淺析氣化爐的制造工藝

2012年第8期化學(xué)工程與裝備2012年8月Chemical Engineering & Equipment131淺析氣化爐的制造工藝陳俊杰(南化公司化工機械廠(chǎng)，江蘇南京210048)摘要: 南化公司自1956 年試制成功我國第一-臺 多層包扎式高壓容器,開(kāi)創(chuàng )了我國制造高壓容器的歷史，經(jīng)過(guò)五十多年的發(fā)展，現在可向石油、煉化、化纖、化肥等行業(yè)提供各類(lèi)壓力容器設備，其中，氣化爐的制造是南化集團公司化工機械廠(chǎng)一項主要 制造項目,本文根據實(shí)際工作經(jīng)驗，首先簡(jiǎn)要介紹了氣化爐的構造及氣化爐制造技術(shù)的質(zhì)量控制要點(diǎn)因為材質(zhì)特殊對焊接及熱處理都有很高的要求,其次重點(diǎn)介紹了主要制造工藝及檢驗方法，最后分析了制造過(guò)程常見(jiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞:氣化爐: 制造工藝;焊接;熱處理:問(wèn)題措施1氣化爐的構造及主要參數SA387Gr11CL2;接管、法蘭等采用SA182F11C12壓力容器用氣化爐主體由燃燒室和激冷室組成，燃燒室內襯耐火鍛件材料: Y型鍛件采用SA366F11C13高溫承壓用合金鋼鍛材，用于水煤漿的加壓氣化，為合成氨或甲醇生產(chǎn)提供粗原件，供貨狀態(tài)為正火+回火，并要求真空處理。急冷室采用料氣，氣化爐的構造如圖1.由于設備長(cháng)期工作在高溫、高不銹鋼堆焊提高抗腐蝕能力，過(guò)渡層堆焊309L，酎蝕層堆壓及臨氫狀態(tài)下，對材料、結構和制造工藝有較高的要求，焊316L，堆焊的總厚度6mm.殼體基礎材料采用了ASME SA387/SA387M 規范材料」三3,4首I燃燒室急冷室1.爐蓋2.頂法蘭3.球頂4..上簡(jiǎn)體5.托磚盤(pán)6.Y型鍛件7.變徑段8.下筒體9. 支座10.錐體11.短節12.法蘭圖12氣化爐制造技術(shù)質(zhì)量控制要 點(diǎn)不銹鋼堆中國煤化工面應光滑，焊道搭接一個(gè)合格產(chǎn)品的出爐,需要嚴格按照工藝規程操作和嚴接頭應平Hc N M H Q筒體質(zhì)量控制要點(diǎn)，格控制生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量要點(diǎn),氣化爐制造技術(shù)的質(zhì)量控制燃燒室簡(jiǎn)體和激冷室簡(jiǎn)體是氣化爐的主要部件，制造過(guò)程要點(diǎn)有:①設備主體質(zhì)量控制要點(diǎn),承壓焊縫應采用全焊透中，其基本尺寸要嚴格按照標準執行，筒體圓度公差及殼體結構，所有材料的焊接應按評定合格的焊接工藝規程執行,長(cháng)度直線(xiàn)度公差要求不超過(guò)士6mm、3m范圍內的直線(xiàn)度公差陳俊杰:淺析氣化爐的制造工藝不超過(guò)士3mm、殼體同軸度偏差與頂部燒嘴安裝法蘭之間的理前100%RT檢測，符合JB/T4730-2005中的I級要求。②公差應控制在士6血范圍內;③其他要素質(zhì)量控制要點(diǎn),與超聲波探傷:設備上所有A、B類(lèi)受壓焊縫在最終熱處理前;氣化爐殼體軸線(xiàn)之間任意方向的角度偏差大于士0.25°、托Dg≥250m的D類(lèi)焊縫在熱處理前:帶極堆焊過(guò)渡層及耐蝕磚盤(pán)水平度公差為士3m、氣化爐頂凸緣法蘭中心線(xiàn)與激冷層焊后，均要求100%UT檢測，符合JB/T4730-2005中的1環(huán)安裝中心線(xiàn)之間的同軸度允許差為士3mm、激冷環(huán)與下降級要求。③磁粉探傷:所有對接焊繼坡口表面;設備上所有管同軸度允差為士2mm、下降管內管與外管同軸度允差為受樂(lè )焊縫以及與設備殼體連接的非受壓焊縫表面,在最終熱土2m.④設備制造完畢以后，要進(jìn)行整體熱處理，對復合處理前后以及水壓試驗后，均要求100%MT 檢測,符合層表面進(jìn)行酸洗鈍化處理，并用藍點(diǎn)法檢驗，檢驗標準為:JB/T4730-2005 中的I級要求。④著(zhù)色探傷:設備里口不銹無(wú)藍點(diǎn)即為合格。鋼內件在焊接后，帶極堆焊或手工堆焊過(guò)渡層及耐蝕層后，3氣化爐主要制造工藝及檢測方法均要求100%PT,符合JB/T4730- -2005中的I級要求。