乙烯冷箱監(jiān)造技術(shù)要點(diǎn)

乙烯冷箱監(jiān)造技術(shù)要點(diǎn)乙烯冷箱概述乙烯冷箱是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一。制取乙烯可以使用不同的原料（天然氣、輕油等），有不同的制取工藝流程。但生產(chǎn)的產(chǎn)品原料混合氣必須經(jīng)過(guò)分離、提純，才能最終得到所需的乙烯產(chǎn)品。因此，在產(chǎn)品原料混合氣的分離過(guò)程中，低溫分離是所有工藝都必須采用的方法。乙烯冷箱就是進(jìn)行低溫分離的主要設(shè)備之一。主要由兩部分組成：一是巨大的鋼殼保溫箱，二是內(nèi)部核心鋁制板翅式換熱器。技術(shù)關(guān)鍵有三個(gè)方面，包括傳熱計(jì)算和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及水力計(jì)算。三者需密切協(xié)調(diào)，滿足工藝要求，并做到高效、耐壓、節(jié)材、緊湊、流阻小、熱（冷）損小。乙烯冷箱結(jié)構(gòu)特點(diǎn)乙烯冷箱的核心是制板翅式換熱器。板翅式換熱器以其傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧而牢固，適應(yīng)性大，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱溫差小等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代工業(yè)的許多領(lǐng)域越來(lái)越備受青瞇，空氣分離裝置中的可逆式換熱器，冷凝蒸發(fā)器，液化器，液氮和液態(tài)空氣過(guò)冷器，采用了鋁制板翅式換熱器后不僅節(jié)省了成本，而且顯著降低了空氣分離設(shè)備的單位電耗，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益。冷箱中換熱器采用鋁制板翅式換熱器，是整體鋁質(zhì)釬焊板翅式換熱器，芯子采用了真空釬焊工藝，強(qiáng)度高，密封性好，其具有以下特點(diǎn)：傳熱效率高，由于翅片對(duì)流體的擾動(dòng)使邊界層不斷破裂，因而具有較大的換熱系數(shù)；同時(shí)由于隔板、翅片的厚度很薄，具有高導(dǎo)熱性，所以使得板翅式換熱器可以達(dá)到很高的效率；緊湊，由于板翅式換熱器具有擴(kuò)展的二次表面，使得它的表面積可達(dá)到1000?2500；輕巧，由于緊湊且多由鋁合金制造。適應(yīng)性強(qiáng)，板翅式換熱器可適用于：氣氣、氣-液、液-液、各種流體之間的換熱以及發(fā)生集態(tài)變化的相變換熱。通過(guò)流道的布置和組合能夠適應(yīng)：逆流、錯(cuò)流、多股流、多程流等不同的換熱工況。運(yùn)行安全可靠。技術(shù)特點(diǎn)乙烯冷箱的技術(shù)特點(diǎn)主要控制在鋁制換熱器上3.1、芯體的組裝組裝前應(yīng)嚴(yán)格檢查導(dǎo)流片、翅片、隔板、封條等零部件的清洗質(zhì)量，應(yīng)保證其干燥、潔凈，無(wú)污染。將釬焊夾板放置在裝配平臺(tái)上，并在兩相臨的直角邊周?chē)b上三只裝配定位靠山以保證芯體裝配的垂直度。組裝時(shí)從下而上層層裝配，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)流片的導(dǎo)向及封條的排列，保證整體的流向。裝配完成后應(yīng)手工修整芯體，翅片、導(dǎo)流片、焊片（高壓設(shè)備）不得露出隔板之外，用木榔頭輕敲芯體四周，保證四周表面平整。3.2、真空釬接組裝芯體前將釬焊夾板放置在裝配平臺(tái)上，在釬焊底夾板上鋪設(shè)網(wǎng)板。組裝芯體后在芯體上鋪設(shè)網(wǎng)板及夾板，裝彈簧、壓桿、螺桿進(jìn)行夾緊，夾緊時(shí)應(yīng)先從中間幾排開(kāi)始，逐漸由中間向兩端夾緊，保證接頭釬焊間隙符合規(guī)定要求后送入真空釬焊爐進(jìn)行釬焊。真空釬焊是將裝配好的芯體裝配進(jìn)行真空焊接的關(guān)鍵性工序，其注意事項(xiàng)：（1） 將待釬焊芯體在爐室內(nèi)指定位置平穩(wěn)地放置。