CN103990913A - 一种大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到一种大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步骤：1)将环形托板点焊于大型低温塔器塔体的下封头和裙座上；2)在所述环形托板的下表面上进行下部堆焊形成下堆焊层，与下封头和裙座的连接处形成半径为5mm～20mm的倒角；3)使用机械方法将所述的环形托板从裙座、下封头和下堆焊层上铲除；4)在所述下堆焊层的上表面上进行上堆焊层的焊接，与下封头和裙座的连接处为圆滑过渡；5)对焊接部分进行检测，合格后对焊接部位进行焊后消除应力热处理。本发明焊接后的塔器裙座与塔体的连接结构承载面积大、承载力强，具有良好的抗垂直载荷、抗疲劳载荷和抗低温脆性破坏的能力，地满足了大型、高塔且处于低温操作状态下塔器的长周期安全运行的要求。

Description

一种大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法
技术领域
本发明涉及到一种大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法。
背景技术
目前，对于立式自支承塔器来说，裙座与塔体的连接结构主要有搭接式和对接式两种方式。其中搭接式连接结构是裙座与塔体的下封头相焊接，可焊于筒体或封头的直边段，裙座与塔体的焊接接头为角接接头，裙座筒体内径与圆筒外径有约4mm间隙，该焊接接头偏离筒体和封头的环向焊接接头至少1.7倍的圆筒厚度的距离。该焊接接头需要承受剪应力，当温度较高或较低时此处存在较复杂的温度场和较大的温度应力。搭接式连接结构因其便于组装，特别是便于调整塔的垂直度，因此常用于塔径较小、压力较低、焊接接头受力小的场合。
而对接式连接结构，是将塔器壳体的下封头与裙座筒体上端直接对接的焊接接头型式。当裙座筒体厚度与塔器壳体厚度差不大于8mm时，通常要求裙座筒体内径与塔器壳体内径对齐，反之，宜采用裙座筒体中径与塔器壳体中径对齐的型式。裙座筒体内径上端与塔器壳体下封头的外壁预留2mm间隙，对接焊接接头的长度一般不小于裙座筒体厚度的1.75倍，焊接接头要求全焊透且圆滑过渡。该连接结构受力状况优于搭接式连接结构，焊接接头的受力状况得以改善，承载能力大大提高，为目前大多数自支承式塔器所采用。
塔器裙座与塔体的搭接式连接结构因其承受剪应力且受温度的限制而难以得到广泛的应用。对接式连接结构的受力状况虽优于搭接式连接结构，焊接接头具有一定的承载能力，但当塔器大型化后，其塔高增大、直径变大、壁厚增加，高径比增大，随之塔器承受的风载和地震载荷的作用也更为复杂，加之低温的操作工况，塔器裙座与塔体连接处的焊接接头的受力变得复杂，现有的对接式连接结构已经不能满足垂直载荷，抗疲劳载荷和抗低温脆性破坏的承力要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够承受大型低温塔器强垂直载荷且具有优异的抗疲劳载荷和良好的抗低温脆性破坏能力的大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步骤：
1)将环形托板点焊于大型低温塔器塔体的下封头和裙座上；
焊接好后所述环形托板的外缘连接在所述裙座的上端面上，所述环形托板的内周缘连接在所述下封头的外侧壁上；
所述下封头为椭圆形或部分球形结构，所述裙座为圆筒柱状结构或圆锥形结构；
2)在所述环形托板的下表面上进行下部堆焊形成下堆焊层，要求全焊透，焊接头表面平整，并在焊接头与下封头的外侧壁连接处、焊接头与所述裙座内壁的连接处形成半径为5mm～20mm的倒角；
3)使用机械方法将所述的环形托板从裙座、下封头和下堆焊层上铲除，然后对所述下堆焊层进行无损检测，如检测发现缺陷，再使用机械方法从下堆焊层的上表面上打磨掉一部分下堆焊层，直至无损检测合格；
4)在所述下堆焊层的上表面上进行上堆焊层的焊接，要求全焊透，焊肉饱满，且上堆焊层表面平整，与下封头和裙座的连接处为圆滑过渡；
5)对所述上堆焊层进行无损检测，检测合格后对由下堆焊层和上堆焊层所构成的焊接接头进行射线或超声检测，检测合格后对焊接部位进行焊后消除应力热处理。
较好的，所述环形托板3的厚度为4～10mm，所述下堆焊层的厚度为15～30mm。
所述环形托板3的宽度A为t+(40～80mm)，其中t为所述裙座的壁厚；所述上堆焊层的厚度为1.5～3.0A。
与现有技术相比，本发明所提供的大型塔器裙座与塔体的焊接方法创造性地加入了环形托板作为焊接辅助件，将大厚度的焊接接头分成两部分焊接，有效保证了焊接接头的成型，使接头连接处形成圆滑过渡，同时消除了较大厚度的焊接接头焊接中产生的缺陷。焊接后的塔器裙座与塔体的连接结构承载面积大、承载力强，具有良好的抗垂直载荷、抗疲劳载荷和抗低温脆性破坏的能力，且本方法容易实施，焊接接头能够保证实现全焊透，焊接质量可控性好，且方便进行无损检测，较好地满足了大型、高塔且处于低温操作状态下塔器的长周期安全运行的要求。
附图说明
图1为本发明实施例环形托板点焊于裙座和下封头之间的平面示意图；
图2为本发明实施例下堆焊层焊接完成后的平面示意图；
图3为本发明实施例铲除环形托板后的平面示意图；
图4为本发明实施例上堆焊层焊接完成后的平面示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1至图4所示，该大型低温塔器裙座与塔体的焊接方法包括下述步骤：
1)将环形托板(3)点焊于大型低温塔器塔体的下封头1和裙座2上；本实施例中环形托板3的内径与外径之差即环形托板的宽度A为T+60mm，T为裙座2的壁厚，环形托板3的厚度为8mm。
如图1所示，焊接好后环形托板3的外缘连接在裙座2的上端面上，环形托板3的内周缘连接在下封头1的外侧壁上；
下封头1为部分球形结构，裙座2为圆筒柱状结构。
2)在所述环形托板3的下表面上进行下部堆焊形成下堆焊层4，如图2所示，下堆焊层4的厚度为20mm，要求焊接保证全焊透，焊接接头表面平整，并在焊接接头与下封头的外侧壁连接处、焊接接头与裙座内壁的连接处形成半径为10mm的倒角R。
3)使用机械方法例如机械打磨、机械铲除等方法将环形托板3从裙座2、下封头1和下堆焊层4上铲除，然后对下堆焊层4的上表面进行无损检测，本实施例采用磁粉检测，如检测发现缺陷，再使用机械方法从下堆焊层的上表面上打磨掉一部分下堆焊层，直至表面无缺陷，无损检测合格。
4)在下堆焊层的上表面上进行上堆焊层5的焊接，上堆焊层5的厚度为两倍环形托板的宽度；焊接要求全焊透，焊肉饱满，且上堆焊层表面平整，与下封头和裙座2的连接处为圆滑过渡。
5)对所述上堆焊层5进行无损检测，检测合格后对由下堆焊层和上堆焊层所构成的焊接接头6进行射线或超声检测，检测合格后对焊接部位进行焊后消除应力热处理。

