊接层，保持圆周的焊层厚度相同。

4.根据权利要求3所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：塔器垂直度的测量通过在每段塔器顶部的0°、90°、180°和270°位置分别悬挂铅垂线，其中铅锤（8）置于水中。

5.根据权利要求1所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述步骤6）中对焊缝进行多层焊接时，自第二层焊接起，每层分多条焊道焊成。

6.根据权利要求5所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述焊缝每一层的焊接厚度和每一条焊道的宽度均不超过4mm。

7.根据权利要求1至6任一项所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述第一、第二支撑工装（3、7）分别设置四个，分别位于上、下塔外周壁的0°、90°、180°和270°位置处。

8.根据权利要求1至6任一项所述的利用千斤顶和起重机垂直组对焊接塔器方法，其特征在于：所述坡口（1）切割好后，对坡口（1）进行打磨保证其整齐。