《重整反應(yīng)器接管工藝設(shè)計》

1、過程裝備制造與檢測 課程設(shè)計說明書題目：接管工藝設(shè)計(重整反應(yīng)器第四反應(yīng)器)學生姓名： 學 號： 院 （系）： 機電學院 專 業(yè)： 過程裝備與控制工程 指導教師： 2008 年 9 月 4 日 目 錄 一、設(shè)計目的.1 二、設(shè)計背景 .1 三、技術(shù)要求 .1 四、接管工藝路線 .3 五、接管制造工藝過程 .4 六、設(shè)計感想 .8 七、參考文獻 .9一課程設(shè)計目的：本課程課設(shè)是學完了過程裝備制造與檢測課程，進行了生產(chǎn)實習之后的一個重要實踐教學環(huán)節(jié)。其目的如下： 1.1培養(yǎng)學生解決設(shè)備制造工藝問題的能力。通過課程設(shè)計，使學生熟練運用本課程的基礎(chǔ)理論以及生產(chǎn)實習的實踐知識，正確的解決過程設(shè)備整體的生

2、產(chǎn)流程；正確的解決設(shè)備零件在加工中的預(yù)處理方法和工藝；正確的進行零件的展開計算、拼接設(shè)計；正確的進行封頭成型工藝設(shè)計及相關(guān)計算、模具設(shè)計、設(shè)備選用等；正確的進行筒節(jié)成型工藝設(shè)計及相關(guān)計算、設(shè)備選用等；正確的進行接管成型工藝設(shè)計及相關(guān)計算、設(shè)備選用等；正確的進行相關(guān)的焊接工藝設(shè)計及工藝參數(shù)選用；正確的選擇零件制造過程中的檢測方法及工藝；正確的選擇零件制造過程中的熱處理方法及工藝；正確的進行設(shè)備組對工藝設(shè)計。 1.2培養(yǎng)學生熟悉并運用有關(guān)手冊、標準規(guī)范等技術(shù)資料的能力。 1.3 進一步培養(yǎng)學生識圖、制圖、運算和編寫技術(shù)文件的基本技能。二. 設(shè)計背景連續(xù)重整反應(yīng)器連續(xù)重整裝置的核心設(shè)備，是煉油靜設(shè)備

3、中技術(shù)要求最高的設(shè)備之一。該裝置將4個直徑不同的反應(yīng)器通過錐體變徑段重疊連接成一臺“四合一”連續(xù)重整反應(yīng)器，其工藝先進、結(jié)構(gòu)合理，具有占地面積小、反應(yīng)物料均勻，催化劑利用充分，動能消耗低等優(yōu)點。但由于該設(shè)備精度要求高、制造難度大，世界上僅有個別工業(yè)發(fā)達國家可以設(shè)計制造，因而我國除少數(shù)煉廠從國外引進該設(shè)備外，國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)也僅能生產(chǎn)傳統(tǒng)的單體重整反應(yīng)器供煉廠使用。為改變這種落后局面，使我國煉油深加工技術(shù)趕上世界先進水平，采用先進的連續(xù)重整工藝技術(shù)是必然的選擇，而關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計制造的國產(chǎn)化就成了重中之重。三. 技術(shù)特性及要求3.1技術(shù)特性：設(shè)計壓力 p 0.78MPa設(shè)計溫度 T 549操作介質(zhì)

4、HZ,HC 地震裂度 8度 基本風壓值 450 Pa設(shè)備規(guī)格 1950mmx 2 6mm+ 2000mmx26m m + 2100 m m x 30 m m +26 00 mm x 3 6 mm設(shè)備總長 39908.5mm材料殼體 SA387GrllCL2( 1.25Cr-0.5Mo-Si)內(nèi)件材料 TP321設(shè)備凈重 120t設(shè)備操作重量 175t3.2技術(shù)要求3.2.1 技術(shù)要求詳見1682-00JT；3.2.2 催化劑輸送管中心圓直徑偏差及相鄰兩輸送管弦長偏差不得超過5mm;3.2.3 支撐板應(yīng)位于兩扇形筒之間，每周6塊按圓周等距布置；3,2.4安裝完中心管太膨脹節(jié)保護筒內(nèi)支撐圈和久支持

