一种催化剂罐现场施工方法

鹿文龙

摘要：石油化工新建工程重油催化热裂解装置催化剂罐设备，因设备形体尺寸大、吨位重，要求工期紧，故选择在现场进行设备的组装、焊接、检测和试验工作的制作方法。本文主要介绍了催化剂罐筒体现场组焊、内外件安装的施工方法，节省了工期，降低了施工费用。

关键字：催化剂、罐、组焊、安装

1、施工背景及工艺参数

1.1施工背景

黑龙江省龙油石油化工股份有限公司230万吨/年重油催化热裂解装置催化剂罐设备，因设备形体尺寸大、吨位重，要求工期紧，故选择在现场进行设备的组装、焊接、检测和试验工作的制作方法。其中设备壳体为分片到货，在现场组装成整体。

1.2催化剂罐工艺参数

1.2.1热催化剂罐技术参数

热催化剂罐技术参数具体如下：

直径：8ｍ；高度：32.9ｍ；容器类别：I；材质：Q345R；壁厚：42/34㎜；金属重量 ：247.8t；介质：空气、催化剂；设计温度：325╱475℃；设计压力：0.75Mpa；致密性试验压力：0.438 Mpa；焊缝系数：1.0；焊缝探伤：RT：100% II级合格，UT：100% I级合格，PT：100% I级合格（角焊缝）。

1.2.2冷催化剂罐技术参数

冷催化剂罐技术参数如下：

直径：6ｍ；高度：29.8ｍ；容器类别：I；材质：Q345R；壁厚 ：26㎜；金属重量：126.6t; 介质：空气、催化剂; 设计温度：250℃；设计压力0.75 Mpa; 致密性试验压力：0.438 Mpa; 焊缝系数: 1.0; 焊缝探伤:RT：100% II级合格，UT：100% I级合格,PT：100% I级合格（角焊缝）。

1.2.3废催化剂罐技术参数

废催化剂罐技术参数如下：

直径 ：6ｍ；高度 ：29.8ｍ；容器类别：I；材质：Q345R：壁厚 ：28/30㎜；金属重量：136.2t；介质：油气、水蒸气；设计温度：325╱475℃；设计压力：0.75 Mpa；致密性试验压力：0.438 Mpa；焊缝系数：1.0；焊缝探伤：RT：100% II级合格，UT：100% I级合格，PT：100% I级合格（角焊缝）。

2催化剂罐制作方法

2.1封头、锥段组对

（1）组装时先在平台上划出下口的组装底样圆和各带上口各板片检查基准线的投影圆。其中下口底样圆直径：

D＝D外＋F·n/π

式中：

D外－带口设计外直径

F－焊缝收缩量，取F＝2㎜

n－纵缝数量

（2）将下口底样圆周按排版图给定的板片数等份，在底样圆外侧边缘上，每块板片位置处焊上两块角钢（或方钢板）挡铁定位板，作为胎具下口靠模；上口靠模见下图：

以定位板和组装胎具为基准，用工卡具使瓣片紧靠定位板和胎具，并调整对口间隙和错变量。组装的工卡具按1.5～2m的间距进行设置，并在焊接完外口后才准取下。

（3）瓣片在钢平台上组对成封头后，应对每道焊口进行检查，检查结果应符合下列要求：

①对口间隙应保证焊接收缩后周长与图纸相符合。

②错边量≤3mm。

③纵、环缝棱角度 E用弦长等于1/6直径外弧样板检查，其值≤3mm。

④不圆度≤25mm。

（4）封头焊后的几何尺寸应符合下列要求：

①封头直边高度允许偏差为+5 -3mm，端口圆度允许偏差≤25mm，周长允许偏差为±10mm，水平度允许偏差为2mm。

②错边量≤3mm。

③纵、环缝棱角 E用弦长等于1/6内径外弧样板检查≤5mm。

④不圆度≤25mm。

2.2单节筒体组对

（1）单节筒体组对前，根据每圈板片数、封头端部实际周长及焊接收缩量在钢平台上划出筒体基准圆，在基准圆内侧每隔2～2.5m焊一块定位板。

（2）按照排版图编号将同一圈的板片吊至基准圆处，利用工装卡具组对成整圈筒体，组对用工卡具设置在筒体的内侧，并按1～1.5m的间距进行（在焊接完筒体外侧后才准拆除）。单节筒体组对完后进行以下方面的检查。

①对口错边量不大于3 mm。

②纵缝棱角 E用弦长等于1/6直径外弧样板检查，其偏差≤3mm。

③不圆度e≤25 mm。

④相邻两筒节外圆周长差不大于10 mm。

（3）检查合格后，在纵缝的内侧两端点焊防变形弧板。同时在筒节内采用米字型支撑固定。

（4）筒节纵缝焊接后几何尺寸按下列要求进行检查：

①对口错边量不大于3 mm。

②纵缝棱角 E用弦长等于1/6内径外弧样板检查≤5mm。

③不圆度e≤25 mm。

④相邻两筒节外圆周长差不大于10 mm。

（5）单节筒体焊接后，标出方位线（0°、90°、180°、270°中的任意一条方位线，在同一分段内应为同一方位心线）。

2.3筒体组装

（1）采用正装法进行筒体组对，在组对口下1.5m处搭设临时操作平台，以满足组对及焊接需要。

（2）组对时，在下节上口外侧每隔约1500mm焊一块定位挡板，再将上面一圈筒节吊放上去，上、下两圈筒节的方位母线必须对正，其偏差不得大于1mm。

（3）用卡具调整对口间隙、错边量。

2.4吊装组对

（1）为了使设备在高空组对环口时能顺利进行，应在每个吊装段的上口均布点焊八块导向筋板，并在大段对口处的0主轴线设置一套限位卡具，以利于上下段方位线对中。导向筋板结构如下图所示：

结束语

催化剂罐筒体现场组焊、内外件安装的施工方法，增加了现场使用机械台班，也增加了现场焊接难度，但是节省了运输的大额费用也大大缩短了施工工期。

参考文献

张永兴. 大型储罐施工中的焊接变形控制[J]. 石油工程建设2002(1):56-58.

李军. 国外大型储罐设计施工新技术[J]. 石油工程建设，2012(6):20-22.

高连庆. 大型储罐施工中的焊接变形控制[J]. 商品与质量, 2016, 000(039):201.