鋼制塔式容器直立熱處理工法

1、鋼制塔式容器直立熱處理工法-結(jié)構(gòu)理論1、適用范圍適用于對塔整體吊裝有困難的場合，以及對舊塔進(jìn)行改造，不便于 將塔器吊倒進(jìn)行熱處理的場合。本工法適用于鋼制塔式容器的直立整 體熱處理或立局部熱處理。2、工藝原理2.1首先最關(guān)鍵的一步是要對熱處理部位進(jìn)行強(qiáng)度核算，通過計(jì)算確定塔器具否變形，以決定下一步的施工方法，即是否采取輔助支撐、 防變形的措施。強(qiáng)度核算方法見附錄 1。2.2其次必須進(jìn)行熱工計(jì)算，計(jì)算熱處理所需的加熱功率，以確定熱 處理專用電源的容量、控溫設(shè)備的功率和加熱器的規(guī)格數(shù)量， 確保處 理部位溫度能升到恒溫溫度并能滿足工藝所要求的升溫速率。2.3熱處理采用遠(yuǎn)紅處電加熱法。遠(yuǎn)紅外電加熱器通過

2、熱傳導(dǎo)對熱處 理部位表面加熱，并通過紅外線輻射使被處理金屬內(nèi)部產(chǎn)生自發(fā)熱（紅外線輻射可以提高金屬原子振動(dòng)能。）3、工藝流程及操作要點(diǎn)3.1工藝流程圖準(zhǔn)備工作宀輔助加固宀熱處理功率計(jì)算宀電源、控溫設(shè)備，加熱器的選用 -T安放產(chǎn)品試板 加熱器、熱電偶的固定 接線-絕緣測試與線路檢查-熱處理控溫-拆除-熱處理后質(zhì)量檢驗(yàn)整理交工資料3.2操作要點(diǎn) 321準(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作是整個(gè)熱處理過程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，包括以下內(nèi)容：321.1確定熱處理前所有的工序、過程檢驗(yàn)和試驗(yàn)均已完成并達(dá)到 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，資料齊備。3.2.1.2熟悉圖紙。若是舊塔改造工程，必須熟悉新、老兩份圖紙； 熟悉施工現(xiàn)場環(huán)境，掌握必要的數(shù)

3、據(jù)，為強(qiáng)度核算和決定施工方法做 好準(zhǔn)備。3.2.1.3掌握塔壁鋼材高溫力學(xué)性能。通過查詢資料、計(jì)算或高溫拉 伸試驗(yàn)，得出塔壁鋼材在熱處理最高溫度下的許用應(yīng)力或比例極限， 以作為強(qiáng)度核算的比較依據(jù)。321.4對承受最大載荷的熱處理部位進(jìn)行強(qiáng)度核算定是否采取輔助 加固措施。核算過程和結(jié)果必須經(jīng)過相關(guān)部門驗(yàn)證。3.2.1.5計(jì)算塔器熱處理所需功率，以選擇加熱器的規(guī)格數(shù)量、控溫 設(shè)備的功率、供電電源的容量以及所用電纜的規(guī)格和數(shù)量。3.2.1.6編制施工方案。施工方案必須相關(guān)部門審核批準(zhǔn)后方能投入 使用。3.2.1.7控溫設(shè)備、測溫和記錄儀表以及相關(guān)材料的準(zhǔn)備。控溫設(shè)備 必須狀態(tài)完好、檢驗(yàn)合格，測溫和記

4、錄儀表須經(jīng)檢定合格。熱電偶、 補(bǔ)償導(dǎo)線、測溫和記錄儀表應(yīng)為同樣的分度號。 補(bǔ)償導(dǎo)線和電纜線的 線阻和絕緣性能應(yīng)滿足要求。加工固定加熱器和保溫棉所需的材料器321.8搭建腳手架。腳手架應(yīng)按施工方案的要求搭設(shè)。若需采取輔助加固措施，則在搭腳手架時(shí)應(yīng)考慮為輔助加固留出空間。321.9采取措施使塔身受熱時(shí)能自由膨脹，拘束塔身膨脹的外力應(yīng) 解除。比如松開與塔身相連的配管，用氣焊割開拘束受熱部位膨脹的 鋼制籠式扶梯的一端等。321.10計(jì)算熱處理各個(gè)溫度區(qū)塔身的縱向熱膨脹量，做好監(jiān)測塔身膨脹量的標(biāo)尺和用經(jīng)緯儀監(jiān)測塔垂直度的標(biāo)尺。3.2.1.11 了解近期的天氣情況，特別是熱處理前后三天的天氣情況。3.2.

