甲醇分離器改造技術(shù)

第3期中氮肥No.32012年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2012設備管理與改造茶甲醇分離器改造技術(shù)董秀妹(上海太平洋化工設備工程有限公司，上海200241)[中圖分類(lèi)號] TQ 223.12*1 [文獻標識碼] B [文章編號] 1004 -9932(2012)03 - 0044 -03原甲醇分離器是二類(lèi)壓力容器，雖已使用多線(xiàn)探傷，RT-II 級合格，并進(jìn)行20%超聲波復年仍完好無(wú)損，因生產(chǎn)需要準備將其再利用到其驗，UT-I級合格。C、D焊縫應進(jìn)行100%滲透他地方。設備主要材料為復合鋼板(16MnR +檢測并 PT- I級合格。0Cr18Ni9)，質(zhì)量19.58 t。若整個(gè)設備重新制作更換，預算約120萬(wàn)元左右，上海太平洋化工設備工程有限公司采取的是利用舊設備進(jìn)行技術(shù)改造:拆除原甲醇分離器封頭上的-端筒節法蘭和下部簡(jiǎn)體上的法蘭，內件也全部拆除，新增一段長(cháng)約696 mm的簡(jiǎn)體和垂吊人孔( 見(jiàn)圖1)。由于該設備簡(jiǎn)體材料為復合鋼板，故新增簡(jiǎn)體和人孔均需要堆焊，難度極大。上海 太平洋化工設備工程有限公司經(jīng)過(guò)細致的工藝技術(shù)準備，制定了縝密的改造方案，使設備改造過(guò)程非常順利，最終水壓、氣密性試驗一次成功。圖1甲醇分離器改造后 結構(3)設備基層和過(guò)渡層焊后需進(jìn)行消除應1結構和主要 參數力的熱處理，熱處理后再焊耐蝕層。除耐蝕層焊甲醇分離器改造后結構如圖1。筒體規格接外，不得進(jìn)行其他焊接。φ2 000 mmx(38 +4) mm，H=696 mm,筒體及(4)新增部件組裝完成并進(jìn)行探傷檢查合垂直吊蓋人孔材料均為16MnR + 0Crl8Ni9 ( 堆格后，整臺設備應進(jìn)行7.13 MPa水壓試驗和焊層)。設備工作介質(zhì)為H2、N2、 CO2、 CH4、5. 7 MPa氣密性試驗。CH,OH、H20等，主要技術(shù)參數:設計壓力5.7MPa，工作壓力4.67 MPa,設計溫度55 C，有2改造關(guān)鍵及技術(shù)保證效容積16.8 m',腐蝕裕量為0。2.1筒體改造工藝主要設計要求及無(wú)損探傷要求如下。2.1.1改造方案的確定(1) 新增簡(jiǎn)體基層材料16MnR逐張進(jìn)行對原設備按要求先進(jìn)行焊接工藝評定，合格100%超聲波檢測并UT-HI級合格，鋼板要求正后再改造。因為要利用舊封頭和下部簡(jiǎn)體，故在火狀態(tài)供貨。切割前封頭與原設備下部筒體都用φ2088mmx(2)所有A類(lèi)和B類(lèi)焊縫應進(jìn)行100%射φ2150mmx200mm抱箍固定，防止變形。為[收稿日期] 2011-08-01[修稿日期] 201109-21確保原設備用等離子切割和火焰切割的安全，先[作者簡(jiǎn)介]董秀妹( 1962-),女,工程師,現從事壓力容器拆除原法蘭上的所有螺栓螺母，將上部管箱制造檢驗工作。(即帶有法蘭的封頭)全部拆除后，用等離子切.第3期董秀妹:甲醇分離器改造技術(shù).，.45●割將法蘭與封頭分離，然后將下部簡(jiǎn)體上的法蘭工件的拘束度而定， - 般應為焊縫區周?chē)?倍也拆除。用清水將容器內部清洗干凈后,再用等璧厚，且不得少于150 ~200 mm。根據這一原離子切割拆除全部?jì)燃?。拆除完成后，加工封頭則，將預熱范圍定為焊縫兩側各150 mm。.和原設備下部簡(jiǎn)體的坡口。封頭坡口用立車(chē)加焊后熱處理有2種:焊后消氫處理和消應力工，簡(jiǎn)體坡口用火焰切割配合人工打磨。對新加熱處理。根據設備技術(shù)要求，選擇了后一種熱處工的坡口進(jìn)行100%磁粉探傷，MT-I 級合格。理方法，新增簡(jiǎn)體和人孔短節為整體高溫回火，然后進(jìn)行新增簡(jiǎn)體堆焊和人孔堆焊。組裝后為局部高溫回火。