φ3800甲醇合成塔的研制

d3800甲醇合成塔的研制鄭國光于艷芬王英德(錦西化工機械(集團)有限責任公司遼寧葫蘆島125001)【摘要】本文就中3800甲醇合成塔的制造過(guò)程,介紹了筒節和封頭的成形、管板的堆焊、管板與管箱筒節的組對和焊接、雙相鋼反應管與管板的焊接、主要零部件的探傷、熱處理、組裝及試驗等典型制造工藝?！娟P(guān)鍵詞】雙相鋼成型堆焊焊接熱處理組裝試驗隨著(zhù)我國煤化工產(chǎn)業(yè)的不斷甲醇合成塔是一個(gè)固定床列發(fā)展,甲醇的單元產(chǎn)量不斷增加,管式反應器,設備直徑DN3800,反其核心設備甲醇合成塔的規格也應管為φ44.5X2,其長(cháng)度為不斷增大。錦西化工機械(集團)8000m,共4461根,催化劑床層高有限責任公司為山西大土河焦化度為800m(見(jiàn)圖1)有限公司制造的年產(chǎn)15萬(wàn)噸甲醇裝置自2008年10月份開(kāi)車(chē)以來(lái)運1.1主要設計條件及參數行情況一直良好,甲醇的產(chǎn)量和主要設計條件及參數見(jiàn)表1。質(zhì)量均達到了設計要求,其中我公司首次研制的最大規格φ380012材料甲醇合成塔是合成氣制甲醇裝置主體材料及規格見(jiàn)表2。中的關(guān)鍵設備,甲醇合成塔的制造水平直接影響到甲醇產(chǎn)品的產(chǎn)1.3遵循的規范及制造技術(shù)要求量和質(zhì)量,實(shí)踐證明該甲醇合成按GB150-1998《鋼制壓力容塔的制造工藝是切實(shí)可行的,質(zhì)器》、GB151-1999《管殼式換熱器量是上乘的。HG20584-1998《鋼制化工容器制造技術(shù)要求》制造、檢驗、驗收,并1結構特點(diǎn)接受《壓力容器安全技術(shù)監察規程》的監督,同時(shí)應滿(mǎn)足設計單位提出的要求。作者簡(jiǎn)介1.4制造技術(shù)難點(diǎn)鄭國光(1962一)錦西化工機械(集團)有限責任公司技田醢合成筒體、封頭板料人,高級工程師,長(cháng)期從事壓力容器設計、制造工中國煤化工料13 MnNiMonbRCNMHG22百地翻化工設畫(huà)|20902讜文廣場(chǎng)LUN WEN GUANG CHAN屬低合金高強鋼;反應管材料為表1甲醇合成塔主要設計條件及參數S31803雙相不銹鋼管;管板的凸肩技術(shù)參數項目與殼程筒體管箱筒體對焊,設備管程殼程結構較特殊,制造公差要求嚴,如□設計壓力(MPa)4.3管板平面度不大于1mm,主體焊縫設計溫度(℃)280256硬度HB≤25等,給制造過(guò)程中的操作介質(zhì)合成氣(易燃易爆)沸騰水,蒸汽成型、焊接、組裝、熱處理等帶來(lái)了較大的難度。腐蝕裕度焊接接頭系數2制造工藝方案換熱面積(m2)容器類(lèi)別因為13 MnNiMoNbR材料屬于設備凈重(kg)185660低合金高強度鋼,氣割和焊接時(shí)L設計使用壽命(年)容易產(chǎn)生裂紋,所以氣割前應預表2甲醇合成塔主體材料表熱,焊前預熱至220℃以上,焊后立即消氫處理。