一種大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及到一種大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步驟：1)將環(huán)形托板點焊于大型低溫塔器塔體的下封頭和裙座上；2)在所述環(huán)形托板的下表面上進行下部堆焊形成下堆焊層，與下封頭和裙座的連接處形成半徑為5mm～20mm的倒角；3)使用機械方法將所述的環(huán)形托板從裙座、下封頭和下堆焊層上鏟除；4)在所述下堆焊層的上表面上進行上堆焊層的焊接，與下封頭和裙座的連接處為圓滑過渡；5)對焊接部分進行檢測，合格后對焊接部位進行焊后消除應力熱處理。本發(fā)明焊接后的塔器裙座與塔體的連接結(jié)構(gòu)承載面積大、承載力強，具有良好的抗垂直載荷、抗疲勞載荷和抗低溫脆性破壞的能力，地滿足了大型、高塔且處于低溫操作狀態(tài)下塔器的長周期安全運行的要求。
【專利說明】一種大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，對于立式自支承塔器來說，裙座與塔體的連接結(jié)構(gòu)主要有搭接式和對接式兩種方式。其中搭接式連接結(jié)構(gòu)是裙座與塔體的下封頭相焊接，可焊于筒體或封頭的直邊段，裙座與塔體的焊接接頭為角接接頭，裙座筒體內(nèi)徑與圓筒外徑有約4mm間隙，該焊接接頭偏離筒體和封頭的環(huán)向焊接接頭至少1.7倍的圓筒厚度的距離。該焊接接頭需要承受剪應力，當溫度較高或較低時此處存在較復雜的溫度場和較大的溫度應力。搭接式連接結(jié)構(gòu)因其便于組裝，特別是便于調(diào)整塔的垂直度，因此常用于塔徑較小、壓力較低、焊接接頭受力小的場合。
[0003]而對接式連接結(jié)構(gòu)，是將塔器殼體的下封頭與裙座筒體上端直接對接的焊接接頭型式。當裙座筒體厚度與塔器殼體厚度差不大于8_時，通常要求裙座筒體內(nèi)徑與塔器殼體內(nèi)徑對齊，反之，宜采用裙座筒體中徑與塔器殼體中徑對齊的型式。裙座筒體內(nèi)徑上端與塔器殼體下封頭的外壁預留2mm間隙，對接焊接接頭的長度一般不小于裙座筒體厚度的
1.75倍，焊接接頭要求全焊透且圓滑過渡。該連接結(jié)構(gòu)受力狀況優(yōu)于搭接式連接結(jié)構(gòu)，焊接接頭的受力狀況得以改善，承載能力大大提高，為目前大多數(shù)自支承式塔器所采用。
[0004]塔器裙座與塔體的搭接式連接結(jié)構(gòu)因其承受剪應力且受溫度的限制而難以得到廣泛的應用。對接式連接結(jié)構(gòu)的受力狀況雖優(yōu)于搭接式連接結(jié)構(gòu)，焊接接頭具有一定的承載能力，但當塔器大型化后，其塔高增大、直徑變大、壁厚增加，高徑比增大，隨之塔器承受的風載和地震載荷的作用也更為復雜，加之低溫的操作工況，塔器裙座與塔體連接處的焊接接頭的受力變得復雜，現(xiàn)有的對接式連接結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足垂直載荷，抗疲勞載荷和抗低溫脆性破壞的承力要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能夠承受大型低溫塔器強垂直載荷且具有優(yōu)異的抗疲勞載荷和良好的抗低溫脆性破壞能力的大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法。
[0006]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:該大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步驟:
[0007]I)將環(huán)形托板點焊于大型低溫塔器塔體的下封頭和裙座上；
[0008]焊接好后所述環(huán)形托板的外緣連接在所述裙座的上端面上，所述環(huán)形托板的內(nèi)周緣連接在所述下封頭的外側(cè)壁上；
[0009]所述下封頭為橢圓形或部分球形結(jié)構(gòu)，所述裙座為圓筒柱狀結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)；
[0010]2)在所述環(huán)形托板的下表面上進行下部堆焊形成下堆焊層，要求全焊透，焊接頭表面平整，并在焊接頭與下封頭的外側(cè)壁連接處、焊接頭與所述裙座內(nèi)壁的連接處形成半徑為5mm?20mm的倒角；
[0011]3)使用機械方法將所述的環(huán)形托板從裙座、下封頭和下堆焊層上鏟除，然后對所述下堆焊層進行無損檢測，如檢測發(fā)現(xiàn)缺陷，再使用機械方法從下堆焊層的上表面上打磨掉一部分下堆焊層，直至無損檢測合格；
[0012]4)在所述下堆焊層的上表面上進行上堆焊層的焊接，要求全焊透，焊肉飽滿，且上堆焊層表面平整，與下封頭和裙座的連接處為圓滑過渡；
[0013]5)對所述上堆焊層進行無損檢測，檢測合格后對由下堆焊層和上堆焊層所構(gòu)成的焊接接頭進行射線或超聲檢測，檢測合格后對焊接部位進行焊后消除應力熱處理。
[0014]較好的，所述環(huán)形托板3的厚度為4?IOmm,所述下堆焊層的厚度為15?30mm。