5、1.12若有必要?jiǎng)t搭設(shè)防風(fēng)和防雨、雪設(shè)施。要做到即使風(fēng)和雨雪 也不會(huì)影響熱處理的進(jìn)程和熱處理質(zhì)量。3.2.1.13做好現(xiàn)場夜間照明措施。3.2.1.14準(zhǔn)備必要的消防設(shè)施。3.2.2采取輔助加固措施若經(jīng)強(qiáng)度核算得出熱處理部位高溫下的許用壓力或比例極限大于所 受到的各種載荷時(shí)，則熱處理時(shí)可不采取輔助加固措施。若必須采取輔助加固措施，則應(yīng)根據(jù)施工現(xiàn)場情況采取合適的加固 措施。加固措施應(yīng)減輕或抵消所有載荷為主要載荷時(shí)則應(yīng)考慮如何減 輕熱處理部位所受的重力載荷，加固措施應(yīng)以支撐為主。采取加固措 施時(shí)應(yīng)考慮到能使塔身受熱膨脹。3.2.3熱電偶的固定在塔壁上的測溫點(diǎn)處點(diǎn)焊熱電偶夾或開槽螺母，將熱電偶的測溫

6、頭 固定牢靠。測溫點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)和位置產(chǎn)生應(yīng)符合規(guī)范要求，其次在每圈環(huán) 縫上至少應(yīng)對稱布置四個(gè)測溫點(diǎn)。這樣可以監(jiān)控塔壁環(huán)向上的溫度，以控制環(huán)向上的溫差。324安放產(chǎn)品試板若圖紙或規(guī)范要求制備產(chǎn)品焊接試板時(shí)，則應(yīng)在固定熱電偶時(shí)安放產(chǎn)品試板，產(chǎn)品試板處也應(yīng)布置熱電偶進(jìn)行測溫。325加熱器的固定325.1塔器現(xiàn)場直立整體熱處理時(shí)，可采用內(nèi)加熱外保溫法。在塔內(nèi) 部布置的框架式遠(yuǎn)線外電加熱器的高度不應(yīng)高于2/3塔體高度。加熱器的最高允許使用溫度應(yīng)高于熱處理溫度 200C以上。加熱器固定在 事先作好的鋼結(jié)構(gòu)支架上，鋼結(jié)構(gòu)支架強(qiáng)度應(yīng)滿足受熱后不變形的要 求。鋼結(jié)構(gòu)支架可用鋼管腳手架搭設(shè)，也可用單元構(gòu)件組合而，主軸

7、 單元構(gòu)件的制作如下圖，在 2米長的42X2勺鋼管（實(shí)際應(yīng)用中， 鋼管的長度應(yīng)由塔徑大小決定）一頭焊上厚為10毫、寬為90毫米的 正方形鋼板，在鋼板正中間再焊上長為 150毫米的30X 3.5勺鋼管， 在42的鋼管上每隔200毫米焊一段50毫的18圓鋼，再將鋼管轉(zhuǎn) 90°后每隔200毫米焊同樣規(guī)格的圓鋼：安裝鋼支架時(shí)，縱向?qū)卧獦?gòu)件相互插入，橫向用 18的圓鋼兩頭 用8號鐵絲捆扎在單元構(gòu)件上。加熱器成軸對稱固定的鋼支架上，可 做三角形布置，也可為四邊形或多邊形布置。連接加熱器的接線宜選用圓鋼，圓鋼直徑不應(yīng)小于6mm圓鋼外應(yīng)套 高鋁瓷套管絕緣。圓鋼連接時(shí)焊接必須牢固，搭接長度不得小地直

8、徑 的7倍。圓鋼與電纜線或加熱絲可用自制接頭連接，用卡釘卡緊。325.2塔器直立局部熱處理可根據(jù)需要采取內(nèi)加熱外保溫法、外部加熱法或內(nèi)外同時(shí)加熱法。內(nèi)部加熱法有以下兩種方法：A :在塔器內(nèi)部加設(shè)保溫隔板，形成封閉空間，加熱器安裝于其中，在塔外壁進(jìn) 行保溫。B:若塔內(nèi)徑較大，不便搭設(shè)保溫隔板，也可采用如下方法 將加熱直接緊貼的塔內(nèi)壁上固定。首先得加工如下規(guī)格的配件：(1) 上角接件，兩兩塊10mm厚鋼板焊成(2) 下角接件，用兩塊10mm厚鋼板焊成在連接桿一邊上每隔200mm鉆M6螺孔或8的孔。安裝加熱器 時(shí)，先將上下角接件點(diǎn)焊在塔內(nèi)壁上，再將連接桿下端穿過下角接件， 上端用M6的全螺紋螺栓固定

