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1、2 0 0 7 ( 化工设备与管道增刊一低温甲醇洗涤塔的制造陈丽莉何玉源自志套锦西4 L J - 机械( 集团) 有限责任公司研究所甲醇洗涤塔是我公剐为某煤化 企业1 ：产5 0万吨甲醇项R 制造的关键设备之一，该塔为镍台盒低温钢制压J 容器。镍台金低温钢材料设备的制造不同于普通碳钢及低台金钢材料的设备，塔体的直径较大且较高，档体热处理及运输均超限，制造公差要求义严对此乘取合理的分段方案，同时根据低温钢材料的特点，选择r 合理的制造J 二艺措施1甲醇洗涤塔的结构特点及技术参数甲醇洗涤塔为裙座自支承塔设备，主体材料为低温钢0 9 M n N i D R 。设备山裙庸、上下封头简体内支承及外部附州
2、组成，塔体上有1 0 个人扎和3 9个T 岂管n 及预焊件等组成，塔体内彳11 0 5 层塔盘支承件、三层集油箱支承件。洗涤塔丰要技术参数见表I没蔷制造公差( 塔体直线度公劳、长度公莘公差、塔艋平面度公蒂) 按J B 1 4 7 1 02 0 0 5 钒制塔式容器和J B I2 0 5 - - 2 0 0 5 ( 塔盘技术条件要求执行，表1 主；技术参数害# * 口* * 镕* = 赉3 2 8 32 M h38 M 1 7 5 3 tI 埘一4 女7LV BH ，【N HS1 0 0 # ( ) + I 目F # I ) + I l 蛳f I54 7 ( “ ) H7 5 ( J M D m
3、 6 0 0x 5 6x 7 8 l “( * H I 3 6 x n ) 删4 I2 2 m Ir耋稳二引i=喟墨鐾 陌习j# * * # 自目2 设备制造关键甲孵洗涤塔为镍合金低温钢制塔设备，简体、封头材料为f M n N i D R 镍台盒低温钢板，其主要陀能要求，足保证在使用温度F 具响足够的韧性投抵抗幢性破坏的能力，结构低温脆断的起始点【裂纹源) 往往是材料或制造的缺陷处或结构的几何形状安变处或其它i 力集中处；焊缝缺陷( 如弧巩、未焊透、末熔台、睦边、焊缝成形不良等) 处极易造成肺山集i h 而促使低温脆性断裂发生；焊接u f 过凡的焊接热输 量、过高的层州温度易造成焊缝金属及近缝
4、K 形成栅品纰织n J 聋低低温剀陛；荜丁上述低温铡的特点选择 理的上艺 法、焊接材料、焊接T岂、焊后消除应力热处理足谩备制造的重点1 自设备为塔器其制造公差f 如塔体的氏度公技术交流5 72 0 0 7 全国石油化工设备暨设备网年会会刊差和直线度公差、塔盘平面度公差) 要求非常严，则简体、封头的成型、组焊工艺方法对确保设备质量很关键。塔体的长度运输超限，如何分段也是该设备制造的难点。3 制造工艺方案低温压力容器是在低温条件下工作的压力容器，由于环境低温或介质低温的影响，随着使用温度的降低压力容器可能会发生脆性破坏，容器的低温脆性破坏取决于容器材料( 包括焊接材料) 、结构设计和制造工艺检验三
5、个方面的综合因素影响。为避免设备脆性破坏发生，采取以下工艺措施：3 1 对原材料的要求低温用钢除了满足压力容器对一般材料的基本要求以外( 指足够的强度，稳定的组织，良好的加工性能和焊接性能，以及其他必要的物理性能) ，还必须要求钢材能具有尽量低的韧脆转变温度和足够的低温韧性。同时，钢材在其使用温度下的低温冲击吸收功还必须充分地大于设计规定值。本设备简体、封头用0 9 M n N i D R 板料提采购技术条件时，要求其化学成分和力学性能除符合材料标准规定外，还控制C 0 1 2 、P 0 0 1 5 、S 0 0 1 0 、C e G 0 4 5 ，逐张进行的一7 0 低温夏比( V 型缺口)
6、 冲击试验的冲击功值取设计验收值的1 5 倍，使用状态为正火加回火状态。材料进厂后复验结果低温冲击功值的最低值为6 0J 。3 2 筒节、封头的成型要求结构低温脆断的起始点( 裂纹源) 往往是材料或制造的缺陷处或结构的几何形状突变处或其它应力集中处，则要求简体、封头在成型过程中应避免一切刻划、打钢印、过量冷变形、锤击、强力变形组装等能够产生残余应力的操作方法。筒节、封头板料号料划线时采用记号笔，材料标记转移采用绘图记录方法。板料切割后预制坡口，坡口表面修磨光亮，并进行表面无损检测，下料时严格控制筒节板料的两条对角线长度差。筒节在卷板机上采用多次成型的方法，尽量减小残余应力的产生，滚制成型后组焊