（2） 在芯體表面的指定位置插入三根熱電偶，同時(shí)注意熱電偶插入的深度要求。（3） 關(guān)爐門(mén)，關(guān)閉充氣閥，啟動(dòng)維持泵約15分鐘，開(kāi)擴(kuò)散泵預(yù)熱120分鐘。（4） 啟動(dòng)機(jī)械泵，開(kāi)預(yù)抽閥，對(duì)爐室抽真空，當(dāng)真空度（電阻計(jì)單元）顯示低于400Pa時(shí)，啟動(dòng)羅茨泵，真空計(jì)（電離計(jì)單元）顯示低于3Pa時(shí)，關(guān)羅茨泵，關(guān)預(yù)抽閥。當(dāng)預(yù)抽閥完全關(guān)閥后，開(kāi)前級(jí)閥，開(kāi)羅茨泵，開(kāi)高閥，關(guān)維持泵，爐室進(jìn)入高真空狀態(tài)。當(dāng)真空度（電離計(jì)單元）顯示高于2.4x10-2Pa時(shí)，開(kāi)始升溫操作。⑸在升溫過(guò)程中，真空度（電離計(jì)單元）達(dá)不到6.7x10-1Pa時(shí)，應(yīng)立即停止加熱，查明原因。待真空符合要求后，應(yīng)視當(dāng)前溫度對(duì)照釬焊工藝相應(yīng)段繼續(xù)進(jìn)行升溫操作，升溫速率不大于原升溫速率。（6）升溫結(jié)束后，關(guān)閉磁調(diào)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)爐內(nèi)工件溫度降至450^時(shí)，關(guān)閉高真空閥。當(dāng)高閥完全關(guān)閉后，開(kāi)維持泵，關(guān)羅茨泵、關(guān)前級(jí)閥。羅茨泵停轉(zhuǎn)后，關(guān)機(jī)械泵，開(kāi)充氣閥，待充氣結(jié)束后打開(kāi)爐門(mén)進(jìn)行出爐工作。⑺降溫釬焊結(jié)束后，對(duì)擴(kuò)散泵停止加熱，當(dāng)擴(kuò)散泵油溫降至70r或降溫3小時(shí)以上時(shí)，關(guān)維持泵，關(guān)冷卻水進(jìn)水閥門(mén)，降溫結(jié)束。真空釬焊由于釬焊工藝的需要存在測(cè)溫孔，產(chǎn)品出廠時(shí)應(yīng)進(jìn)行封堵。焊接必須采用GTAW（氣體保護(hù)鎢極氬弧焊）焊接，堵焊點(diǎn)的直徑不得大于測(cè)溫孔的2倍，施焊后將焊縫打磨與芯體圓滑過(guò)渡，外觀美觀。4、總體控制由于冷箱核心板翅式換人器結(jié)構(gòu)特殊，工藝要求高，制造工序繁瑣。因此對(duì)下料、組裝、焊接、壓力試驗(yàn)（包括水壓、氣壓、氣密性試驗(yàn)X干燥、氦檢漏、氣阻的控制要求尤為嚴(yán)格。在設(shè)備制造中必須實(shí)行全過(guò)程監(jiān)造，緊緊抓住對(duì)設(shè)備質(zhì)量有重大影響的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控和檢查，尤其注意那些易產(chǎn)生問(wèn)題的危險(xiǎn)點(diǎn)，努力使質(zhì)量隱患消滅在萌芽之前。各環(huán)節(jié)的監(jiān)造要點(diǎn)簡(jiǎn)述如下：原材料現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)人員除了審查材料質(zhì)保書(shū)、核對(duì)材料標(biāo)記外，還必須查驗(yàn)制造廠按技術(shù)條件或圖樣規(guī)定進(jìn)行的復(fù)驗(yàn)。在復(fù)驗(yàn)中還要注意材料取樣位置、數(shù)量。對(duì)焊接材料也是同樣的要求：審查焊材質(zhì)保書(shū)及熔敷金屬的復(fù)驗(yàn)報(bào)告。焊接焊接前各焊接元件應(yīng)相互緊靠、但不得有重疊，拼接間隙：當(dāng)設(shè)計(jì)壓力＜2.5MPa時(shí)不得大于1.5mm，局部不得大于3mm；當(dāng)設(shè)計(jì)壓力〉2.5MPa時(shí)不得大于1mm，局部不得大于2mm；產(chǎn)品正式施焊前，應(yīng)查對(duì)工廠WPS,PQR，焊工的資格，施焊過(guò)程中注意焊接環(huán)境、規(guī)范是否符合焊接工藝規(guī)程無(wú)損探傷.