淺談大型空分冷箱的制造工藝

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1、淺談大型空分冷箱的制造工藝摘要：本文主要介紹工業(yè)氣體項(xiàng)目中的大型冷箱設(shè)備的制造工藝，對(duì)制作過(guò)程中的關(guān)鍵控制環(huán)節(jié)和特殊注意事項(xiàng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的論述。關(guān)鍵詞：冷箱；彎管；潔凈管道；氧氣AA級(jí)清洗；無(wú)絨布；分段處理前言：冷箱被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)氣體項(xiàng)目之中，是大型空分裝置中的標(biāo)志性設(shè)備，主要由提純?cè)O(shè)備、換熱設(shè)備、富氧潔凈管道、鋼結(jié)構(gòu)、密封墻板、附屬的電氣和儀表設(shè)施等組合而成；因其零部件多、制造要求嚴(yán)、總體重量大（不銹鋼冷箱重量在500噸左右，鋁冷箱約300噸）、內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜；因而探討其制作或組裝工藝有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.結(jié)構(gòu)組

2、對(duì)大型冷箱一般分為塔式圓形冷箱和方形冷箱兩類，前者的外部結(jié)構(gòu)是圓筒形，由鋼板卷制而成；后者的結(jié)構(gòu)是長(zhǎng)方形，由方鋼組對(duì)而成；結(jié)構(gòu)的材料均為普通碳鋼，其主體結(jié)構(gòu)截面最大尺寸可達(dá)6.5米以上，長(zhǎng)度在70米左右。由于主體結(jié)構(gòu)是安裝設(shè)備、管道等的載體，因此組對(duì)時(shí)必須嚴(yán)格控制焊接變形及其幾何尺寸。1.1下料切割9下料精度影響著組對(duì)質(zhì)量。過(guò)大的下料負(fù)偏差會(huì)導(dǎo)致組對(duì)間隙過(guò)大，而間隙過(guò)大則對(duì)焊接造成困難，且容易在焊接時(shí)產(chǎn)生大的焊接收縮變形；反之，過(guò)大的正偏差則會(huì)增加結(jié)構(gòu)的整體幾何尺寸。因此，主結(jié)構(gòu)方鋼的下料方法一般不主張火焰切割，而以機(jī)械鋸

3、割為好。1.2組對(duì)方法結(jié)構(gòu)組對(duì)采用臥式進(jìn)行，它是在距地面高度約1米（以作業(yè)人員在下面能方便作業(yè)為準(zhǔn)）的立柱式支架上進(jìn)行的。其組對(duì)順序如下：下部立柱分段組對(duì)下部橫梁安裝上部立柱分段組對(duì)上部橫梁安裝側(cè)面支撐梁安裝斜加強(qiáng)筋安裝。需要說(shuō)明的是，結(jié)構(gòu)的組對(duì)順序不是固定的，可根據(jù)內(nèi)部設(shè)備的到貨時(shí)間和設(shè)備的安裝方法進(jìn)行調(diào)整（包括留出部分活動(dòng)梁），以在保證組對(duì)質(zhì)量的前提下方便施工為目的。1.3注意事項(xiàng)冷箱的全部預(yù)制工作完成后，在運(yùn)輸之前要進(jìn)行分段切割處理，因此，方形冷箱的立柱或圓形冷箱的筒體，在組對(duì)時(shí)就應(yīng)該提前考慮并留出兩道分段接口的位置

4、，以免焊后切割不便。1.4尺寸檢查結(jié)構(gòu)完成后應(yīng)全面檢查各部尺寸，如對(duì)角線之差、總高、寬度等，尺寸的檢查方法按常規(guī)進(jìn)行，結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)定要求。9圓形冷箱筒體的制造同一般的塔設(shè)備，此不再贅述。2.設(shè)備安裝（1）冷箱的主要設(shè)備有粗、細(xì)精餾塔和換熱器等，全部安裝在主體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，重量在10-70噸不等，尺寸較長(zhǎng)；因此，設(shè)備的安裝方法決定于結(jié)構(gòu)的施工程序，需與結(jié)構(gòu)的安裝工作互相配合。（2）如果設(shè)備到貨較早，為降低設(shè)備安裝難度，在下部立柱及其橫梁組對(duì)完成后可立即進(jìn)行塔設(shè)備及換熱器的安裝，而后再安裝側(cè)面支撐梁及上部結(jié)構(gòu)；反之，如果設(shè)備到貨