氣化爐制造工藝非常復雜，涉及環(huán)節多，如:激冷室簡(jiǎn)3.3熱處理體的制造、下錐體的制造、頂法蘭的組裝、殼體中部組合件①SA387Gr11CL2鋼在焊接前工件應預熱到200個(gè)以上,的制造、熱處理等。下面主要介紹:主要零部件(激冷室簡(jiǎn)焊接后應立即進(jìn)行消氫處理，溫度保持在300C-350C的范體)的制造工藝、檢驗方法及熱處理。圍內,②設備各個(gè)部件焊接完以后應將溫度控制在690士143.1主要零 部件的制造C/6n的范圍內進(jìn)行整體消應力熱處理.激冷室簡(jiǎn)體的制造:選取在表面堆焊過(guò)渡層(309L)和4制造過(guò)程常 見(jiàn)問(wèn)題及改進(jìn)措施酎蝕層(316L) 的基層材料SA387GR1 1CL2作為簡(jiǎn)體板材,4.1激冷環(huán) 部件安裝時(shí)密封性能差及改進(jìn)制造加工步驤有:問(wèn)題:激冷環(huán)部件安裝過(guò)程中,每根冷卻水管就有三道(1)備料和復驗:所選取的材料都應具有質(zhì)量證明書(shū)，符焊縫,因為焊接變形與殼體內法蘭及激冷環(huán)法蘭裝配時(shí)就經(jīng)合ASME SA387/SA387M 及SA387Gr1 1CL2壓力容器用鋼板材常出現法蘭之間密封不好的現象。料說(shuō)明書(shū)。材料應采用電爐冶煉工藝生產(chǎn)的細晶粒鋼，正火改進(jìn)方法:為了解決這-問(wèn)題，保證法蘭之間的密封性+回火熱處理狀態(tài)，且進(jìn)行真空處理后交貨。原材料在使用能，改為先用螺栓將水管法蘭部分連接好后，再在殼體內部前要進(jìn)行復驗，嚴格按照說(shuō)明書(shū)執行，具體說(shuō)明書(shū)為:根據實(shí)際所需長(cháng)度加工冷卻水管,然后組焊水管和水管法蘭SA387Gr11CL12壓力容器用鋼板材料說(shuō)明書(shū)。(2)劃線(xiàn)下料:部分。下料這- -環(huán) 節比較關(guān)鍵，首先要考慮接管開(kāi)孔位置及板幅寬4.2 SA387Gr11CL2 鋼焊接的缺陷及防止度避免接管孔開(kāi)在筒體縱環(huán)焊縫上，按設備中徑下展開(kāi)料,SA387Gr11CL2系低合金耐熱鋼,Cr. Mo含量較高，焊接留壓頭板及環(huán)縫坡口加工余量并考慮內壁堆焊引起的徑向接頭有明顯的淬硬傾向，特別是厚壁容器,在快速冷卻的情收縮，檢查對角線(xiàn)偏差≤2mm，平行線(xiàn)偏差≤3mm. (3)切割:況下，氫來(lái)不及逸出，易產(chǎn)生氫致延遲性裂紋。切割前工件預熱200C以上。(4)壓頭:在大型卷板機上預彎為了防止冷裂紋的產(chǎn)生,施焊前將坡口兩側均勻預熱到兩端并用樣板檢查,合格后切除壓頭預留長(cháng)度，切除前工件200C以上，并保持焊道間的層間溫度在200 -250C.縱環(huán)預熱200C以上，切割后用石棉布把工件覆蓋緩冷，砂輪機縫的焊接采用外側手工焊打底焊兩道,然后用埋弧自動(dòng)焊焊打磨坡口，消除滲碳層。(5)卷圓:在大卷板機上卷圓，保證接，內側碳弧氣刨清根后用角向砂輪磨光機打磨光滑,然后錯邊量≤3mm。(6)焊接: 按焊接工藝施焊縱縫，兩端加引弧用埋弧自動(dòng)焊焊接里口,在整個(gè)焊接過(guò)程總，應至始至終保板、導出板，在整個(gè)焊接過(guò)程中，應至始至終保持工件溫度持工件溫度不低于200C,如因特殊原因必須中斷焊接過(guò)程不低于200C . (7)中間消應力處理620C土20C/lh. (8)校圓則工件必須保溫進(jìn)行消氫熱處理.及無(wú)損檢測。(9)待堆焊表面打沙處理使其呈金屬光澤。(0帶4.3變徑段與激冷空簡(jiǎn)體組焊時(shí)的誤差及改進(jìn)極堆焊過(guò)度層3mm,堆焊表面應平整,相鄰焊道之間的凹陷問(wèn)題:變徑段由于采用三瓣壓制拼焊制作,焊接后存在≤lm, (1)中間消應力熱處理620+20C/ lh.2帶極堆焊耐一些變形， 因此和激冷室簡(jiǎn)體組對的過(guò)程中錯邊量經(jīng)常超蝕層。(3檢驗:表面者色、超聲波檢查，測量堆焊層厚度≥標。中國煤化工6mm。04加工筒節環(huán)縫坡口。改進(jìn)方法.MHC N M H G處進(jìn)行堆焊過(guò)渡，3.2 氣化爐主要檢測方法將基層補焊平齊，然后再堆焊過(guò)渡層和耐蝕層,從而滿(mǎn)足了①射線(xiàn)探傷:設備上所有A、B類(lèi)受壓燁縫在疑終熱處設計的要求。