單層厚壁氨合成塔的研制_圖文

1、石油和化工設備論文廣場。屬于材料，由于這種材料長期在使用時，會產生回火脆化現(xiàn)象，產生的原因主要是鋼里的雜質、等元素在鋼中偏析，使晶界韌性降低，產生脆性破壞。因此，在材料采購時應嚴格控制上述元素的含量，如（鍛件），（鍛件），同時控制材料的回火脆化敏感性系數(shù)符合如下要求：（）（）×（）式中元素以百分數(shù)代入，如應以代入。（）×（）鄭國光王鈺瑋邵相云（錦西化工機械（集團）有限責任公司遼寧葫蘆島）【摘要】介紹了單層厚壁氨合成塔的結構特點和設備主體材料珠光體耐熱鋼的特殊要求，著重對各主要部件的成型、加工、焊接、熱處理等主要工序作了說明。【關鍵詞】氨合成塔研制工藝單層厚壁氨合成塔的研制鄭

2、國光（）高級工程師，錦西化工機械（集團）有限責任公司技術負責人，長期從事壓力容器設計及制造工作。作者簡介圖氨合成塔是氮肥廠合成氨裝置中的核心設備。我公司于年為山西晉城化肥廠制做了一臺氨合成塔外殼，該設備設計壓力，設計溫度（其中下封頭設計溫度為），工作介質、，設備總重約噸，長約米，塔體內徑米，壁厚。設備結構如圖所示。材料的要求根據(jù)合同要求，設備材料選用進口（日本神戶制鋼）鋼材，筒體采用，底部球形封頭采用，頂蓋、筒體端部及支撐環(huán)材料為，接管材料為 、式中元素以代入，如應以代入。論文廣場石油和化工設備作為脆化程度的定量表示，通常按式（）來評定鋼材或焊縫的回火脆化傾向：（）式中：經(jīng)后的夏比（型缺口）沖

3、擊功為時相應的轉變溫度。經(jīng)后的夏比（型缺口）沖擊功為時相應的轉變溫度增量。焊縫及熱影響區(qū)的回火脆化傾向試驗熱處理要求及沖擊試驗溫度如圖。冷卻速度：（）；（）；（）試驗溫度分別為：，。本工程所有板材、鍛件及焊接材料的化學成分、力學性能及抗回火脆性進廠復驗后均滿足以上要求。封頭的成型本設備球形封頭材料為，整體下料成型，坯料展開直徑，下料厚度，成型后最小厚度、。成型采用熱沖壓，上胎（），下模鑲圈，使用噸油壓機，利用封頭胎的下胎體及壓邊圈，采用上脫料方式壓制。熱成型加熱規(guī)范：入爐后加熱至±，保溫，出爐后迅速吊運、擺正，壓制結束后停留分鐘再提升上模脫料，脫胎后空冷，最后對封頭進行正火回火熱處理

4、，使其恢復供貨狀態(tài)。筒體的成型本設備筒體材料為，外殼筒體規(guī)格為××，整個筒體分為九節(jié)，其中八節(jié)長為，一節(jié)長為。筒節(jié)滾制前的打頭采用冷壓方式，打頭余量單側為，打頭不能一次到位，應分為兩次壓制成形。首先根據(jù)公式：×（），得出第一次壓制應大于，因此第一次打頭壓制用樣板檢查，樣板間隙小于，樣板弧長為（不包括打頭余量），然后進行消除應力熱處理，規(guī)范為±，保溫小時。第二次打頭可壓制到位，即用樣板進行檢查，樣板間隙不得大于，樣板弧長。筒體采用中溫成形，熱處理工藝為±，保溫小時。筒節(jié)成形后的要求如下：外觀檢查，檢查筒體表面是否有凹坑等缺陷；尺寸公差，內圓圓周長

