劉智彬（天津市創(chuàng)舉科技有限公司， 天津 300130）

塔器設(shè)備設(shè)計(jì)探析

劉智彬（天津市創(chuàng)舉科技有限公司， 天津 300130）

塔器作為化工設(shè)備中重要的設(shè)備組成單元，塔器設(shè)備的設(shè)計(jì)對(duì)化工生產(chǎn)有著重要的影響。塔器主體、裙座、選材、制造等在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，而塔器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題對(duì)塔器的正常工作影響也很大。本文的研究重點(diǎn)是通過選定的塔器設(shè)計(jì)方案來解讀設(shè)計(jì)中需要注意的問題，從基本結(jié)構(gòu)方面著手細(xì)化到設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)，以期能夠詳細(xì)闡述塔器設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容和細(xì)節(jié)，促進(jìn)業(yè)內(nèi)對(duì)這一方面的研究和發(fā)展。

塔器設(shè)備；設(shè)計(jì)；探析

0　引言

塔器設(shè)備的設(shè)計(jì)離不開對(duì)其結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)規(guī)范和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，離不開對(duì)其設(shè)計(jì)劃類、設(shè)計(jì)選材、強(qiáng)度計(jì)算、沖壓試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、連接結(jié)構(gòu)、檢測(cè)要求等多方面因素的設(shè)計(jì)。下文將從這些部分著手，詳細(xì)闡述塔器設(shè)計(jì)的具體細(xì)節(jié)。

1　塔設(shè)備結(jié)構(gòu)圖、技術(shù)參數(shù)表、設(shè)計(jì)制造所遵循的規(guī)范、無損檢測(cè)

（1）塔設(shè)備主要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

（2）技術(shù)參數(shù)表

腐蝕裕量1 1 M P a 1 0 M P a -1 8設(shè)計(jì)壓力工作壓力設(shè)計(jì)溫度工作溫度工作介質(zhì)介質(zhì)特性試驗(yàn)壓力（水壓）/ 1 0 0 8 0 / 4 0氮?dú)鉄o毒、非易燃1 3 . 7 5 / 1 3 . 8 8 2

（3）設(shè)計(jì)制造所遵循的規(guī)范 本設(shè)計(jì)需要遵循三方面的設(shè)計(jì)規(guī)范，分別為NB/T47041-2014《塔式容器》、GB150.1～GB150.4-2011《壓力容器》，以及TSG ROOO4-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。

（4）無損檢測(cè) 在無損檢測(cè)的環(huán)節(jié)中對(duì)A、B、D類焊接接頭分別采用RT和MT檢測(cè)方法，按照一定的標(biāo)準(zhǔn)得到對(duì)應(yīng)的合格級(jí)別。

2　塔器的設(shè)計(jì)

（1）塔設(shè)備的劃類與選材 根據(jù)上述TSG R004-2009標(biāo)準(zhǔn)，可按照?qǐng)D中壓力容器類別將其按照介質(zhì)分組，將設(shè)備劃分到第三類的容器中。在選材時(shí)按照GB150.2-2011中的有關(guān)規(guī)定，選定氮?dú)饨橘|(zhì)Q345R，選定鍛件16Mn III，選定無縫鋼管Q345D，緊固件35CrMoA，保證各部分的化學(xué)成分符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。塔器的裙座和殼體在選定時(shí)也采用Q345R標(biāo)準(zhǔn)，盡管其為非受壓原件，但是受到受力影響，也要符合相應(yīng)的規(guī)定。

（2）強(qiáng)度計(jì)算 在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，通過SW6對(duì)塔器的穩(wěn)定性進(jìn)行校核，進(jìn)而對(duì)不滿足校核的強(qiáng)度重新優(yōu)化設(shè)計(jì)，再進(jìn)行重新校核，直至全部條件滿足，實(shí)現(xiàn)塔器強(qiáng)度應(yīng)力校核標(biāo)注。

（3）塔器設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 在進(jìn)行塔器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行必要的水壓試驗(yàn)，通過水壓試驗(yàn)來計(jì)算液柱靜壓力，在校核殼體宏觀強(qiáng)度和致密性的同時(shí)檢驗(yàn)容器的密封性能是否完好。在設(shè)計(jì)裙座時(shí)主要有圓錐形和圓筒形兩種，選用圓錐形裙座的主要分為三種情況：第一種是D/H值偏大，裙座的殼體截面需要較大的慣性矩；第二種是設(shè)備的基礎(chǔ)面壓應(yīng)力需求較小，設(shè)備的載荷較大的情況；第三種是地腳螺栓間距不能滿足要求時(shí)需要加大裙座底面，采用圓錐形。其他情況下一般均采用圓筒形即可，本設(shè)計(jì)中選取了圓筒形的裙座。

（4）封頭與筒體的連接結(jié)構(gòu) 在進(jìn)行筒體與封頭連接設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)采用堆焊，但是這一方法對(duì)制造過程和無損檢測(cè)都會(huì)產(chǎn)生較大的麻煩；切忌不可采用筒體削邊，因?yàn)橄鬟吅笸搀w薄弱，強(qiáng)度不能滿足要求。因此，可以采用延長(zhǎng)筒體再削邊的方法，既滿足壁厚要求又滿足強(qiáng)度要求。在削邊時(shí)主要削封頭邊，不會(huì)影響到筒體強(qiáng)度。

（5）無損檢測(cè)的要求 在本設(shè)備中，對(duì)A類和B類焊接接頭進(jìn)行全面的射線檢測(cè)，在探傷質(zhì)量不低于AB級(jí)時(shí)鑒定為二級(jí)合格，對(duì)D類焊接接頭進(jìn)行全面的磁粉檢測(cè)，對(duì)符合JB/ T4730.4-2005規(guī)定的鑒定為一級(jí)合格。對(duì)其他部位的配件與組件采用相應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，分別鑒定為一級(jí)與二級(jí)的檢測(cè)結(jié)果。

（6）熱處理 在設(shè)備構(gòu)建完成后要對(duì)結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行相應(yīng)的熱處理，以消除焊后整體應(yīng)力，對(duì)受壓原件進(jìn)行焊前預(yù)熱，在熱處理前完成所有預(yù)焊件和設(shè)備的焊接，在熱處理之后不再在設(shè)備表面進(jìn)行任何施焊過程。

（7）外形尺寸允許偏差 為保證設(shè)備使用安全，需要保證設(shè)備的外形尺寸偏差在允許范圍內(nèi)，整個(gè)設(shè)備安裝后直線度任意3000mm范圍內(nèi)的長(zhǎng)圓筒段內(nèi)，產(chǎn)生的偏差不能夠大于3mm，筒體總直線度允差在12mm范圍內(nèi)，塔體安裝垂度允差在6mm范圍內(nèi)。

［1］蔣小文，葉日新，趙栓柱.淺談對(duì)2014新版塔器標(biāo)準(zhǔn)的理解與認(rèn)識(shí)［J］.化工設(shè)備與管道，2015，06：7-14.

［2］劉紅果，張倩.淺談塔器的配管設(shè)計(jì)［J］.科技視界，2016，08：246+257.

［3］劉寶廷，賈敏.淺談塔設(shè)備的質(zhì)量控制［J］.科技資訊，2011，20：125.