7、，为确保塔体的直线度要求，筒节严格控制椭圆度，同时还须进行二次划基准线。封头采用整体热压成形，封头坯料允许拼接，同5 8技术交流神不一：舒时带母材和焊接性能检测试板，并随后进行正火加回火处理以恢复材料的力学性能。3 3 塔体的分段要求甲醇洗涤塔分4 段制造、热处理及运输，各段的长度重量分别为2 6m 1 4 6t 、2 6 2m 1 4 5t 、1 7 3m 9 9t 、7 5m 4 3t ；每段的所有件均组焊并检测合格后，分段整体热处理，同时将各分段口用工装支撑圈固定，以防热处理时变形。各分段口处应作好四心位置对应标记，以便于现场组对。3 4 各段塔体的制造要求为确保塔体的直线度、长度公差，
8、每二节或三节筒节组焊检测直线度、椭圆度公差合格后，进行同时加工两端面及坡口。然后按四段进行组焊，并将每段的接管法兰组件及内、外附件均组焊好。塔盘支承件严格以筒节端口加工线为基准划线并组对，以确保其塔彘的平面度公差要求。降液板、受液盘连接板利用下装同定板组对，以确保各连接尺寸的准确性。为减小局部高应力，避免结构形状的突然变化，塔体的对接接头表面磨至与母材齐平，接管端部焊后应打磨成圆角，呈圆滑过渡。3 5 塔体的焊接要求低温用钢的焊接关键是要避免焊缝金属及热影响区形成粗晶组织而导致韧性降低，因此要求严格控制焊接线能量，在焊接工艺规定的范围内采用较小的焊接线能量、多层多道施焊避免焊道过热，多道焊时要
9、控制层问温度。对低温容器焊接时不得在母材的非焊缝区内引弧，焊接接头应严格避免焊接缺陷，如弧坑或焊缝成形不良，不得有末焊透、末熔合、裂纹、气孔、咬边等缺陷，同时尽量减小余高，不得有凸形角焊缝。要求焊缝表面呈圆滑过渡，不应有急剧形状变化。该塔组对检测合格后按焊接工艺要求进行施焊，焊前预热、焊后消氢处理。焊接时严格执行焊接工艺规程，尽量采用小的焊接规范，焊条电弧焊采用短弧焊，直焊道不摆动，减小焊接线能量，保证焊接接头的低温韧性，焊接时严格控制层间温度不超过1 0 0 ，利用远红外线测温仪进行控温。焊后焊缝磨平，减小局部应力。0 9 M n N i D R 封头、简体的焊接规范详见表2 。( 下转第6
10、 0 页)2 0 0 7 全国石油化工设备暨设备网年会会刊时此进1 r - 挥接u 扳 熵加热方法模拟幢形试热处理温度“m ，边加热边利用远红外线洲温仪进验，对焊接试板焊后进j ，火煽加热，加热温度却低j _ r 拄温，然后x t 试板进行性能梳洲，椅洲结果如矗2表1 简焊接规范表2 试板性能检W 镕果标值t &2 3 0= 十E # 日* 4 1 十“# 慨值”一“* ”1 篙翟5 “，m “表2 说明了低温钢材料采片j 火焰加热校彤，在温度不高于设备整体热处理温度的隋况l 、是许可的，3 结束语通过台塔简体的成喇制作，有如F J L 点经验：( I ) 简体滚制时增加成型次数能够减小残余膻
11、力的产，h( 2 ) 采用较小的焊接线能晕、寥层多道施焊避免焊道过热，多道蝌t 控制层川温度避免焊缝金属驶热影响区彤成柑t 咕组g l 而导致韧性降低。( 3 ) 简体局部校形乐用火焰加热方法在温度不高于设莆整体热处理温度的情税F 是町祈的。表2 焊接规范# 女6 21 2 IS A W1 1 0 7 M n N i l R S J 6 0 W“* 5 6I 一2 8I J mf 1 0 7 M n N i t q “】3 u“日* 5 6I 一2 s $ b l A WW T f f l N i斟：f 4 删，m * ：m hg I m 目m f l ( m t 。36 塔体消除腑力热处州焊后消际应力址理可以减小接头区域内的焊接残余血山，从 J 降低枉低温条州下的脆断倾川二”醇洗涤塔分凹段人炉热处理，自- 道环缱钳用艟带加热j 行局部热处理，热处理温度为6 【l 【) 2 0 ，保温25h ，4 0 0 t 以t 升温速度为不大于7 5t 儿，降温速度小大于1 0 0 ，h 、6 0技术交流37 塔体丌勺涂漆包装分段运输的塔伴、j t 段r 】厦所有焊缝处均小得潦漆以便于州场水压试验检洲。3 结束语涵过制造检验证明，所选定的工艺上案址合理的，采用的I 装措施是可 r 的