5、為107273+，端口錯邊小于，縱焊縫的對口、錯邊量小于，同一斷面的最大最小直徑差小于，成形后的最小厚度為。筒節(jié)滾制成形后進行縱焊縫坡口的加工及焊接，焊接后進行消氫處理，修磨內、外焊縫表面至與母材平齊并磁粉檢測、超聲波檢測合格后校圓。校圓采用中溫校圓，校圓后測量筒體的內圓周周長為107273+，縱焊縫的棱角度用弦長不小于的內、外樣板檢查其值不大于，同一斷面的最大最小直徑差不小于，成形后的最小厚度為。頂蓋組件的加工本設備頂蓋材料為，厚度，直徑為，上面有個的螺栓孔及個的熱電偶接口，另有個的頂絲口，加工后表面精度達到，與雙錐環(huán)接觸密封面精度達到。首先對來料進行一次加工，加工后尺寸為，厚度，石油和化工

6、設備論文廣場然后劃孔的位置線，以外圓為基準精確劃圓上的個半圓槽位置線，按線精確鉆個孔，鉆深，鏜的熱電偶接口，翻個按已加工孔與平面找正，誤差小于，鏜孔，焊接兩個熱電偶接管，最后精確劃各螺栓孔的位置線，精確鏜，與頂絲孔，鏜熱電偶孔，鉆的雙錐環(huán)托板固定孔。加工完畢，檢查孔中心圓直徑和相鄰兩螺柱孔弦長偏差為±，任意兩螺柱孔弦長的極限偏差為±，螺柱孔與頂蓋表面垂直度不得超過 ，密封面不得有刻線、刮傷、凹穴和裂紋等缺陷。筒體端部的加工本設備筒體端部材料為，內徑，外徑，上面有個×的螺柱孔，個臺狀氣體入口、孔，個臺狀的開工熱氣入口孔，個×的螺絲孔，加工后表面 精度達到，

7、與雙錐環(huán)接觸密封面精度達到。按一次加工圖加工內、外圓及與筒體焊接端坡口，劃十字線，在上部外圓打樣沖孔標記，劃孔處平面鏜工找正平線，、孔位置線，找正線，按線找正，鏜口平面，鏜后劃孔位置線，然后鏜、孔。螺柱孔的加工。首先按上下外圓找正，上部外圓對稱點找正，誤差小于，下部找對稱點，對稱點誤差小于，按圖加工好上部，然后精確劃×孔位置線，精確找正工件，鏜×絲底孔，注意每鏜完下個絲底孔鏜桿不能動，鉗工進行攻絲，攻絲時鏜桿應用頂尖頂住絲錐并同時跟進，尤其注意攻頭幾扣后檢查是否有亂扣現(xiàn)象。加工完畢，檢查×螺柱孔中心圓直徑和相鄰兩螺柱孔弦長偏差為±，×任意兩螺柱

8、孔弦長的極限偏差為±，螺柱孔與筒體端部上表面垂直度不得超過 ，密封面不得有刻線、刮傷、凹穴和裂紋等缺陷。焊接坡口的加工坡口型式如圖所示?？v焊縫的坡口先采用火焰切割，然后采用鏜床去除坡口表面淬硬層，加襯墊前對坡口表面進行檢測，保證坡口表面無任何影響焊接質量的缺陷存在；縱焊縫焊并經(jīng)校形后加工環(huán)焊縫坡口，加工采用米立車，加工后對坡口表面進行檢測，同樣保證坡口表面無任何影響焊接質量的缺陷存在。焊接規(guī)范及焊接材料的確定根據(jù)現(xiàn)場設備能力，塔體的焊接基本采用效率高、焊接穩(wěn)定性好且成形美觀的窄間隙坡口埋弧焊，對于局部無法埋弧焊的焊接采用焊條電弧焊，埋弧焊焊材選用意大利薩弗公司生產的，焊條電弧焊焊條為

9、；與之間的焊接采用窄間隙坡口埋弧焊，焊材為；球形封頭與加論文廣場 石油和化工設備強管之間的焊接采用焊條電弧焊，焊條為。對于還應附加焊接接頭的步冷試驗，工程要求合格指標：，經(jīng)評定其結果如圖。工裝的制備由于設備板厚較大，焊接坡口深而窄，所以焊接時采用窄間隙埋弧焊，為避免窄間隙工裝接觸坡口邊緣引起短路，造成工裝損壞，在工裝表面涂上絕緣漆，在焊接過程中雖能起到一定作用，但效果不太明顯。最終選用了一種耐高溫、抗磨損且絕緣性能非常好的絕緣泥敷在工裝表面，減少了焊接工裝的損壞。焊接過程中，在坡口內會產生夾渣、咬邊等缺陷，若使用原有的氣刨進行清理，氣刨嘴不能伸到坡口根部，不能有效清除缺陷，為此設計了專用氣刨工