對堆焊后的簡(jiǎn)體和人孔按技術(shù)要求進(jìn)行組2.2.2基層焊接焊。組焊完成后進(jìn)行水壓試驗和氣密性試驗。焊前預熱后，用H08MnA焊絲焊接(埋弧2.1.2簡(jiǎn)體下料和卷制焊)內側焊縫，焊后背面用碳弧氣刨清根。碳按圖紙技術(shù)要求進(jìn)行簡(jiǎn)體下料，鋼板四邊按棒直徑為8 mm,清根深至露出焊縫金屬，并徹焊接要求刨邊，復驗后卷制簡(jiǎn)體。卷制采取先預底清除根部缺陷?；鶎雍附油旰髮φ澓?jiǎn)體內表彎,施加一定的過(guò)卷量,并往復卷曲幾次的方面進(jìn)行100%磁粉探傷檢驗，MT- I級合格。法。卷制時(shí)，鋼板在上下輥之間必須放正，使板2.2.3過(guò)渡層堆焊材的邊緣與輥軸中心線(xiàn)平行。堆焊前，用電動(dòng)砂輪機將堆焊面打磨出金屬2.1.3簡(jiǎn)體縱縫裝配光澤,焊絲需經(jīng)1 h、150 C的烘烤。按焊接工為保證簡(jiǎn)體裝配錯邊量≤6 mm和縱縫焊接藝指導卡進(jìn)行過(guò)渡層堆焊。焊前在簡(jiǎn)節下方用乙收縮后簡(jiǎn)體內徑為2 000 mm,按焊接要求加工炔火焰預熱，堆焊過(guò)渡層1層。為減少變形，2X型坡口,以保證焊接質(zhì)量。焊前清理、打磨坡個(gè)焊工同時(shí)從端口向簡(jiǎn)體內側堆焊。焊接時(shí)密切口及其兩側，然后再縱縫裝配。裝配定位方法采關(guān)注焊速與焊縫熔合狀態(tài)的相互關(guān)系，保持熔池用焊條電弧焊，焊接材料選用J507。焊接后縱前端在圓潤狀態(tài)下移動(dòng)焊接,焊槍移動(dòng)時(shí)應均勻縫和試板按要求進(jìn)行100% RT +20% UT檢查，一致。 焊接方法為CO2氣體保護焊，焊接材料RT-II/UT-I合格。無(wú)損檢測合格后進(jìn)行復軋為T(mén)FW -309L焊絲。堆焊后100%滲透探傷，PT-圓，并檢查簡(jiǎn)節的橢圓度。I級合格,然后按熱處理工藝指導卡進(jìn)行整體高2.2筒體堆焊溫回火，以消除應力。2.2.1不銹鋼復 合鋼板的焊接特點(diǎn)2.2.4復層焊接不銹鋼復合鋼板是由不銹鋼復層和碳鋼基層熱處理合格后按焊接工藝指導卡焊接復層。復合軋制而成的雙金屬板，由復層保證耐蝕性焊接方法為CO2氣體保護焊，焊接材料為T(mén)FW-能，而強度主要靠基層獲得。為保證復合鋼板不308L焊絲。焊后必須清除熔渣、飛濺，焊縫表失去原有的綜合性能，復層和基層應分別焊接。面不得有裂紋等缺陷，然后進(jìn)行100%PT檢查,用結構鋼焊條焊接基層時(shí)，可能會(huì )融化不銹鋼復I級合格。這里千萬(wàn)要注意:筒節端口各留50層，易造成硬度增加，塑性降低，甚至產(chǎn)生裂mm不要堆焊復層(因為要與原設備下部簡(jiǎn)體和紋;用不銹鋼焊條焊接復層時(shí)，又可能會(huì )融化結封頭焊接)。構鋼基層，使焊縫金屬成分稀釋,降低焊縫金屬2.3 人孔堆焊的塑性和耐腐蝕性能。因此，在復層和基層之2.3.1人孔短 節堆焊間，要采用“隔離焊縫”一-過(guò)渡層的辦法來(lái)先堆焊人孔筒節。筒節內表面堆焊不銹鋼耐解決上述問(wèn)題?；鶎?、過(guò)渡層、復層的焊接每一腐蝕層一過(guò)渡層 和耐蝕層。堆焊過(guò)渡層之前預步都需要焊前預熱和焊后熱處理。熱，堆焊材料為309L，焊接方法用A309焊條焊焊前預熱的預熱溫度和層間溫度的選擇不僅接打底層，用A002焊接過(guò)渡層焊縫，焊后清除與鋼材和焊條的化學(xué)成分有關(guān)，還與焊接結構的熔渣、飛濺，焊縫表面不得有裂紋等缺陷。堆焊剛性、焊接方法和環(huán)境溫度等有關(guān)。綜合考慮這過(guò)渡層后進(jìn)行消除焊接殘余應力熱處理，接著(zhù)進(jìn)些因素后，確定預熱溫度為100~150 C，并在行機加工，然后進(jìn)行耐蝕層焊接。耐蝕層焊接前焊接中保持此溫度。局部預熱的寬度應根據被焊注意短節端口留50 mm不焊，焊接材料為304L,.●46.中氰肥第3期用A002焊接耐蝕層焊縫。