9、在上角接件上，將加熱器塞入，再用 M6的全螺紋螺栓固定。對塔壁較厚的塔器最好采取內(nèi)外同時(shí)加熱的方法。若塔內(nèi)部無法 布置加熱器，則也可采用外加熱內(nèi)保溫的方法， 但熱處理工藝要稍作 修改，適當(dāng)降低升、降溫的速度，避免升降溫速度過快成內(nèi)、外壁溫 差增大。另外要相應(yīng)延長恒溫時(shí)間，以保證塔壁內(nèi)側(cè)達(dá)到保溫溫度并 恒溫足夠時(shí)間。(5)在塔外壁固定的加熱器有兩種方法：一對于塔徑較小(D外W 2.5m 的塔器，利用磁鐵將外覆鐵皮的加熱器吸附塔壁上，并用粗鐵絲進(jìn)行輔助固定即可；對于塔徑較大的塔器，則采取如下方法：首先加工如 下規(guī)格的鋼帶，厚3mm,寬30mm,長為L,在鋼帶上每隔400mm 點(diǎn)焊一根5的圓釘，鋼帶

10、兩端各焊一個(gè)螺線(M20),螺母必須焊牢， 能承受一事實(shí)上的拉力。鋼帶的長度L視塔器外圓周長而定，如下圖5:(6)考慮到熱處理溫度下塔的環(huán)向膨脹，故采用如圖6所示的自制螺桿。將螺桿兩頭穿過M20的螺母，再將兩個(gè) M16的螺母上到螺桿的 兩頭并擰緊，如圖7在上、下兩根鋼帶之間放進(jìn)外覆鐵皮的加熱器， 再用鐵絲將之固定牢靠：(8)加熱器布置完成后，應(yīng)對其用 500V兆歐表進(jìn)行對地或塔器的絕 緣測試，其絕緣電阻應(yīng)不小于0.5兆歐，各組加熱器之間以及加熱器 對鋼支架的絕緣電阻不應(yīng)小于 0.5兆歐，再用萬用表測量每組電加熱 器的阻值是否正確。3.2.6保溫3.2.6.1熱處理中所用保溫材料應(yīng)滿足熱處理要求

11、，導(dǎo)熱系數(shù)小，且 便于施工。保溫材料應(yīng)分層鋪設(shè)，縫間搭接50-100mm,層間接縫應(yīng)錯(cuò)開。對于塔徑小的塔器(D< 2.5m),將硅酸鋁保溫棉貼在加熱器外 側(cè)用鐵絲綁牢即可。對于塔徑大的塔器，只需將保溫棉穿在鋼釘上， 再用鐵絲輔助固定即可。當(dāng)在塔內(nèi)壁貼加熱器加熱時(shí)，將保溫棉用鐵 絲固定在連接桿上即可。326.2當(dāng)采取外熱法局部熱處理時(shí)加熱區(qū)域及靠近加熱區(qū)的非加熱部分均應(yīng)包覆足夠的保溫材料，保溫帶總寬度應(yīng)不小于10住？Ri S n(Ri塔器內(nèi)半徑，sn旨塔壁名義厚度。)同時(shí)塔壁內(nèi)板隔熱。保溫完畢后，不再需要進(jìn)入塔內(nèi)時(shí)，應(yīng)將與熱處理無關(guān)的按管與開口用保溫 棉封堵住。327接線因塔器熱處理所需補(bǔ)

12、償導(dǎo)線、電纜線較多，所以所有的線纜都必須 進(jìn)行編號，接線時(shí)要一一對應(yīng)。比如1號補(bǔ)償導(dǎo)驪應(yīng)對應(yīng)1號熱電偶， 并且對1號熱電偶進(jìn)行加溫的加熱器組應(yīng)與1號電纜相連。接線完畢， 應(yīng)用萬用表再核實(shí)接線是否正確，是否有漏電、斷路之處，并再用 500V兆歐表測量控制電纜對地之間的絕緣電阻，其值不應(yīng)小于 0.5M Q。經(jīng)熱處理責(zé)任師檢查合格后，可進(jìn)行短時(shí)預(yù)送電，若一切正 常，接線無誤，則可進(jìn)行正式送電熱處理。在正式送電熱處理，應(yīng)在 熱處理工作區(qū)域設(shè)置警示牌，無關(guān)人員不準(zhǔn)隨意出去。328接地電腦控溫設(shè)備的工作接地，其接地電阻應(yīng)不大于4Q,且應(yīng)單獨(dú)接地， 嚴(yán)禁與其他接地混接。控制設(shè)備保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于10Q;塔