5、時(shí)間較晚，則可將主要結(jié)構(gòu)工作完成后再安裝設(shè)備，但此時(shí)由于設(shè)備尺寸較長(zhǎng)，安裝較為困難，設(shè)備必須從結(jié)構(gòu)的一端吊入框架，必要時(shí)還需采用特制的臨時(shí)導(dǎo)軌支架將設(shè)備滑入框架。（3）設(shè)備就位后應(yīng)及時(shí)安裝設(shè)備支架和必要的臨時(shí)固定用支架，以保證設(shè)備正確定位，避免配管發(fā)生大的位移，同時(shí)也保證內(nèi)部作業(yè)人員的安全。3.配管3.1彎管施工9（1）因冷箱的工作溫度多在-196℃以下，因此其管道材質(zhì)多為低溫塑性較好的材料，如不銹鋼（304等）和鋁管（L5083、L6061等）等；同時(shí)，由于所有的管道焊口或接頭在冷箱投用后均埋藏在冷箱墻板的內(nèi)部，且內(nèi)部空

6、間還要填充滿珠光砂，一旦泄露，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，故為了減少焊口數(shù)和泄漏點(diǎn)，冷箱中4寸及以下的管道設(shè)計(jì)時(shí)多采用機(jī)械彎管代替軋制彎頭焊接；這樣，控制彎管質(zhì)量尤為重要。（2）目前國(guó)外彎管設(shè)備質(zhì)量過(guò)關(guān)，彎管精度極高，故彎管被大量采用；但國(guó)內(nèi)好的設(shè)備相對(duì)較少，因此應(yīng)選擇質(zhì)量可靠的設(shè)備，以保證彎管質(zhì)量。我們采取引進(jìn)德國(guó)的數(shù)控彎管設(shè)備，彎管質(zhì)量比較理想。（3）需要指出的是，用于彎管的管道本身的質(zhì)量對(duì)保證彎管質(zhì)量非常重要，因此材料采購(gòu)時(shí)，對(duì)材料的物理性能應(yīng)提出必要的要求，以避免彎管時(shí)出現(xiàn)開裂等缺陷而造成浪費(fèi)。3.2管道安裝（1）冷箱內(nèi)的

7、管道是根據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部有限的空間布置的，管道縱橫交錯(cuò)，走向較亂，這與一般的外部管道的施工是大不一樣的，因此，制訂合理的管道安裝順序是加快施工進(jìn)度的必要條件，必須統(tǒng)籌考慮。（2）配管的一般原則是先大后小，先底后頂，中間加之以必要的穿插施工。（3）管道的支架必須同步進(jìn)行，以保證管道的正確定位；同時(shí)，由于溫差的影響，管道開車時(shí)會(huì)因低溫大量回縮，故管道之間、管道與設(shè)備或結(jié)構(gòu)之間必須按照設(shè)計(jì)要求預(yù)留出足夠的回縮間隙。93.3管道的核對(duì)所有管道安裝完成后，應(yīng)對(duì)每條管線進(jìn)行技術(shù)核對(duì)，以確認(rèn)流程正確、走向正確，無(wú)損檢測(cè)資料齊全。為避免混淆，提

8、高效率，可以對(duì)檢查后的管道貼上標(biāo)簽標(biāo)識(shí)。3.4注意事項(xiàng)冷箱內(nèi)部空間狹小，管道的安裝應(yīng)與無(wú)損檢測(cè)工作配合進(jìn)行，以避免造成管道安裝完后，由于位置所限而導(dǎo)致大量焊口難以檢測(cè)。如確因間隙太小，探傷設(shè)備可以采用伽馬放射源來(lái)完成。4.管道焊接4.1不銹鋼管道的焊接不銹鋼管道的焊接按常規(guī)進(jìn)行，即單面V型坡口，背部充氬