水煤漿氣化爐的制造

制造與安裝水煤漿氣化爐的制造張利偉都吉哲張暉李玉虎大連冰山集團金州重型機器有限公司遼寧大連116100摘要介紹了氣化爐的制造過(guò)程和特點(diǎn)從而闡述了加工、焊接和熱處理在Cr-Mo鋼設備制造過(guò)程中的重要性。關(guān)鍵詞制造組裝焊接熱處理中圖分類(lèi)號Q054文獻標識碼文章編號:001-483X200504-0026-0Manufacture of Water GasifierZHANG Li-wei du Ji-zhe zHANG Hui LI Yu-hDalian Bingshan Group Jinzhou Heavy Machinery Co. Ltd., Dalian 116100 hinaAbstract: This article introduced the gasifier s procedures and specialties of manufacture. Consequently exatiated the importent of the processing elding and heat treatment in the procedures of manufacture of the CrKey words fabrication ifit together welding heat treatment前言線(xiàn)同軸度偏差不大于3mm托磚盤(pán)水平度公差為±2mm;設備制造完畢不銹鋼表面須按照水煤漿氣化爐是陜西渭河煤化工集團有限公司HC20584-1998中的10.1.4條進(jìn)行酸洗鈍化處理。年產(chǎn)20萬(wàn)t甲醇裝置中的關(guān)鍵設備,該設備總高表1設計參數15.3m沒(méi)備有內件結構如圖1所示。設備操作溫項目參數度較高燃燒室殼體和激冷室殼體基層材料均采用操作壓力MPa)6.5ASME規范材料SA387Grl1CL2激冷室部分采用復設計壓力MPa)6.9合鋼板復層材料為SA-240-316L,下錐體和底部操作溫度℃)大直徑法蘭采用堆焊結構,過(guò)渡層帶極堆焊設計溫度(℃)腐蝕裕度(mm)6/3/0309ML耐蝕層堆焊316L堆焊總厚度不小于6mm,焊縫系數耐蝕層厚度不小于3mm相關(guān)參數見(jiàn)表1~3水壓試驗壓力MPa)8.63立式)介質(zhì)H2、CO、CO3、HO、HS、N、爐渣1制造技術(shù)要求設備主體上所有承壓焊縫均采用全焊透結構;2中國煤化工水壓試驗用水的氯離子含量小于15ppm水溫不低THCNMHG于15℃燃燒室筒體和激冷室筒體圓度公差為±5(1皦冷室筒體的制造mm直線(xiàn)度公差在3m范圍內為±3mm殼體長(cháng)度筒體板材采用SA387Gr1lCI2+316L軋制復合上直線(xiàn)度公差為±6mm頂部凸緣中心線(xiàn)與殼體中26第22卷第4期壓力容器總第149期板共分三節筒體厚度為δ95+4筒體縱、環(huán)向接節下料每節軸向留20mm環(huán)向坡口加工余量周向頭坡口型式見(jiàn)圖2。制造加工工序如下。按中徑展開(kāi)+3mm焊縫收縮量+200mm壓頭量下料同時(shí)號出8(95+4)mm×200mm×1200mm焊燒嘴法蘭蓋接試板一塊。為保證筒體直線(xiàn)度,下料時(shí)控制對角凸緣法蘭線(xiàn)之差<2mm球封頭燃燒室筒體1中794:676加強短節托磚盤(pán)攴撐錐65°±5°變徑段激冷環(huán)(a)激冷室筒體縱縫圖12°±20冷卻水管8激冷室筒體300激冷室內件攴座70°±b)激冷室筒體環(huán)縫圖下錐體氣割氣割前預熱150~200℃。b5502油壓中溫壓頭壓頭時(shí)筒節應放正圓弧處用底部法蘭,870樣板嚴格檢查壓頭質(zhì)量。