CN108608175B - 一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，该方法包括：a）将需要拼接的基础环板放置在铸铁平台上，调整后用带孔压板压住基础环板，最后用螺母拧紧所述带孔压板与基础环板；b）对所述基础环板拼缝进行焊接，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有固定压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测。

Description

一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，主要适用于塔器裙座基础制造，且对塔器整体垂直度要求较高的一种焊接方法，属于空分设备制造领域。

背景技术

随着化工装备的设计日趋变得庞大，且设备高度达到70米以上，由于化工塔器内含填料或筛板，对塔器整体的垂直度要求较高。其次化工设备基础环板焊接变形不仅底板尺寸精度和外观，而且会降低其承载力及稳定性。为了能满足设计要求的垂直度以及减少现场塔器对接的难度、成本，确保塔器就位后垂直度达到标准，以确保产品的产量和纯度，所以会把裙座水平度作为重点控制。

以60000Nm³/H空分精馏塔为例，中压塔、主冷凝蒸发器及低压塔现场组对完毕后高度达70米，垂直度要求不大于1mm/m且整体不大于15mm，裙座基础水平度是控制塔器垂直度的前提条件；然而制造过程中由于受原材料板宽度、长度及成本控制的影响，基础环板采取多块拼接是大多数设备制造厂必然选择，再加上设计的材料多为铝合金，热导率是普通碳钢的3倍，焊接变形远比普通碳钢难控制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种方法简单、实用，成本低廉且能有效控制裙座基础水平度，确保基础环板水平度完好，使塔器安装质量得到提高的利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

a)将需要拼接的基础环板(1)放置在铸铁平台上，调整后用带孔压板(3)压住基础环板，最后用螺母(4)拧紧所述带孔压板与基础环板；

b)对所述基础环板拼缝(5)进行焊接，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有固定压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测；

c)所述基础环板背面的焊接方式及处理方法和正面一致，焊接完毕后复核基础环板的水平度；

d)在基础环板上安装裙座筒体(7)，通过修磨裙座筒体的坡口来调节两者之间的垂直度；

e)依次焊接裙座筒体与基础环板的角焊缝(9)、支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝(10)；角焊缝每焊接完一道且充分冷却后再焊接第二道角焊缝。

作为优选：所述步骤a)，先对基础环板进行下料，根据焊接工艺对环板开制坡口，将需拼接的环板放置在铸铁平台上，调整焊接间隙至1-2mm，将螺柱放置于平台T型槽中，调整至拼接焊缝区域，且在不影响焊接前提下，尽量靠近焊缝，然后在相应位置垫上与基础环板厚度相同的垫板，再用与螺柱相匹配的带孔压板压住基础环板，最后用螺母拧紧压板与基础环板，且所述环板内外侧都需放置螺柱及压板；

所述步骤b)，对所述基础环板拼缝(5)进行焊接包括：

环板定位焊接：焊接包括环板拼缝中间及两侧，焊接工艺和连续焊时一致；焊接采用双人对称焊方式。

环板正式焊接；根据焊缝收缩的原理，当一边由内圈往外圈方向焊接时，对称的另一道焊缝应由内圈往外圈方向焊接；每道焊缝单面根据板厚采取多层多道焊接成形，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有固定压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测。

所述步骤c)，环板背面焊接是：背面定位焊及正式焊接和正面处理方法一致；焊接完毕后复核环板的水平度。

所述步骤d)，继续固定基础环板，并按照图纸划出裙座筒体在基础环板上位置线，通过修磨裙座筒体的坡口来调节两者之间的垂直度；

所述步骤e)，所述的裙座筒体与基础环板角焊缝定位焊是：角焊缝定位焊采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从180°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm,间距450～500mm；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧焊缝定位焊：定位焊采用两人对称焊的方式进行(即0°和180°两名焊工同时进行焊接，依此类推)，定位焊长度为20～25mm，焊缝间距约100mm。

所述裙座筒体与基础环板角焊缝正式焊接，待外侧角焊缝一道焊接完毕且冷却后再焊接内侧角焊缝，内侧焊接完毕且冷却后再焊接外侧角焊缝，依此类推，直至焊接完毕；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧焊缝正式焊接，焊接后充分冷却。

所述步骤e)完成后，最后焊接另一侧撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝；复核裙座垂直度及基础环板水平度及尺寸，卸开紧固件和压板，在基础环板上钻制螺栓孔。