10、裝，型式如圖。為減少焊接過程中焊條的損失，又專門設計了深坡口用焊把，使焊條頭盡可能小。組對焊接組對前先測量待組筒節(jié)圓周，確定四心距離，保證偏差小于。為防止焊接冷裂紋的產生，施焊前將坡口兩側范圍內均勻預熱至，焊接時保持焊道間的層間溫度在?？v縫的焊接采用埋弧焊，內側氣刨清根后用砂輪進行修磨，然后用埋弧焊焊接內側；環(huán)縫先焊接筒體外側采圖表（）封頭與加強管的焊接規(guī)范表（）縱縫的焊接規(guī)范石油和化工設備論文廣場在筒體內外同時對焊縫兩側各毫米范圍加熱，用石棉氈對焊縫兩側各米范圍進行保溫，筒體內外各設兩個熱電偶進行控溫，四個熱電偶距焊縫毫米，并沿圓周方向在焊縫兩側交錯均布。熱處理規(guī)范為（±）

11、5;，升溫速度不大于，降溫速度不大于，工件溫度降至出爐（拆保溫）空冷。無損檢測為保證焊接接頭的焊接質量，焊接前應對坡口表面按標準進行，級合格；背面清根后進行熱磁粉檢測，級合格；所有焊縫焊接小時后進行，級合格，級合格。其中采用鈷射線進行透照。總結（）單層厚壁板焊結構的氨合成塔，對鉻鉬鋼板材、鍛件、焊接接頭有較高的低溫韌性和抗回火脆性要求，在材料采購和進廠驗收時必須嚴格控制。（）這臺氨合成塔的主要工序，包括封頭的成型和恢復材料性能熱處理、筒節(jié)的成形、關鍵零部件的加工、焊接、焊后熱處理和無損檢測等技術含量都很高，施工難度都很大，通過對工藝的反復論證和施工過程的精心貫徹執(zhí)行，不僅使該氨塔施工進展順利而

12、且保證了氨塔的質量，同時為我公司在高壓容器制造方面積累了寶貴經(jīng)驗。（）本設備制造完畢，各關鍵尺寸經(jīng)檢查，完全符合設計要求，所有焊接接頭焊后經(jīng)無損檢測，無任何返修，一次合格，縱、環(huán)焊縫產品焊接試板的各項力學性能指標滿足工程標準要求，最后進行液壓試驗無泄漏現(xiàn)象，滿足設備使用要求。目前這臺設備已安全運行年，生產能力符合設計要求。用埋弧焊，內側碳弧氣刨砂輪修磨清根后用焊條電弧焊焊接，焊接工藝見表。由于坡口窄且深，每層焊道盡量采用連續(xù)焊，減少焊接接頭，且每一個引弧點應錯開。由于施焊期間為冬季，平均氣溫低于，所以考慮到溫度、風速等環(huán)境因素的影響，將整個施工現(xiàn)場周圍設置防護棚，保證風速不超過規(guī)定的范圍。焊接時，為消除焊縫中殘余的內應力，每焊完一層，要對焊縫進行層間錘擊，來保證焊接接頭的質量。焊接第一條縱、環(huán)縫前在坡口兩側設置標記（縱縫設置兩處，在坡口兩端；環(huán)縫設置四處，每°設置一處），焊后經(jīng)測量，縱縫收縮約，環(huán)縫收縮約。為保證設備的整體尺寸提供了依據(jù)。焊后消氫處理及焊后熱處理為保證焊接接頭的質量，每焊完一道焊縫應立即進行×小時的消氫處理。在焊接過程中，由于某種原因，必須間斷焊接工作時，應維持焊縫坡口及兩側范圍內始終處于預熱溫度下