5、圈上表面應(yīng)在同一水平面上，最高點與最低點之差不得大于3mm；3.2.5 所有與管筒體太及封頭拼焊的吊耳，支撐，支撐板等都應(yīng)雙面開坡口，要求全焊透；3.2.6 加強環(huán)上表面應(yīng)與在中間蝶形封頭上，筒體焊接并熱處理完成進行機械加工，中間碟形封頭應(yīng)雙面開坡口再與加強環(huán)相焊，且要求全焊透；3.2.7該重整重整反應(yīng)的主要結(jié)構(gòu)特點是將四個不同直徑和壁厚的第一、第二、第三、第四重整反應(yīng)器和頂部還原段、底部催化劑收集器重疊安裝為一個“四合一”連續(xù)重整反應(yīng)器。反應(yīng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜，裝備精度高，公差要求嚴，加之在消化吸收國際先進技術(shù)的同時，對個別結(jié)構(gòu)和要求進行了改進和優(yōu)化，使得該重反應(yīng)器成為迄今為止國內(nèi)設(shè)計和制造的

6、煉化設(shè)備中結(jié)構(gòu)最為復雜，技術(shù)要求最高的設(shè)備之一。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： a主體材料回火脆性指標的考核。反應(yīng)器用1.25Cr-0.5Mo-Si鋼板和16MnR鍛件，焊接金屬需滿足抗回火脆化性能的要求。 b裙坐與設(shè)備殼體采用對接焊接形式。反應(yīng)器支撐采用了在殼體堆焊過渡段后與裙座焊接的形式，結(jié)構(gòu)可靠，檢驗方便。 c開口接管的整體補強與加工。反應(yīng)器具有多個油氣進出口與人孔，這些開口均設(shè)在錐形殼體上，由于其應(yīng)力復雜，且設(shè)備內(nèi)操作溫度又高，必須采用設(shè)備整體補強，并與錐體對接焊接。 d防止溫度膨脹對內(nèi)件的影響。反應(yīng)器內(nèi)件的材料為1.25Cr-0.5Mo-Si3.3 制造所遵循的規(guī)范 鋼制壓力容器GB150

7、1998 壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程99版 鋼制塔式容器JB/T47102005 塔器設(shè)計技術(shù)規(guī)定HG 206521998 鋼制壓力容器焊接規(guī)程JB/T47092000 鋼制化工容器制造技術(shù)要求HG205841998 壓力容器涂敷與運輸包裝JB/T47112003 壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件JB/T47472002四接管制造主要工藝流程及鍛件技術(shù)要求4.1主要工藝流程 確定鍛件尺寸、采購技術(shù)條件鍛件采購鍛件復驗（性能、無損探傷）機加工接管內(nèi)外壁和端面（注：密封面留余量）4.2碳素鋼和低合金鋼鍛件的特殊要求（JB4726-2000）4.2.1適用于設(shè)計壓力不大于35MPa，溫度大于-20的壓力容

8、器用碳素鋼和低合金鋼鍛件。4.2.2鍛件級別鍛件分為、四個級別，每個級別的檢驗項目按下表規(guī)定：4.2.3熱處理 交貨狀態(tài)應(yīng)該為熱處理狀態(tài)。如供方改變熱處理狀態(tài)時，應(yīng)征得需方同意。處理狀態(tài)得代號為：N正火，Q淬火，T回火4.2.4外觀質(zhì)量 鍛件經(jīng)外觀檢查，應(yīng)無肉眼可見得裂紋、夾層、折疊、夾渣等有害缺陷。如有缺陷，允許清除，但修磨部分應(yīng)平滑過渡。清除深度應(yīng)符合：（1）當缺陷存在于非機械加工表面，清除深度不應(yīng)超過該處公稱尺寸下偏差；2）當缺陷存在于機械加工表面，清除深度不應(yīng)超過該處余量的75。4.2.5內(nèi)部缺陷 鍛件應(yīng)保證不存在白點，用超聲檢測鍛件內(nèi)部缺陷，檢測表面得表面粗糙度不大于6.3。4.2.

9、6焊補 鍛件允許用相匹配的焊材進行補焊。允許焊補的部位，深度和面積由供需雙方確定。焊補應(yīng)按經(jīng)JB4708評定合格的焊接工藝進行，焊工應(yīng)持有合格證。焊補前應(yīng)徹底清除缺陷并開坡口，坡口底部應(yīng)圓滑過渡。清除缺陷后的表面需經(jīng)磁粉或滲透檢測，級為合格。根據(jù)不同剛號、焊補面積的大小，深度及焊補環(huán)境等，須相應(yīng)采取焊前預(yù)熱，焊后緩冷或消除應(yīng)力熱處理等措施。焊補一般應(yīng)在鍛件最終熱處理前進行。如在鍛件最終熱處理后進行，需經(jīng)雙方同意。焊補后的部位須經(jīng)磁粉或滲透檢測合格。當焊補深度大于或等于6mm時，還需經(jīng)超聲檢測合格。供方應(yīng)向需方提供鍛件焊補部位、深度、面積簡圖、焊接材料、焊接工藝參數(shù)及無損檢測報告。五接管制造工藝