作为优选：所述步骤b)，所述基础环板的定位焊接采用双人对称焊方式，即两名焊接人员从0°和180°、90°和270°同时进行焊接，当一名焊接人员由环板内圈往外圈方向焊接时，对侧的另一名焊接人员由外圈往内圈方向焊接，每条焊缝定位焊位置均为焊缝中间位置加边尾两端，焊缝长度为20～25mm；

所述步骤e)，所述裙座筒体与基础环板角焊缝的定位焊采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从90°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm，间距450～500mm。

作为优选：所述步骤e)，待外侧角焊缝焊接一道完毕且冷却后再焊接内侧角焊缝，内侧焊接一道完毕且冷却后再焊接外侧角焊缝，依此类推，直至焊接完毕；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧的定位焊采用两人对称焊的方式进行，即0°和180°两名焊接人员同时进行焊接，依此类推，定位焊长度为20～25mm，焊缝间距约100mm。

本发明利用简单、合适的工装和正确的焊接办法对裙座筒体与基础环板进行水平度控制，焊接完成后的裙座筒体水平度和垂直度均满足规范及设计的要求，减少了后续焊接变形造成的矫正工作，能确保载荷平均分配到基础，提高其承载力及稳定性，在现场安装时能很大程度上减少塔器在现场组对时所需的人力和物力。

附图说明

图1为本发明基础环板固定在铸铁平台上的布置图。

图2为本发明支撑板与裙座筒体及基础环板的安装布置图。

图3为本发明基础环板的焊接顺序示意图。

图4为本发明裙座筒体与基础环板焊接示意图。

图5为本发明支撑板与裙座筒体及基础环板的平面示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：图1-5所示，本发明所述的一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：

a)将需要拼接的基础环板1放置在铸铁平台上，调整后用带孔压板3压住基础环板，最后用螺母4拧紧所述带孔压板与基础环板；

b)对所述基础环板拼缝5进行焊接，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有固定压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测；

c)所述基础环板背面的焊接方式及处理方法和正面一致，焊接完毕后复核基础环板的水平度；

d)在基础环板上安装裙座筒体7，通过修磨裙座筒体的坡口来调节两者之间的垂直度；

e)依次焊接裙座筒体与基础环板的角焊缝9、支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝10；角焊缝每焊接完一道且充分冷却后再焊接第二道角焊缝。

作为优选的一种实施例，本发明所述步骤a)，先对基础环板进行下料，根据焊接工艺对环板开制坡口，将需拼接的环板放置在铸铁平台上，调整焊接间隙至1-2mm，将螺柱放置于平台T型槽中，调整至拼接焊缝区域，且在不影响焊接前提下，尽量靠近焊缝，然后在相应位置垫上与基础环板厚度相同的垫板，再用与螺柱相匹配的带孔压板压住基础环板，最后用螺母拧紧压板与基础环板，且所述环板内外侧都需放置螺柱及压板；

所述步骤b)，对所述基础环板拼缝5进行焊接包括：

环板定位焊接：焊接包括环板拼缝中间及两侧，焊接工艺和连续焊时一致；焊接采用双人对称焊方式。

环板正式焊接；根据焊缝收缩的原理，当一边由内圈往外圈方向焊接时，对称的另一道焊缝应由内圈往外圈方向焊接；每道焊缝单面根据板厚采取多层多道焊接成形，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有固定压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测。

所述步骤c)，环板背面焊接是：背面定位焊及正式焊接和正面处理方法一致；焊接完毕后复核环板的水平度。

所述步骤d)，继续固定基础环板，并按照图纸划出裙座筒体在基础环板上位置线，通过修磨裙座筒体的坡口来调节两者之间的垂直度；

所述步骤e)，所述的裙座筒体与基础环板角焊缝定位焊是：角焊缝定位焊采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从180°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm,间距450～500mm；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧焊缝定位焊：定位焊采用两人对称焊的方式进行，即0°和180°两名焊工同时进行焊接，依此类推，定位焊长度为20～25mm，焊缝间距约100mm。

所述裙座筒体与基础环板角焊缝正式焊接，待外侧角焊缝一道焊接完毕且冷却后再焊接内侧角焊缝，内侧焊接完毕且冷却后再焊接外侧角焊缝，依此类推，直至焊接完毕；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧焊缝正式焊接，焊接后充分冷却。

所述步骤e)完成后，最后焊接另一侧撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝；复核裙座垂直度及基础环板水平度及尺寸，卸开紧固件和压板，在基础环板上钻制螺栓孔。