圖劃線(xiàn)捌坡口切割線(xiàn),控制對角線(xiàn)允差±2.5下料考慮布管位置及板幅寬度要求筒體分三mm筒體周長(cháng)允差±1.5m表2主體材料及性能主體材料標準抗拉強度常溫屈服強度高溫屈服強度硬度常溫夏比沖擊功延伸率X系數J系數o MPa) o(MPa) 0425( MPa)Ax(J)%)(mm)(%)SA387Gr11CL2 ASME S515~650≥2245422≤25≤120s8F1CI2 ASME SA182|485-618275-515143~20氣割泮半自動(dòng)氣割切除筒節直邊段按圖樣坡口縱向接頭基層無(wú)損檢測:100%RT檢測符合型式切割縱向焊接接頭坡口打磨焊接坡口至金屬JB4730-94中的Ⅱ級要求;內、外表面100%M檢光澤并保證坡口尺寸。測符合JB4730-94中的I級要求。坡口無(wú)損檢測坡口表面100%MT無(wú)損檢測?？v向接頭過(guò)渡層堆焊過(guò)渡層采用MOW方式滾圓采用三輯卷板機卷圓節采用累計測算推中國煤化工的方式防止串角、錯邊CNMH表面100%r檢測縱向接頭基層焊接采用SMAW+SAW組合方符合m/04屮時(shí)1馭求。式焊接焊前預熱、焊后消氫?？v向接頭耐蝕層堆焊:蝕層采用MOW方式熱處理焊后消氬熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。堆焊316L并將表面沿圓弧打磨光滑CPVT水煤漿氣化爐的制造Vol22.No42005表3主體材料焊接參數主體材料焊接材料|焊材規格|電流種類(lèi)預熱溫度層間溫度焊接電流焊接電壓焊接速度04.0,05.0DCEPSA387Gr11CL2 SAW TSW-E22 TE510 04.0 DCEP≤250600~650+316LMOVTS-309 Mol04.0DCEP≤25013020~25MOWTS-31604.0DCETSOW D309.s3460×0.5DCEP≥150≤250800~850SA387GrlIC12ssOwD316L SJ3660x0.5DCEPGTAW TIG-1CM02.0DCEN≥150≤250100-1010-126-8SA182F11CL2≥150SA182F11CL2MOWS-3ML04.0DEp≥150≤20130-14022-2420-25MOW TS-316L04.0INCOLOY 825 SMAW TNC-70004.0DCEP≥20≤10130-14022-2420-25GTAW TGS-31602.0DCEN0~110注SM棅w手工電弧焊δAW埋弧自動(dòng)焊№W手工電弧堆焊sow滯極埋弧堆焊ωAW鴇極氣體保護電弧焊。間的焊接坡口加工后坡口表面100%MT檢測?！?00℃出爐溫度時(shí)間h時(shí)間h)縱向接頭耐蝕層無(wú)損檢測表面100%PT檢測待整體組裝符合JB473094中的Ⅰ級要求。(2)下錐體的制造筒節校圓瀴求筒節同一端面上的最大直徑和下錐體基體材料為SA387 Grllcl2鋼板最小厚最小直徑差值e≤5mm度為105mm,考慮熱壓減薄量基體毛坯厚度選用縱向接頭無(wú)損檢測進(jìn)行20%UT檢測,符合6108厚鋼板。下錐體采用先分瓣壓制后拼接成JB4730-94中的I級要求;外表面100%MT檢測型的方法制造然后內表面堆焊3mm的不銹鋼過(guò)符合JB473094中的I級要求內表面100%P檢渡層和3mm的不銹鋼耐蝕層測符合JB473094中的I級要求。制造加工工序:立車(chē)采用立式車(chē)床加工環(huán)向接頭坡口。將下錐體展開(kāi)均分六瓣氣割下料。環(huán)向接頭坡口無(wú)損檢測坡口表面100%MT無(wú)油壓滈溫壓形用樣板嚴格檢査壓形質(zhì)量。損檢測熱處理熱處理規范見(jiàn)圖5。(正火允許加速冷環(huán)向接頭與縱向接頭焊接方式及檢測方法相卻)同筒節組對時(shí)采用筒節組對工裝保證筒體的直線(xiàn)度和同軸度?！?4℃正火熱處理中間消除應力熱處理熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖縱、環(huán)向焊接接頭無(wú)損檢測:進(jìn)行20%UT檢中國煤化工“度測符合JB473094中的I級要求內表面100%PTCNMHG檢測符合JB473094中的I級要求;表面100%圖MT檢測符合JB473094中的I級要求氣割按線(xiàn)切割下錐體拼接接頭坡口坡口型式鏜孔采用鏜床加工筒節上所有接管與筒體之見(jiàn)圖6。