監(jiān)檢人員要經(jīng)常督促工廠分階段實(shí)施檢查，并要求工廠及時(shí)提供探傷報(bào)告。對(duì)射線檢查，檢驗(yàn)人員應(yīng)逐張對(duì)底片進(jìn)行確認(rèn)。對(duì)無(wú)法進(jìn)行射線探傷的主要焊縫，應(yīng)采用焊縫結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行表面著色探傷檢測(cè)，不得有裂紋、氣孔和分層等表面缺陷的存在。芯體及組焊封頭的控制針對(duì)鋁制板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和制造難點(diǎn)，芯體組裝及封頭與芯體焊接的控制和是重中之重。這將在下文中詳細(xì)論述。4.5換熱器整體檢驗(yàn)整體檢驗(yàn)包括壓力試驗(yàn)、氣密性試驗(yàn)、氦檢漏及氣阻的試驗(yàn)。制造廠應(yīng)注意保證試壓工裝的安全性，試驗(yàn)用表的有效性。試壓應(yīng)嚴(yán)格按各試壓規(guī)程進(jìn)行。去除試壓工裝，修磨坡口并進(jìn)行表面探傷。換熱器制造完畢后各管道應(yīng)封閉，所有壓力腔應(yīng)通入干燥無(wú)油氮?dú)膺M(jìn)行封存，氮?dú)鈮毫σ话銥?.025?0.05Mpa。4.6乙烯冷箱的組裝及控制點(diǎn)4.6.1冷箱中汽液分離器的控制汽液分離器按普通壓力容器進(jìn)行控制，但必須包括受壓零件的材料試驗(yàn)、PQR及WPS的正確性，對(duì)接焊縫的射線探傷、角焊縫的表面探傷，壓力試驗(yàn)及總體尺寸檢查。4.6.2冷箱中管路的控制對(duì)管路的控制應(yīng)包括材料、焊接、尺寸、壓力試驗(yàn)、泄露試驗(yàn)及外觀檢查。4.6.3保冷箱的控制對(duì)保冷箱的控制應(yīng)包括材料、尺寸、厚度測(cè)量、泄露試驗(yàn)。注：箱底和箱面的材料厚度一般不低于6mm和4mm且保冷箱內(nèi)外表面必須平整。接管法蘭不得直接固定在保冷箱的壁面上。冷箱內(nèi)的絕熱材料（如珠光砂）一般不在制造廠灌裝，在冷箱到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)就位拆除內(nèi)部支撐后再進(jìn)行灌裝。冷箱頂部應(yīng)為自動(dòng)排水的斜屋頂形式，在該面上設(shè)置珠光沙灌裝口和呼吸筒、安全閥等附件！4.7設(shè)備銘牌，包裝發(fā)運(yùn)和出廠文件的審查。5關(guān)鍵控制點(diǎn)和控制方法5.1、芯體的控制5.1.1下料尺寸的控制翅片、導(dǎo)流片、封條、隔板下料時(shí)就要嚴(yán)格控制下料尺寸，對(duì)必須檢查翅片和導(dǎo)流片的高度、節(jié)距、翅側(cè)垂直度、切開(kāi)距離及孔徑的偏差，封條控制高度、側(cè)向彎曲S、平面彎曲H、扭曲（N-h）及長(zhǎng)度的偏差。隔板控制長(zhǎng)（寬）度、對(duì)角線長(zhǎng)度及平面度。我方監(jiān)檢人員對(duì)以上的尺寸進(jìn)行抽查。注：翅片應(yīng)進(jìn)行爆破試驗(yàn)，試驗(yàn)壓力為5倍的設(shè)計(jì)壓力，且翅片被拉斷為止。5.1.2芯體部件的控制各元件成型后去除毛刺，表面不得有嚴(yán)重的磕、劃、碰傷等；且應(yīng)清潔干凈、徹底去除油跡、銹斑等雜質(zhì)，并經(jīng)干燥。翅片、導(dǎo)流片的翅形應(yīng)保持平整，不被擠壓、拉伸和扭曲；翅片、導(dǎo)流片、封條有不符合要求的應(yīng)給予整形。隔板應(yīng)平整，不得有彎曲、拱起、小角翅起和無(wú)包覆層的白邊存在。板面上的局部凹印深度不得超過(guò)板厚的10%，且最深不得超過(guò)1.5mm。翅片、隔板、封條在組裝板式體前都需要經(jīng)過(guò)酸洗,除去污垢油污及表層氧化膜。以防止油污在真空高溫時(shí)分解，降低釬焊爐爐內(nèi)真空度，并使翅片隔板等氧化等。鋁合金表層氧化膜很致密，而且氧化膜熔化溫度比其基體材料高，在釬接時(shí)不易熔化，從而影響釬接質(zhì)量。組裝時(shí)每一層中各釬焊元件應(yīng)互相靠緊，但不得重疊。