Claims (3)

1.一种大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步骤：
1)将环形托板(3)点焊于大型低温塔器塔体的下封头(1)和裙座(2)上；
焊接好后所述环形托板(3)的外缘连接在所述裙座(2)的上端面上，所述环形托板(3)的内周缘连接在所述下封头(1)的外侧壁上；
所述下封头(1)为椭圆形或部分球形结构，所述裙座(2)为圆筒柱状结构或圆锥形结构；
2)在所述环形托板(3)的下表面上进行下部堆焊形成下堆焊层(4)，要求全焊透，焊接头表面平整，并在焊接头与下封头的外侧壁连接处、焊接头与所述裙座内壁的连接处形成半径为5mm～20mm的倒角；
3)使用机械方法将所述的环形托板(3)从裙座(2)、下封头(1)和下堆焊层(4)上铲除，然后对所述下堆焊层(4)进行无损检测，如检测发现缺陷，再使用机械方法从下堆焊层的上表面上打磨掉一部分下堆焊层，直至无损检测合格；
4)在所述下堆焊层的上表面上进行上堆焊层(5)的焊接，要求全焊透，焊肉饱满，且上堆焊层表面平整，与下封头(1)和裙座(2)的连接处为圆滑过渡；
5)对所述上堆焊层(5)进行无损检测，检测合格后对由下堆焊层(4)和上堆焊层(5)所构成的焊接接头(6)进行射线或超声检测，检测合格后对焊接部位进行焊后消除应力热处理。
2.根据权利要求1所述的大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法，其特征在于所述环形托板(3)的厚度为4～10mm，所述下堆焊层的厚度为15～30mm。
3.根据权利要求1或2所述的大型低温塔器的塔体与裙座的焊接方法，其特征在于所述环形托板(3)的宽度A为t+(40～80mm)，其中t为所述裙座的壁厚；所述上堆焊层的厚度为1.5～3.0A。
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