在堆焊過(guò)程中，基層(2)與封頭組裝材料表面進(jìn)行100%磁粉探傷檢驗，MT- I級合新筒節與原封頭對接按焊接工藝卡進(jìn)行基層格，過(guò)渡層、耐蝕層表面均按JB/T4730- -2005與過(guò)渡層焊接。焊接方法基本同上，只是過(guò)渡層標準進(jìn)行滲透探傷檢查，PT-I 級合格，不允許焊后需進(jìn)行熱處理，增加復層焊接，即用TFW-有任何裂紋和分層缺陷存在。309L焊絲焊接(CO2 氣體保護焊)復層焊縫。人孔堆焊面多且在各不相同的面上，堆焊面焊前預熱，焊后清除熔渣、飛濺，所有焊縫表面結構型式復雜，既要保證堆焊面的合理性，又要不得有裂紋等缺陷。保證堆焊過(guò)程方便和堆焊后具有足夠的二次加工焊接完后，2條環(huán)縫按要求進(jìn)行100%射線(xiàn)裕量。探傷，RT-II級合格;進(jìn)行20%超聲波復驗，人孔筒節內徑為650 mm、長(cháng)547 mm,中心UT-I級合格。.孔內壁堆焊難度大，堆焊前進(jìn)行模擬堆焊試驗,(3)熱處理選用內徑為650mm、長(cháng)557mm的簡(jiǎn)節分別進(jìn)上述2條環(huán)縫無(wú)損探傷檢測合格后進(jìn)行焊后行手工縱、環(huán)向堆焊，堆焊前預熱溫度≥150局部高溫回火，熱處理后割除抱箍。C;堆焊厚度比名義尺寸厚2 mm,并進(jìn)行筒節2.4.2人孔與原設 備組裝內壁焊接后車(chē)加工。經(jīng)測量此堆焊高度可滿(mǎn)足車(chē)與原設備焊接人孔短節，裝配定位焊接用加工要求，同時(shí)證明簡(jiǎn)節內壁手工縱向堆焊比環(huán)J507焊條?；鶎蛹斑^(guò)渡層焊縫焊前應預熱，月向堆焊質(zhì)量好，且堆焊過(guò)程易操作。J507焊條或TWE-711焊絲焊接(CO2 氣體保護2.3.2人孔 蓋堆焊焊)基層焊縫，用TFW -309L焊絲焊接(CO2 氣人孔蓋堆焊前預熱溫度≥150 C，平蓋表面體保護焊)過(guò)渡層焊縫，焊后進(jìn)行100%滲透探堆焊不銹鋼耐腐蝕層。堆焊表面應平整，堆焊層傷，PT-I級合格。焊后熱處理合格后用TFW-厚度應均勻，且機加工后保證過(guò)渡層厚度為3308L焊絲焊接(CO2 氣體保護焊)復層焊縫,mm，耐蝕層厚度為3.4 mm,所有焊接材料和探焊后對角焊縫100%PT檢查，I 級合格。合格傷要求同人孔短節堆焊。后再進(jìn)行局部高溫回火。人孔車(chē)加工時(shí)以法蘭面作為基準面，此面作按焊接工藝指導卡對2條環(huán)縫內壁、新筒節為平蓋堆焊后二次車(chē)加工基準。實(shí)踐證明:平蓋內壁兩端各50 mm處、人孔內壁、人孔與簡(jiǎn)體待堆焊面加工和堆焊后二次車(chē)加工完全符合圖樣內壁進(jìn)行耐蝕層堆焊，用TFW-309L焊絲焊接(CO2氣體保護焊)耐蝕層。堆焊后進(jìn)行100%2.4總裝PT檢查，I級合格。2.4.1筒體組焊安裝3壓力試驗(1) 與下部筒體組裝拼裝新組件與原設備下部簡(jiǎn)體(錯邊量≤設備整體焊接、總裝全部完成后先進(jìn)行水壓1.5 mm), 然后按焊接工藝卡進(jìn)行基層與過(guò)渡層試驗( 壓力不低于7.13 MPa)，合格后再進(jìn)行氣焊接。先開(kāi)下部筒體坡口，然后清理打磨坡口及密性試驗(壓力不低于5. 7 MPa)。其兩側。裝配定位用J507焊條?；鶎优c過(guò)渡層4結論焊縫焊前應預熱。用CO2氣體保護焊打底2層，再用埋弧焊、HO8MnA焊絲焊接內側其余基層焊甲醇分離器改造成功且- -次性通過(guò)了水壓和縫。焊接后背面用碳弧氣刨清根，碳棒直徑為8氣密性試驗。該設備現場(chǎng)運行情況良好，至今已mm,清根深至露出焊縫金屬，并徹底清除根部運行了3 a,說(shuō)明所采用的設備改造方案是切實(shí)缺陷。清理打磨刨槽，用上述方法焊接外側基層可行的。甲醇分離器的成功改造解決了復合鋼板焊縫。用TFW-309L焊絲焊接(CO2 氣體保護重新制作的難題一-簡(jiǎn)體堆焊、 復合板與簡(jiǎn)體堆焊)過(guò)渡層焊縫。焊后層間清除熔渣、飛濺，焊的連接以及人孔堆焊，為今后復合鋼板設備的所有焊縫表面不得有裂紋等缺陷。改造提供了借鑒。