10、過程 .5.1工藝卡片序號工序名稱工藝要求負責人簽字1確定采購技術(shù)條件和尺寸1.200 m m x 20 m m,16MnR2. 接管材料除應(yīng)符合GB6654壓力容器用鋼板的有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)符合3311-00JT中的有關(guān)要求。3. 質(zhì)證齊全、標記清楚。2鍛件采購按上述要求進行采購3鍛件復驗1.進行宏觀檢查，看是否存在明顯的缺陷，是否有裂紋、氣孔、夾渣，去除接管表面的銹質(zhì)物.2. 對接管進行100%UT檢測，按JB/T4730.3-20及3311-00JT中的有關(guān)要求執(zhí)行.3.按上表中的鍛件的IV級檢驗要求檢驗.4機加工接管1. 噴砂除表面鐵銹。2. 密封面要留余量.3. 表面粗糙度不得大于6.

11、3。5探傷對接管進行100%UT檢測，按JB/T4730.3-20及3311-00JT中的有關(guān)要求執(zhí)行5.2工藝分析 5.2.1 選材接管材料選用16MnR比較好，因為16MnR是低合金高強鋼 中應(yīng)用最為廣泛的鋼，有比較成熟的使用經(jīng)驗，是制造中低壓容器和一般鋼構(gòu)夠的代表材料，焊接性很好。韌性性也較好，基本屬于熱軋的低合金鋼，是普通低合金鋼中發(fā)展最早的鋼，其綜合性能、焊接性能及加工工藝性能 均優(yōu)于普通碳素鋼，且質(zhì)量穩(wěn)定，與碳素鋼相比，使用16MnR可以節(jié)省20%30%的鋼材，使用溫度范圍較廣，因此廣泛應(yīng)用于壓力容器、橋梁、船舶、飛機和其他裝備。16MnR鋼元素與含量如下表所示元素 C Si Mn

12、 SPCrNi質(zhì)量分數(shù)（%）0.160.361.530.0150.0140.0030.0065.2.2 材檢 對已經(jīng)選擇好的材料16MnR接管鍛件宏觀檢查，看是否存在明顯的缺陷， 是否有裂紋、氣孔、夾渣，去除鋼板表面的銹質(zhì)物，除此之外所選的材料還應(yīng)該符合GB6654 壓力容器用鋼板的有關(guān)規(guī)定。質(zhì)證要齊全，標記要清楚。5.2.3機加工5.2.3.1粗車，標記移植超探：鍛件按JB/4730.3-2005進行超聲波探傷，驗收按JB/4726-2000的規(guī)定 精車： 1）按圖紙尺寸進行加工接管（接管的端口留5mm的余量暫不加工，與頂封頭相焊后再加工接管的端面，密封面） 2）加工后進行尺寸檢查 磁探：坡

13、口表面進行100MT檢測，按JB/4730.4-2005規(guī)定的I級合格5.2.3.2 切割切割的方法主要有等離子切割，氧氣切割，機械切割。1）.等離子切割 等離子切割主要分為等離子氧氣切割，等離子空氣切割和等離子氮氣切割。主要用于切割碳鋼的是等離子氧氣切割，氧的離解熱高、攜熱性好,粒子復合時的放熱量大,投入切割的熱量多,因此可獲得較高的切割速度。在加工碳鋼時,因切割過程中的鐵與氧反應(yīng)提供了大量的附加熱量,促進了切割速度的進一步提高。，它設(shè)備復雜、成本高、但生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)機械化與自動化、切割質(zhì)量好，不受工件的形狀與尺寸的限制。并且隨著社會的進一步發(fā)展，工業(yè)化程度進一步提高。等離子氧氣切割法在

14、切割碳鋼時有以下優(yōu)點:切割速度快;切割面光潔,呈金屬光澤,尤其是無氮化層,切割后可直接用于焊接;切割變形小,精度高?？汕懈钊魏尾牧?，但是其價格昂貴，一般不采用。2） 氧氣切割 氧氣切割簡稱氣割，也稱火焰切割，切割時需要一個預(yù)熱火焰預(yù)熱，切割的關(guān)鍵是高速純氧氣流，是焊接結(jié)構(gòu)制造中應(yīng)用最廣泛的下料方法之一，它設(shè)備簡單、成本低、生產(chǎn)率高、易于實現(xiàn)機械化與自動化、切割質(zhì)量好，不受工件的形狀與尺寸的限制。并且隨著社會的進一步發(fā)展，工業(yè)化程度進一步提高，特別是數(shù)控技術(shù)在切割中的應(yīng)用，使氣割的生產(chǎn)率與質(zhì)量獲得了飛躍的進步，也使氣割方法得到更廣泛的的應(yīng)用。 3）機械切割 機械切割分為平口剪和斜口剪，其中斜口剪