第22卷第4期壓力容器總第149期組焊托磚盤(pán)攴撐徘、激冷環(huán)及托磚盤(pán)嚴格控制組對尺寸組合件整體進(jìn)行消除應力熱處理然后按圖紙尺寸加工組合件上、下端接頭坡口、激冷環(huán)密封面及螺紋孔、托磚盤(pán)上表面,從而保證了加強短節、激冷環(huán)和變徑段的同軸及托磚盤(pán)的上表面的垂直度設備中變徑段、托磚盤(pán)支撐錐板材采用65°±5°SA387 Grllcl2+316L軋制復合鋼板變徑段厚度δ98+4支撐錐厚度δ57+4制造加工工序采用與激圖冷室筒體相同的制造加工工序。坡口表面無(wú)損檢測坡口表面100%MT檢驗。2.2熱處理縱向接頭焊接:采用SMAW焊接方式焊接焊1)所有(r-Mo鋼對接接頭焊前應預熱預熱前預熱、焊后消氫消氫熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖3。溫度為150~200℃預熱范圍包括接頭中心兩側縱向接頭無(wú)損檢測:100%RT檢測,符合200mm范圍焊后立即進(jìn)行消氫處理熱處理溫度JB4730-94中的Ⅱ級要求。為320±20℃。熱處理中間消除應力熱處理熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖(2)下錐體分瓣成形前的加熱溫度為960±14℃成形后進(jìn)行恢復性能熱處理正火溫度為940±縱向接頭無(wú)損檢測:進(jìn)行20%UT檢測,符合14℃回火溫度為690±14℃。熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖5JB473094中的I級要求;表面100%MT檢測符(正火允許加速冷卻)合JB473094中的I級要求(3沒(méi)備整體組焊完成后須進(jìn)行整體消除應力表面清理推體內表面進(jìn)行噴砂除銹噴砂等級熱處理熱處理溫度為680±20℃按GB8923-88中Sa2級合格。熱處理過(guò)程中工件的升溫速度取決于工件的化過(guò)渡層堆焊過(guò)渡層采用同心圓焊道帶極埋弧學(xué)成分、截面尺寸及工件的形狀等,一般按每小時(shí)焊堆焊D309L保證堆焊厚度≥3mm200℃×25mm/壁厚(mm川算最大200℃/h最小無(wú)損檢測:堆焊表面進(jìn)行100%U檢測符合50℃h加熱溫度按常用鋼焊后熱處理規范選取JB4730—%4中9.2.6.1條的要求推焊表面100%P但選擇加熱溫度的同時(shí)還應考慮材料證明書(shū)和焊接檢測符合JB473-94中的Ⅰ級要求。工藝評定。耐蝕層堆焊耐蝕層采用同心圓焊道帶極埋弧熱處理過(guò)程中保溫時(shí)間一般按2~3min/mm計焊堆焊D316L保證堆焊厚度≥3m。算最少30min具體保溫時(shí)間按公式計算無(wú)損檢測:堆焊表面進(jìn)行100%UT檢測,符合T=K×axDJB4730-94中9.2.6.1條的要求堆焊表面100%PT式中T——保溫時(shí)間檢測符合JB4730-94中的I級要求。K——裝爐系數,~1.5立車(chē)采用立式車(chē)床加工小端口接頭坡口。加a—加熱系數0.3~3min/m工后坡口進(jìn)行100%MT檢測。D——有效截面等效直徑)待組裝2.3主要檢驗要求(3珈加強短節、底部法蘭的制造(1)對主要受壓元件的復驗〔2)對A、B、C、D加強短節和底部法蘭材質(zhì)為SA182FlCI2鍛類(lèi)焊縫的RT、UT、M、PT無(wú)損檢測(3)對殼體的同件以正火+回火狀態(tài)供貨各項性能指數符合表2軸度和橢圓度的檢驗(4)整體熱處理后對所有承壓的要求。底部法蘭在粗加工后堆焊過(guò)渡層及面層,接頭100%UT和100%r無(wú)損檢測(5冰壓試驗后待與下錐體組焊后加工密封面、螺栓孔及下錐體大對所中國煤化工00%P無(wú)損檢測。端接頭坡口。