零部件名稱(chēng)材料名稱(chēng)規格(m)橢圓形封頭CR①火回火6=60(包括沖壓減薄量21封頭和筒節的成型殼程筒體13MNMR(火回火8=50封頭成型前拼接焊縫應打磨管程簡(jiǎn)體(加強段)13% MnNiMoNbR(正火+回火6=655至與母材齊平,封頭采用整體熱堆焊不銹鋼壓成型,沖壓封頭終壓溫度不得反應管雙相不銹鋼:SA789S31803中4.X2低于880℃,封頭母材試板隨封頭上卜管板20MMbⅣ堆焊不銹鋼8=300/1107坯料同時(shí)加熱和冷卻,封頭成型強管鍛件1 20MnMoNblll后將工裝支撐圈撐在封頭里口處法蘭鍛件20MnMoNbIlI點(diǎn)焊好,封頭成型后應對其中表3管板堆焊焊接規范參數表塊試板進(jìn)行回火處理,如試板檢驗合格,再對封頭及第二塊試姦層焊接材牌號焊材規電流A電壓V焊接速度備注(注)進(jìn)行回火處理,否則應對封頭及5AW24.13.L0.5X60680-72030~342.5燁劑345試板進(jìn)行正火加回火處理,產(chǎn)品235A,24.13.3.L0.5X6070075030-3678焊劑34S試板及母材試板隨設備同爐進(jìn)行sMAW23.12.2.LR|中4140-17022414018封頭成型后最小厚度為51mm,2~3SMAW23.12.2.LR|4140-17022414018頭壓制工藝曲線(xiàn)如圖2865厚的管程筒節下料長(cháng)度注:手工焊mm根;埋弧焊mh按標準展開(kāi)長(cháng)度加長(cháng)200mm的預彎打頭量(每端100m,用水壓機查合格后,用水焊氣割掉多余的22管板的制造打頭,打頭長(cháng)度不小于50om,用直邊,并開(kāi)好坡口,修磨坡口達圖(1)管板待堆焊表面加工后進(jìn)弦長(cháng)不小于800m的內樣板檢查面要求,坡口表面應進(jìn)行100M行100M檢測;打頭弧度是否符合要求,打頭檢檢測,I級合格,板料氣(2)將上、下管板背靠背點(diǎn)焊至220℃以上。中國煤化工板外圓周用8CNMHG202|石油化工設畫(huà)23厚度≥3mm,堆焊過(guò)程中用保溫毯保溫,層間溫度控制在220~300℃之間,局部用手工電弧焊補焊,管板堆焊焊接規范見(jiàn)表3,管板堆焊完第一層后表面應作100%PT檢測,I級合格。(4)焊后應立即作消除應力熱處理郵帖熱處理規范見(jiàn)圖3;時(shí),V升≤75℃h,V降≤100℃/h(5)管板校平,平面度≤2mm;(6)加工管板表面及外圓坡口后,對管板耐蝕層表面及外圓坡口進(jìn)行100%PT+100%T檢測,I級合格(7)加工管板孔達圖面尺寸。2.3組裝及熱處理(1)上管箱部件與殼程筒體部件(小封頭不焊)組對焊接,焊后立即消氫處理,縱環(huán)焊縫內表面磨平,焊接24小時(shí)后100%RTⅡ級圖1甲醇合成塔簡(jiǎn)圖100%UTI級檢測合格(2)組裝拉桿、定距管、折流板0°C(3)與下管箱部件組對焊接≤40C蚪|焊后立即消氫處理,縱環(huán)焊縫內954表面磨平,焊后24小時(shí)后100%RT級+100%UTI級。(4)上管箱、殼程筒體、下管箱組焊件進(jìn)行整體消除應力熱處理,熱處理規范見(jiàn)圖4。圖2封頭壓制工藝曲線(xiàn)圖3管板熱處理規范曲線(xiàn)注:(a)將工件平穩放于鞍座上表面距兩端火嘴等距離位20X140X100的拉筋板50塊把兩塊管板預熱至20℃以上,開(kāi)始堆焊,置管板焊接在一起,以防止堆焊管采用帶極堆焊,第一層堆焊焊帶(b)砌好擋火墻,避免火焰直板時(shí)焊接變形。