作为优选的另一实施例，本发明所述步骤b)，所述基础环板的定位焊接采用双人对称焊方式，即两名焊接人员从0°和180°、90°和270°同时进行焊接，当一名焊接人员由环板内圈往外圈方向焊接时，对侧的另一名焊接人员由外圈往内圈方向焊接，每条焊缝定位焊位置均为焊缝中间位置加边尾两端，焊缝长度为20～25mm；

所述步骤e)，所述裙座筒体与基础环板角焊缝的定位焊采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从90°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm，间距450～500mm。

作为进一步优选的实施例，本发明所述的步骤e)，待外侧角焊缝焊接一道完毕且冷却后再焊接内侧角焊缝，内侧焊接一道完毕且冷却后再焊接外侧角焊缝，依此类推，直至焊接完毕；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧的定位焊采用两人对称焊的方式进行，即0°和180°两名焊接人员同时进行焊接，依此类推，定位焊长度为20～25mm，焊缝间距约100mm。

实施例：本发明以60000Nm³/h的空气分离设备精馏塔为例说明本发明技术方案，塔器材质为5083，塔器直径为4500mm。

将下料完毕的基础环板1根据焊接工艺开制坡口，将需拼接的环板放置在铸铁平台2上，在平台上根据筒体直径划线，调整根部间隙至1-2mm，准备预拼装。

将螺柱3放置于平台T型槽中，调整至拼接焊缝5区域(在不影响焊接前提下，尽量靠近焊缝)，然后在相应位置垫上与基础环板厚度相同的垫板，再用与螺柱相匹配的带孔压板5压住基础环板，最后用螺母4拧紧压板与基础环板。应注意基础环板内外侧都需放置螺柱螺母及压板。

就位后，复核基础环板内、外圈直径，在每条焊缝两端增加与基础环板厚度相同的引弧和收弧板，开始定位焊。

定位焊前用钢丝刷清理焊缝及两侧区域(单侧不少于50mm)，定位焊采用双人对称焊的方式，即两名焊接人员从0°和180°、90°和270°同时进行焊接，当一名焊接人员由环板内圈往外圈方向焊接时，对侧的另一名焊接人员由外圈往内圈方向焊接，每条焊缝定位焊位置均为焊缝中间位置加边尾两端，焊缝长度为20～25mm。

开始正式焊接。根据焊缝收缩的原理，当一边由内圈往外圈方向焊接时，对称的另一道焊缝应由内圈往外圈方向焊接。每道焊缝采取多层多道焊接成形，对称焊接完一层后，冷却至常温后，用钢丝刷进行层间清理，再进行第二层对称焊接，依此类推。单层焊缝高度不得高于10mm,整体焊接完毕并充分冷却后卸开所有固定工装，用砂轮机将焊缝余高打磨至与母材齐平。并经渗透检测合格。

松开所有的紧固件及压板，将基础环板进行翻面，翻面后首先用机械方法对焊缝进行清根处理，焊缝清根结束后，再将基础环板固定在铸造平台上。用钢丝刷清理后继续按照双人对称焊的方式进行，全部焊接结束后打磨焊缝余高至母材齐平。并经渗透检测合格。

待松开相应的压板后，测量基础环板的水平度，间隔45°进行测量，数据如下：

测量数据合格后，继续将基础环板固定在铸铁平台上。按照图纸划出裙座筒体在基础环板上的方位线。

将裙座筒体7放置在基础环板上，通过修磨裙座筒体坡口来调节两者之间的垂直度。

开始裙座筒体与基础环板角焊缝9的定位焊。定位焊长度为25～30mm，间距约450～500mm。定位焊焊接方法的选择应与正式焊接时采用的焊接方法一致，同样采用两人对称焊的方式进行。

安装所有裙座筒体外侧的支撑板8，并将支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝10的单侧进行定位焊，定位焊同样采用两人对称焊的方式进行，定位焊长度为20～25mm，间距约100mm。角焊缝另一侧等裙座筒体与基础环板焊接完毕后在进行焊接。

焊接裙座筒体与基础环板的角焊缝，焊接时需要先焊接外侧角焊缝，采用两人对称同时从相反方向进行焊接(如一人从0°往90°方向焊接，另一人从180°往270°方向焊接)，待外侧一层焊接完毕且充分冷却后在焊接内侧角焊缝，内侧焊接完毕且冷却后再转焊外侧，依此类推。