[0015]所述環(huán)形托板3的寬度A為t+(40?80mm)，其中t為所述裙座的壁厚；所述上堆焊層的厚度為1.5?3.0A。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的大型塔器裙座與塔體的焊接方法創(chuàng)造性地加入了環(huán)形托板作為焊接輔助件，將大厚度的焊接接頭分成兩部分焊接，有效保證了焊接接頭的成型，使接頭連接處形成圓滑過渡，同時消除了較大厚度的焊接接頭焊接中產(chǎn)生的缺陷。焊接后的塔器裙座與塔體的連接結(jié)構(gòu)承載面積大、承載力強，具有良好的抗垂直載荷、抗疲勞載荷和抗低溫脆性破壞的能力，且本方法容易實施，焊接接頭能夠保證實現(xiàn)全焊透，焊接質(zhì)量可控性好，且方便進行無損檢測，較好地滿足了大型、高塔且處于低溫操作狀態(tài)下塔器的長周期安全運行的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例環(huán)形托板點焊于裙座和下封頭之間的平面示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明實施例下堆焊層焊接完成后的平面示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明實施例鏟除環(huán)形托板后的平面示意圖；
[0020]圖4為本發(fā)明實施例上堆焊層焊接完成后的平面示意圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0022]如圖1至圖4所示，該大型低溫塔器裙座與塔體的焊接方法包括下述步驟:
[0023]I)將環(huán)形托板(3)點焊于大型低溫塔器塔體的下封頭I和裙座2上；本實施例中環(huán)形托板3的內(nèi)徑與外徑之差即環(huán)形托板的寬度A為T+60mm，T為裙座2的壁厚，環(huán)形托板3的厚度為8mm。
[0024]如圖1所示，焊接好后環(huán)形托板3的外緣連接在裙座2的上端面上，環(huán)形托板3的內(nèi)周緣連接在下封頭I的外側(cè)壁上；
[0025]下封頭I為部分球形結(jié)構(gòu)，裙座2為圓筒柱狀結(jié)構(gòu)。
[0026]2)在所述環(huán)形托板3的下表面上進行下部堆焊形成下堆焊層4，如圖2所示，下堆焊層4的厚度為20mm，要求焊接保證全焊透，焊接接頭表面平整，并在焊接接頭與下封頭的外側(cè)壁連接處、焊接接頭與裙座內(nèi)壁的連接處形成半徑為IOmm的倒角R。
[0027]3)使用機械方法例如機械打磨、機械鏟除等方法將環(huán)形托板3從裙座2、下封頭I和下堆焊層4上鏟除，然后對下堆焊層4的上表面進行無損檢測，本實施例采用磁粉檢測，如檢測發(fā)現(xiàn)缺陷，再使用機械方法從下堆焊層的上表面上打磨掉一部分下堆焊層，直至表面無缺陷，無損檢測合格。
[0028]4)在下堆焊層的上表面上進行上堆焊層5的焊接，上堆焊層5的厚度為兩倍環(huán)形托板的寬度；焊接要求全焊透，焊肉飽滿，且上堆焊層表面平整，與下封頭和裙座2的連接處為圓滑過渡。
[0029]5)對所述上堆焊層5進行無損檢測，檢測合格后對由下堆焊層和上堆焊層所構(gòu)成的焊接接頭6進行射線或超聲檢測，檢測合格后對焊接部位進行焊后消除應力熱處理。
【權(quán)利要求】
1.一種大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法，其特征在于包括下述步驟: 1)將環(huán)形托板(3)點焊于大型低溫塔器塔體的下封頭(I)和裙座(2)上； 焊接好后所述環(huán)形托板(3)的外緣連接在所述裙座(2)的上端面上，所述環(huán)形托板(3)的內(nèi)周緣連接在所述下封頭(I)的外側(cè)壁上； 所述下封頭(I)為橢圓形或部分球形結(jié)構(gòu)，所述裙座(2)為圓筒柱狀結(jié)構(gòu)或圓錐形結(jié)構(gòu)； 2)在所述環(huán)形托板(3)的下表面上進行下部堆焊形成下堆焊層(4)，要求全焊透，焊接頭表面平整，并在焊接頭與下封頭的外側(cè)壁連接處、焊接頭與所述裙座內(nèi)壁的連接處形成半徑為5mm?20mm的倒角； 3)使用機械方法將所述的環(huán)形托板(3)從裙座(2)、下封頭(I)和下堆焊層(4)上鏟除，然后對所述下堆焊層(4)進行無損檢測，如檢測發(fā)現(xiàn)缺陷，再使用機械方法從下堆焊層的上表面上打磨掉一部分下堆焊層，直至無損檢測合格； 4)在所述下堆焊層的上表面上進行上堆焊層(5)的焊接，要求全焊透，焊肉飽滿，且上堆焊層表面平整，與下封頭(I)和裙座(2)的連接處為圓滑過渡； 5)對所述上堆焊層(5)進行無損檢測，檢測合格后對由下堆焊層(4)和上堆焊層(5)所構(gòu)成的焊接接頭(6)進行射線或超聲檢測，檢測合格后對焊接部位進行焊后消除應力熱處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法，其特征在于所述環(huán)形托板(3)的厚度為4?IOmm,所述下堆焊層的厚度為15?30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型低溫塔器的塔體與裙座的焊接方法，其特征在于所述環(huán)形托板(3)的寬度A為t+(40?80mm)，其中t為所述裙座的壁厚；所述上堆焊層的厚度為1.5?3.0A0
【文檔編號】B23K33/00GK103990913SQ201410167911
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月24日
【發(fā)明者】楊俊嶺, 田春霞, 于素艷, 蔣自平, 黃軍鋒, 段新群, 張忠凱 申請人:中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術(shù)研究院有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司