24.13L,堆焊層厚度≥(3)管板用電加熱爐和履帶將二-三層堆焊焊帶21.13.中國煤化工CNMHG24百■工設畫(huà)|20902論文廣場(chǎng)LUN WEN GUANG CHAN660士20c6±5c(4)由于鉻鑰鋼易產(chǎn)生回火脆40性導致裂紋傾向嚴重,故水壓試≤40C≤40C40C蚪驗后焊縫表面進(jìn)行100%MT復檢,空反應管與管板焊接接頭進(jìn)行25h20h100%PT復檢,I級合格。3結論圖4上管箱,殼程筒體,下管箱國5上下封頭與管箱簡(jiǎn)節的環(huán)焊組焊件熱處理規范曲線(xiàn)縫熱處理規范曲線(xiàn)(1)封頭經(jīng)熱壓成型后,經(jīng)回火處理,其材料性能符合正火+回表4反應管與管板焊接規范參數表層|接萬(wàn)法|坪材牌號|件材規格電流A電出燁接速火板的要求。(mm/min)(2)筒體經(jīng)嚴格控制滾圓和校TAW"283160-10101208。圓后,各項質(zhì)量指標均達到2GTAW2283L[◆2080-12010-1260-80GB15098,GB151-99和圖紙要求(3)主體焊縫經(jīng)探傷一次合格(c)熱處理前用保溫氈在管板體補強管的對接焊縫作100%RTⅡ率達99%以上。兩側將管孔蓋好。級+100%UT檢測Ⅰ級合格。4)熱處理后主體焊縫經(jīng)(d)升降溫速度:≥400℃時(shí),(8)與上、下封頭部件組焊,100%RTⅡ級+100%UTⅠ級V升為55105℃/降為55140℃h。焊后立即消氫處理,經(jīng)24小時(shí)后作+100%MTI級檢測全部合格(5)組裝反應管,同時(shí)將彈性100%RTⅡ級+100%UTI級檢測合(5)水壓試驗后焊縫表面進(jìn)行擋圈安裝在反應管上的指定位置格,對其環(huán)焊縫作局部熱處理,熱100%MT或100%PT(反應管與管板上,彈性擋圈起破壞沸騰液膜的處理規范見(jiàn)圖5,采用履帶加熱器的焊接接頭作PT)檢測,I級全部作用,目的是提高傳熱膜系數,以進(jìn)行局部熱處理,V升≤為120℃/合格。利于傳熱,這就要求彈性擋圈不h,V降≤為150℃h(6)主體焊縫硬度(焊縫、熱僅要保證其使用壽命,同時(shí)又要影響區、母材三個(gè)區域)均滿(mǎn)足HB有良好的彈性,應能固定在一定24整體組裝≤225的要求。百位置上不竄動(dòng)。整體組裝后進(jìn)行液壓試驗和(6)焊接反應管與管板的角接氣密性試驗。接頭,同時(shí)焊接殼程筒體上的小(1)殼程進(jìn)行55Ma的水壓試封頭。反應管與管板的焊接,施焊驗。溫度不得低于16℃,層間溫度≤(2)由于該設備管程壓力大于150℃,采用氬弧焊,焊完一層后殼殼程壓力,所以殼程水壓試驗后程通入04Mpa的壓縮空氣進(jìn)行殼應進(jìn)行10M的氨滲漏試驗,以檢程空氣試漏,保壓0.5h,檢查合格查反應管與管板間的焊縫是否泄預熱后錯開(kāi)90。焊第二層,焊接規漏。范參數見(jiàn)表5。(3)管程進(jìn)行76Mp的水壓試(7)反應管與管板的焊接接頭驗,合格后進(jìn)行60Mpa的氣密性試作100%TI級檢測,小封頭與殼驗中國煤化工CNMHG0g2百畫(huà)化工設畫(huà)25