13、器的 保護(hù)接地電阻應(yīng)不大于10Q,接地引線宜采用直徑不小于10mm的鋼 線。329電源配電塔器熱處理應(yīng)配備熱處理專用電源，且應(yīng)有專用配電箱。因塔器熱 處理功率較大，所以電源容量、供電電纜、控制電纜的線徑以及配電 箱的漏電保護(hù)開關(guān)的整定值均應(yīng)滿足熱處理要求。3.2.10熱處理控溫操作熱處理控溫人員必須嚴(yán)格按照熱處理工藝進(jìn)行控溫。熱處理工藝應(yīng) 符合設(shè)計(jì)要求或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。溫度每升高 100C，應(yīng)檢查一次塔身 的受熱膨脹量，并用經(jīng)緯儀檢查塔的垂直度，并作好相關(guān)記錄，有異常情況應(yīng)立即停止熱處理4、材料塔器直立熱處理所需主要材料如下表：名稱規(guī)格型號備注硅酸鋁卷毯3m?m?0mm具體數(shù)量視現(xiàn)場情況而定 等

14、邊角鋼2.5扁鋼帶 8 =3mm寬 30mm S =10mm 寬 90mm鋼管 42?30?.5圓鋼18補(bǔ)償導(dǎo)線K型電纜線四芯全螺紋螺栓M6開槽螺母M205、機(jī)具設(shè)備塔器直立熱處理所需主要機(jī)具設(shè)備如下表：名稱規(guī)格型號備注電腦溫控儀CCTS-A 240KW配電箱熱電偶K型01100C自動(dòng)平衡記錄儀XWFJ-30 兆歐表500V 1塊遠(yuǎn)紅外電加熱器數(shù)字萬用表1塊 鉗形電流表1塊接地電阻測試儀1臺(tái)表面測溫計(jì)1塊經(jīng)緯儀1塊6、勞動(dòng)組織及安全6.1勞動(dòng)力組織如下表崗位人數(shù)責(zé)任范圍熱處理責(zé)任師1負(fù)責(zé)指揮整個(gè)熱處理工藝實(shí)施，控制每道工序質(zhì)量,掌握熱處理全過程各種情況及解決各種問題。熱處理工藝員2負(fù)責(zé)控溫操作

15、記錄員1記錄熱處理時(shí)間、溫度、熱膨脹量等參數(shù)儀表工1負(fù)責(zé)儀表維護(hù)電工1保證現(xiàn)場供、用電保溫工4保溫質(zhì)量安全員1負(fù)責(zé)現(xiàn)場的質(zhì)量安全工作6.2安全措施6.2.1對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行班前安全教育和安全技術(shù)交底。622現(xiàn)場臨時(shí)用電應(yīng)按部頒標(biāo)準(zhǔn) JGJ46-88施工現(xiàn)場臨時(shí)用安全技 術(shù)規(guī)范有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。6.2.3高空作業(yè)人員必須配戴安全帶，所有跳板應(yīng)捆綁結(jié)實(shí)，且應(yīng)設(shè) 置防護(hù)欄桿。624用電設(shè)備重復(fù)接地可靠。625進(jìn)入塔內(nèi)施工必須要有廠方出具的檢測合格允許進(jìn)入報(bào)告。且 不允許單人進(jìn)入塔內(nèi)施工，必須要有監(jiān)護(hù)人。6.2.6現(xiàn)場設(shè)專職安全員1名，負(fù)責(zé)現(xiàn)場的安全工作。7、質(zhì)量要求7.1本工法遵照執(zhí)行以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程鋼制壓力容器GB150-1998鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB/T4709-2000鋼制塔式容器JB/T710-92石油化工鋼制塔、容器現(xiàn)場組焊施工工藝標(biāo)準(zhǔn)SH3524-19997.2主要質(zhì)量保證措施7.2.1有關(guān)技術(shù)人員必須持證上崗，而且精通本工種工作。7.2.2所用的機(jī)具設(shè)備、儀器儀表必須經(jīng)檢驗(yàn)或檢