CNMHG(4體中部組合件的制造(1翔組對對設備所有組焊件進(jìn)行組對利用光考慮到殼體整體的直線(xiàn)度和同軸度要求采用學(xué)準直儀和水平儀控制殼體的直線(xiàn)度和同軸度將加強短節與變徑段環(huán)向接頭組焊經(jīng)無(wú)損檢測后2墀焊接捍接坡口按圖紙要求CPVT水煤漿氣化爐的制造Vol22.No42005)無(wú)損檢測:焊縫100%RT符合J4730-94冷卻水管材質(zhì)為316L在組焊裝配時(shí)如果采用中的Ⅱ級要求合格后進(jìn)行20%UT符合JB473094冷卻水管部件按圖紙尺寸全部組焊完成后再與殼中的Ⅰ級要求,碳鋼焊縫表面100%M符合體及激冷環(huán)法蘭裝配容易造成法蘭之間連接有誤JB4730-94中的Ⅰ級要求,不銹鋼焊縫表面100%差密封效果不良。針對這種情況改為先用螺栓將PT符合JB473094中的Ⅰ級要求水管法蘭部分連接好后再在殼體內部根據實(shí)際所4)熱處理:采用20m×5m×5.5m容器爐進(jìn)需長(cháng)度加工冷卻水管然后組焊水管和水管法蘭部行整體進(jìn)爐消除應力熱處理熱處理曲線(xiàn)見(jiàn)圖7分從而保證了法蘭之間的準確連接。(2)變徑段與激冷室筒體的組焊680℃±20℃變徑段和激冷室筒體組對的過(guò)程中接頭錯邊量最大處達到4mm,按基層考慮完全滿(mǎn)足標準要求但按復層考慮錯邊量大于標準要求的2mm針對此接頭坡口型式(與激冷室環(huán)縫坡口型式相同采用在組焊基層后在錯邊處進(jìn)行錐形過(guò)渡焊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(5)損檢測∶所有承壓接頭100%UT和100%了設計的要求。PT無(wú)損檢測(6)水壓試驗:臥式水壓試驗壓力P=8.783結語(yǔ)MPa水質(zhì)氯離子含量≤15ppn(具備水質(zhì)合格證),按圖紙要求和技術(shù)協(xié)議現已制造出3臺此結水溫不低于15℃水壓試驗后立即清除積水采用構氣化爐在制造過(guò)程中對Cr-Mo鋼的焊前預熱、壓縮空氣吹干焊后消氬和焊后熱處理及焊縫的無(wú)損檢測進(jìn)行了嚴7無(wú)損檢測所有承壓接頭100%UT和100%格的控制且整體組裝后進(jìn)行了水壓試驗使得設備P無(wú)損檢測8)噴砂斯所有不銹鋼表面酸洗鈍化基體外表的整體性能得到良好的保證同時(shí)在設備主體材料面噴砂除銹和主要焊材的選用上也考慮了安全性和可靠性(9組裝內件:尺寸及公差嚴格控制滿(mǎn)足設計收稿日期205-02-25修稿日期205-03-11要求作者簡(jiǎn)介張利偉(1976-男助理工程師2000年畢業(yè)于寧10外部清理噴涂油漆夏大學(xué)從事壓力容器設計與制造工藝的編制工作通訊地2.5制造中的問(wèn)題址大連冰山集團金州重型機器有限公司設計開(kāi)發(fā)部。(1羚冷卻水管的制造與裝配上接第39頁(yè))吸S的源泉,這樣加速了晶界的弱sion and Creep Behaviour of Alloy800H in Sulphidizing/Oxi化導致波紋管爆破dizing/Carburizing Environments at 700C-part I.CorrosionBehaviour in the Stress Free and the Stressed State[ J結論(1)波紋管爆裂是由于基體晶界析出的碳化[2]王富崗王來(lái).石油化工裝置失效分析論文選集[A]大連大連理工大學(xué)出版社199119-1物、晶界兩側的貧(r區高溫氧化及晶界吸硫共同作[3]美國金屬學(xué)會(huì ).金屬手冊第八版第十卷失效分析與預用使晶界高溫失塑而引起的。阬M]北京機械工業(yè)出版社,986(2坡紋管發(fā)生爆裂與基體晶界上析出的富Cr[4]李玉清高溫合金晶界間隙相M]北京治金工業(yè)出碳化物的程度有關(guān)占與介質(zhì)中O、S的濃度及其活性中國煤化工度有關(guān)。CNMHG收稿參考文獻作者簡(jiǎn)介高軍松(1970-)男工程師A993年華東船舶工[1]M.F. Stroosnijder,V. Guttman and j.H.W.dewi.Como-業(yè)學(xué)院焊接專(zhuān)業(yè)畢業(yè)長(cháng)期從事煉油膨脹節的設計、生產(chǎn)、腐新幕·0E蝕及防護工作通訊地址河南洛陽(yáng)03信箱10分箱。