焊接裙座筒体与外侧支撑板角焊缝的另外一侧，焊接时同样采用两人对称焊的方式进行。

所有支撑板角焊缝焊接完毕且完全冷却后，松开基础环板上相应的压板，复核基础环板水平度及裙座筒体垂直度。并经渗透检测合格。

基础环板的水平度和垂直度测量数据如下：

裙座筒体垂直度测量数据如下：

根据测量数据显示此裙座基础水平度能满足规范要求，再根据图纸在基础环板上开制螺栓孔。

按照上述方法制作的裙座基础，能够满足规范的要求，现场安装时，能确保载荷平均分配到基础，提高其承载力及稳定性。很大程度上减少塔器在现场组对时所需的人力和物力。

Claims (2)

1.一种利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，其特征在于：该焊接方法包括以下步骤：

a）将需要拼接的基础环板（1）放置在铸铁平台（2）上，调整后用带孔压板压住基础环板，最后用螺母（4）拧紧所述带孔压板与基础环板；

b）对基础环板拼缝（5）进行焊接，待基础环板所有焊缝一面焊接完毕，需整体冷却后松开所有带孔压板，将焊缝余高打磨至与母材齐平，焊接完毕后进行渗透检测；

c）所述基础环板背面的焊接方式及处理方法和正面一致，焊接完毕后复核基础环板的水平度；

d）在基础环板上安装裙座筒体（7），通过修磨裙座筒体的坡口来调节两者之间的垂直度；

e）依次焊接裙座筒体与基础环板的角焊缝（9）、支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝（10）；角焊缝每焊接完一道且充分冷却后再焊接第二道角焊缝;

所述步骤a），先对基础环板进行下料，根据焊接工艺对基础环板开制坡口，将需拼接的基础环板放置在铸铁平台上，调整焊接间隙至1-2mm，将螺柱放置于平台T型槽中，调整至拼接焊缝区域，且在不影响焊接前提下，尽量靠近焊缝，然后在相应位置垫上与基础环板厚度相同的垫板，再用与螺柱相匹配的带孔压板压住基础环板，最后用螺母拧紧带孔压板与基础环板，且所述基础环板内外侧都需放置螺柱及带孔压板；

所述步骤b），对所述基础环板拼缝（5）进行焊接包括：

基础环板定位焊接：焊接包括基础环板拼缝中间及两侧，焊接工艺和连续焊时一致；焊接采用双人对称焊方式;

基础环板正式焊接；根据焊缝收缩的原理，当一边由内圈往外圈方向焊接时，对称的另一道焊缝应由内圈往外圈方向焊接；每道焊缝单面根据板厚采取多层多道焊接成形；

所述步骤d），继续固定基础环板，并按照图纸划出裙座筒体在基础环板上位置线；

所述步骤e），裙座筒体与基础环板的角焊缝焊接是：采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从180°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm,间距450～500mm；

支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝焊接是：采用两人对称焊的方式进行，即0°和180°两名焊工同时进行焊接，依此类推，定位焊长度为20～25mm，焊缝间距约100mm;所述裙座筒体与基础环板角焊缝正式焊接，待外侧角焊缝一道焊接完毕且冷却后再焊接内侧角焊缝，内侧焊接完毕且冷却后再焊接外侧角焊缝，依此类推，直至焊接完毕；

所述支撑板与裙座筒体及基础环板单侧焊缝正式焊接，焊接后充分冷却;

所述步骤e）完成后，最后焊接同一支撑板与裙座筒体及基础环板的角焊缝的另一侧；复核裙座垂直度及基础环板水平度及尺寸，卸开紧固件和带孔压板，在基础环板上钻制螺栓孔。

2.根据权利要求1所述的利用铸铁平台控制塔器裙座基础水平度的焊接方法，其特征在于：

所述步骤b），基础环板的焊接采用双人对称焊方式，即两名焊接人员从0°和180°、90°和270°同时进行焊接，当一名焊接人员由基础环板内圈往外圈方向焊接时，对侧的另一名焊接人员由外圈往内圈方向焊接，每条焊缝定位焊位置均为焊缝中间位置加边尾两端，焊缝长度为20～25mm；

所述步骤e），裙座筒体与基础环板单侧焊缝正式焊接采用两人对称焊的方式进行，即一人从0°往90°方向焊接，另一人从90°往270°方向焊接，定位焊长度25～30mm，间距450～500mm。

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