拼接間隙當(dāng)設(shè)計(jì)壓力P<2.5MPa時(shí)，不大于1.5mm，局部不大于3mm，當(dāng)P>2.5MPa時(shí)，不大于1mm，局部不大于2mm.5.1.3芯體焊后的控制芯體焊接后板束上個(gè)釬縫應(yīng)飽滿、平滑，不得有釬料堵塞通道現(xiàn)象。翅片和導(dǎo)流片應(yīng)不得露在隔板之外，一般應(yīng)縮進(jìn)隔板0.5?1.5mm。上、下兩平面的錯(cuò)位量在每100mm高度內(nèi)不大于1.5mm，兩側(cè)板總高度側(cè)位量不得大于8mm。相臨封條的內(nèi)凹、外突總距離不得大于封條密封面寬度的1/4。芯體上不得有任何大于10mm的均勻蓋板下凹或局部下凹。5.2封頭部件的控制封頭由封體和封瓦組成，封頭的厚度不得小于圖樣規(guī)定的85%，且與圖樣規(guī)定的厚度差不得大于3mm。封頭的厚度不得比其上面的接管薄，且最小厚度不得小于6mm。封頭組焊后進(jìn)行100%著色探傷，符合JB/T4730.5-I級(jí)合格。封頭與接管組裝后其尺寸公差應(yīng)符合JB/T7261-94中的規(guī)定并保證其坡口符合圖樣或工藝要求。5.3總裝的控制板束總裝前，應(yīng)徹底去除板束表面上碳?xì)浠衔锛皟?nèi)部釬焊產(chǎn)生的污物，并在以后的工序中保持其清潔封頭在與芯體組焊前，仔細(xì)檢查封頭內(nèi)部及板束上被封頭覆蓋區(qū)域的清潔情況，徹底清楚鋁屑、著色劑等污物。在組焊前對(duì)各通道進(jìn)行預(yù)先氣體泄露試驗(yàn)，封頭不得直接焊在芯體上，需在芯體上錐焊各封頭焊道，并在錐焊后對(duì)焊道進(jìn)行打磨，不得有裂紋、氣孔等表面缺陷。封頭與芯體組焊后，焊縫應(yīng)進(jìn)行著色檢查，并進(jìn)行單通道預(yù)試壓，以防止整體試壓時(shí)發(fā)生泄露。管口或法蘭面應(yīng)垂直于接管或單元體主軸中心線，安裝接管法蘭應(yīng)保證法蘭面的水平或垂直（有特殊要求按圖樣的規(guī)定），其偏差均不得超過(guò)外徑的1%（法蘭外徑不足100mm時(shí)，按100mm算），且不得大于3mm。5.4各種試驗(yàn)的控制換熱器制造完成后，其每一通道均應(yīng)在其它通道未加壓的情況下進(jìn)行壓力試驗(yàn)。壓力試驗(yàn)包括水壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)，在通道內(nèi)不得有水分殘留的情況下選擇氣壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)介質(zhì)為干凈的飲用水，氣壓試驗(yàn)介質(zhì)為干燥的無(wú)油空氣或氮?dú)?。水壓試?yàn)和氣壓試驗(yàn)的壓力符合圖樣的要求且操作過(guò)程符合《容規(guī)》的要求。換熱器在壓力試驗(yàn)完成后必須在24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥后換熱器個(gè)通道通入壓縮空氣進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力至少為設(shè)計(jì)壓力的1.1倍，且符合圖樣的要求。整體設(shè)備氣密性試驗(yàn)合格后應(yīng)進(jìn)行單通到的互漏試驗(yàn)，用肥皂水（溫度較高時(shí)可U形管）進(jìn)行檢測(cè)。換熱器在氣密性合格后進(jìn)行真空氦檢漏試驗(yàn)，真空檢漏就是用適當(dāng)?shù)姆椒?，迅速判斷漏氣、確定漏率是否在容許的范圍之內(nèi)，找出漏孔的位置、測(cè)定漏率大小，以便進(jìn)行修補(bǔ)。換熱器必須在抽真空后進(jìn)行試驗(yàn)，先進(jìn)行管道外漏試驗(yàn)，合格后進(jìn)行單個(gè)管道對(duì)所有管道的內(nèi)漏試驗(yàn)。外漏試驗(yàn)合格漏率＜1.33x10-3Pa.L/S，內(nèi)漏試驗(yàn)合格漏率M0.1Pa.L/S。換熱器應(yīng)按圖樣或JB/T7261-94的規(guī)定進(jìn)行氣阻試驗(yàn)，氣阻試驗(yàn)是向被測(cè)通道通入規(guī)定流量的常溫空氣，測(cè)定該通道在試驗(yàn)工況下進(jìn)、出口的壓差，從而評(píng)定該通道設(shè)計(jì)工況下氣阻值的可能性。注意事項(xiàng)：