15、沖擊較小，主要用來切比較薄的鋼板。綜上所述，對接管的加工應(yīng)該選用機加工比較合適。5.2.4 噴丸 常用的機械除銹方法有噴丸和噴砂兩種。 5.2.4.1噴丸除銹原理與應(yīng)用：原理:以壓縮空氣帶動鐵丸通過專門工具,高速噴射于金屬表面,利用鐵丸 的沖擊和摩擦作用,清除金屬表面的鐵銹及其他污染,并得到有一定粗糙度的,顯露金屬本色的表面.應(yīng)用:為了提高防護層的結(jié)合力.5.2.4.2噴砂的原理與應(yīng)用原理：噴砂是利用壓縮空氣把石英砂高速吹出去對零件表面進行清理的一種方法。應(yīng)用：噴砂不僅去銹，還可以順帶除油，對涂裝來說非常有用。常用于零件表面除銹；對零件表面修飾（市場賣的小型的濕式噴砂機就是這個用途，砂粒通常是

16、剛玉，介質(zhì)是水）；在鋼結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用高強螺栓進行聯(lián)接是一種比較先進的方法，由于高強聯(lián)接是利用結(jié)合面之間的摩擦來傳力的，所以對結(jié)合表面的質(zhì)量要求很高，這時必須用噴砂對結(jié)合表面進行處理。 噴砂用于形狀復雜，易于用手工除銹的場合，但其效率不高，現(xiàn)場環(huán)境不好，除銹不均勻；噴丸對工件有強化作用可以顯著的提高材料的抗疲勞強度。而鎖斗是以不連續(xù)運轉(zhuǎn)的疲勞設(shè)備，噴丸可以提高其的抗疲勞強度，因此采用噴丸工藝除銹。 外觀檢查無問題后，再對接管進行噴丸處理，徹底除去表面的銹質(zhì)，經(jīng)噴丸后的接管潔凈明亮，為后面的無損檢測做好準備。5.2.5 探傷無損檢測主要有射線檢測,超聲波檢測，磁粉檢測和滲透檢測幾種方式，這里選用超聲

17、波檢測。射線檢測又包含三種，即a射線，射線和射線。在用射線檢測之前，首先要對鋼板的檢測要求、驗收標準了解清楚，再根據(jù)實際條件選擇合適的射線檢測設(shè)備及附件，如射線源、膠片、增感屏、象質(zhì)計等，為制定必要的檢測工藝、方法做好準備工作。首先由于鋼板比較厚，故需要選用較大能量的射線源，能量大穿透能力強，檢測效果比較明顯。射線膠片底片的黑度選擇如下表所示材料種類無余高的焊縫有余高的焊縫其他 底片黑度最佳黑度2.53-3.51.5-2.0由表可選擇母材的黑度為2.5。象質(zhì)計的選擇比較麻煩，從表中選擇象質(zhì)計的相對靈敏度為0.75%，相對靈敏度的計算公式K=d/X100%計算得底片上可識別出的最細金屬直徑為d=

18、90X0.75%=0.675mm，這樣對材料的微觀檢測比較到位。但射線檢測一般需要專門的一套設(shè)備，成本較大，而且比較麻煩，容易對操作人員產(chǎn)生輻射，故不采用。 超聲波檢測用的是頻率超過20000Hz的機械波。它具有良好的方向性，具有相當高的強度和很強的穿透力，而且對人體無害。超聲波檢測對缺陷的檢測主要包括對缺陷位置的檢測（定位），對缺陷尺寸和數(shù)量的確定（定量），和對缺陷性質(zhì)如裂紋，氣孔，判別（定性評估）。目前基本是采用A型脈沖反射式探傷儀檢測缺陷，根據(jù)脈沖反射波的位置 ，幅值，形狀等來判斷。對表面進行檢測，可用磁粉檢測和滲透檢測，磁粉檢測適用于能被磁化的材料，能直觀地顯示出缺陷的形狀、尺寸、位置，進而能做出缺陷的定性分析，檢測靈敏度較高，可以檢測形狀復雜，大小不同的工件，檢測工藝簡單，效率高、成本低，而滲透檢測設(shè)備簡單，操作方便，對大面積的表面缺陷檢測效率高，周期短，但所使用的滲透檢測劑有刺激性氣味氣體，應(yīng)注意通風，若被檢表面受到嚴重污染，缺陷開口被阻塞且無法徹底清除時，其檢測