(下轉第124頁(yè))124曹偉偉:引入MES的油品罐區綜合自動(dòng)化系統內容進(jìn)行管理:(3)模擬作業(yè)過(guò)程,提高作業(yè)質(zhì)量并保持作業(yè)質(zhì)量的(4)統計查詢(xún)一致性;系統需要的各類(lèi)作業(yè)數據統計分析、報表生成及查詢(xún)都(4)減少作業(yè)損耗并達到業(yè)務(wù)考核指標;可通過(guò)該模塊實(shí)現。(5)整個(gè)企業(yè)及生產(chǎn)執行系統(MES)輕松獲取生產(chǎn)控以上僅列舉了四個(gè)功能模塊,在實(shí)際的系統中，可以根制層的實(shí)時(shí)數據:據需求定制功能塊，來(lái)完善系統及用戶(hù)的需求。(6)改善及時(shí)交貨、庫存周轉、毛利和現金流通性能。5可預見(jiàn)的益處(7)全面實(shí)現罐區業(yè)務(wù)處理和管理活動(dòng)的信息化、標罐區MES系統是高起點(diǎn)、高要求的集數據采集傳輸、監準化和規范化?？?、企業(yè)管理于- -體的具有完整業(yè)務(wù)管理與數據監控功能的6綜述綜合性系統。是多個(gè)硬件和軟件產(chǎn)品通過(guò)集成建立的開(kāi)放通過(guò)以上的探討,罐區在現有的SCADA系統上引入MES的、多層次的、模塊化的、分布式的、透明的綜合自動(dòng)化應系統,則需要引入0PC實(shí)時(shí)數據平臺，數據庫系統,在此基用管理信息系統,且具有擴充能力及容錯性的。通過(guò)罐區MES礎上，再根據實(shí)際需求定制- -些功能模塊， 即可完成MES系統的應用，罐區能夠:系統的實(shí)施。通過(guò)MES系統的加入，整個(gè)罐區生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理(1)最大限度地提高生產(chǎn)效率從而增加收益;水平會(huì )有-一個(gè)較大的提高。(2)通過(guò)延長(cháng)設備的無(wú)故障運行時(shí)間提高資產(chǎn)利用率;(上接第132頁(yè))4.4中心托板的組對的同軸度與平行度，且整體組裝后進(jìn)行了水壓試驗，使得設問(wèn)題:托磚盤(pán)上的中心托板由于要支撐耐火材料的重量備的整體性能得到良好的保證:同時(shí)，在設備主體材料和主以及協(xié)調耐火材料升溫后的變形和變化,故對托板的總水平要焊材的選用上也考慮了安全性和可靠性。設備安裝后運行度提出不大于土2m的要求,而托板分兩層,每層各6塊.情況良好,獲得了用戶(hù)的好評。改進(jìn)方法:我們采用先組焊筋板,先對筋板的上端面進(jìn)行機加工以保證端面在一個(gè)平面上,再組對托板,為了保證參考文獻托板的平面度先將部件進(jìn)行消除應力處理以釋放應力穩定尺寸,然后再加工托板平面及部件環(huán)縫坡口,這樣就保證了[1] TSG R0004-2009 固定式壓力容器安全技術(shù)監察規定托板平面的平面度要求及與簡(jiǎn)節端面的垂直.在將托磚盤(pán)和[S.Y型鍛件的組合體,組對到簡(jiǎn)體時(shí),我們采用激光準直儀嚴[2] G8150-1998 鋼制壓力容器[S]格控制組對的精度要求。[3] HG/T20584-2011 鋼制化工容器制造技術(shù)規定[S].5結束語(yǔ)[4]賈章林、氣化爐頂部著(zhù)火原因分析[J]. 煤氣與熱力,目前，我廠(chǎng)在生產(chǎn)制遣的氣化爐的工藝過(guò)程中,嚴格執2005 (09).行各項技術(shù)標準，尤其是關(guān)鍵技術(shù)都進(jìn)行了嚴格控制:[5] 苗磊，何成哲，趙殿福. SA387Cr11C12鋼的焊接[J].Cr- Mo鋼的焊前預熱、焊后消氫和焊后熱處理及焊縫的無(wú)焊接技術(shù)，2010, 39損檢測等。采用合理的制造工藝確保了設備的制造質(zhì)量，合[6]宮云飛，武玉君.德士古氣化爐關(guān)鍵制造工藝[J].鍋理安排的組裝工藝路線(xiàn)和采用防變形工裝,有效控制了簡(jiǎn)爐制造，2009(06).體、錐體堆焊后的幾何尺寸，確保了氣化爐內件托磚盤(pán)組裝[7] JB/T473Q 1-47* ?西”將無(wú)損檢測[S].中國煤化工TYRCNMHG