乙烯冷箱監(jiān)造技術要點

乙烯冷箱監(jiān)造技術要點乙烯冷箱概述乙烯冷箱是乙烯裝置的關鍵設備之一。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。但生產的產品原料混合氣必須經過分離、提純，才能最終得到所需的乙烯產品。因此，在產品原料混合氣的分離過程中，低溫分離是所有工藝都必須采用的方法。乙烯冷箱就是進行低溫分離的主要設備之一。主要由兩部分組成：一是巨大的鋼殼保溫箱，二是內部核心鋁制板翅式換熱器。技術關鍵有三個方面，包括傳熱計算和機械結構設計及水力計算。三者需密切協(xié)調，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。乙烯冷箱結構特點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，結構緊湊，輕巧而牢固，適應性大，經濟性好，傳熱溫差小等優(yōu)點，在現代工業(yè)的許多領域越來越備受青瞇，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備的單位電耗，收到了很好的經濟效益。冷箱中換熱器采用鋁制板翅式換熱器，是整體鋁質釬焊板翅式換熱器，芯子采用了真空釬焊工藝，強度高，密封性好，其具有以下特點：傳熱效率高，由于翅片對流體的擾動使邊界層不斷破裂，因而具有較大的換熱系數；同時由于隔板、翅片的厚度很薄，具有高導熱性，所以使得板翅式換熱器可以達到很高的效率；緊湊，由于板翅式換熱器具有擴展的二次表面，使得它的表面積可達到1000?2500；輕巧，由于緊湊且多由鋁合金制造。適應性強，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。通過流道的布置和組合能夠適應：逆流、錯流、多股流、多程流等不同的換熱工況。運行安全可靠。技術特點乙烯冷箱的技術特點主要控制在鋁制換熱器上3.1、芯體的組裝組裝前應嚴格檢查導流片、翅片、隔板、封條等零部件的清洗質量，應保證其干燥、潔凈，無污染。將釬焊夾板放置在裝配平臺上，并在兩相臨的直角邊周圍裝上三只裝配定位靠山以保證芯體裝配的垂直度。組裝時從下而上層層裝配，應嚴格控制導流片的導向及封條的排列，保證整體的流向。裝配完成后應手工修整芯體，翅片、導流片、焊片（高壓設備）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上，在釬焊底夾板上鋪設網板。組裝芯體后在芯體上鋪設網板及夾板，裝彈簧、壓桿、螺桿進行夾緊，夾緊時應先從中間幾排開始，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行釬焊。真空釬焊是將裝配好的芯體裝配進行真空焊接的關鍵性工序，其注意事項：（1） 將待釬焊芯體在爐室內指定位置平穩(wěn)地放置。（2） 在芯體表面的指定位置插入三根熱電偶，同時注意熱電偶插入的深度要求。（3） 關爐門，關閉充氣閥，啟動維持泵約15分鐘，開擴散泵預熱120分鐘。（4） 啟動機械泵，開預抽閥，對爐室抽真空，當真空度（電阻計單元）顯示低于400Pa時，啟動羅茨泵，真空計（電離計單元）顯示低于3Pa時，關羅茨泵，關預抽閥。當預抽閥完全關閥后，開前級閥，開羅茨泵，開高閥，關維持泵，爐室進入高真空狀態(tài)。當真空度（電離計單元）顯示高于2.4x10-2Pa時，開始升溫操作。⑸在升溫過程中，真空度（電離計單元）達不到6.7x10-1Pa時，應立即停止加熱，查明原因。待真空符合要求后，應視當前溫度對照釬焊工藝相應段繼續(xù)進行升溫操作，升溫速率不大于原升溫速率。（6）升溫結束后，關閉磁調控制開關，當爐內工件溫度降至450^時，關閉高真空閥。當高閥完全關閉后，開維持泵，關羅茨泵、關前級閥。羅茨泵停轉后，關機械泵，開充氣閥，待充氣結束后打開爐門進行出爐工作。⑺降溫釬焊結束后，對擴散泵停止加熱，當擴散泵油溫降至70r或降溫3小時以上時，關維持泵，關冷卻水進水閥門，降溫結束。真空釬焊由于釬焊工藝的需要存在測溫孔，產品出廠時應進行封堵。焊接必須采用GTAW（氣體保護鎢極氬弧焊）焊接，堵焊點的直徑不得大于測溫孔的2倍，施焊后將焊縫打磨與芯體圓滑過渡，外觀美觀。4、總體控制由于冷箱核心板翅式換人器結構特殊，工藝要求高，制造工序繁瑣。因此對下料、組裝、焊接、壓力試驗（包括水壓、氣壓、氣密性試驗X干燥、氦檢漏、氣阻的控制要求尤為嚴格。在設備制造中必須實行全過程監(jiān)造，緊緊抓住對設備質量有重大影響的主要生產環(huán)節(jié)的監(jiān)控和檢查，尤其注意那些易產生問題的危險點，努力使質量隱患消滅在萌芽之前。各環(huán)節(jié)的監(jiān)造要點簡述如下：原材料現場檢驗人員除了審查材料質保書、核對材料標記外，還必須查驗制造廠按技術條件或圖樣規(guī)定進行的復驗。在復驗中還要注意材料取樣位置、數量。對焊接材料也是同樣的要求：審查焊材質保書及熔敷金屬的復驗報告。焊接焊接前各焊接元件應相互緊靠、但不得有重疊，拼接間隙：當設計壓力＜2.5MPa時不得大于1.5mm，局部不得大于3mm；當設計壓力〉2.5MPa時不得大于1mm，局部不得大于2mm；產品正式施焊前，應查對工廠WPS,PQR，焊工的資格，施焊過程中注意焊接環(huán)境、規(guī)范是否符合焊接工藝規(guī)程無損探傷.監(jiān)檢人員要經常督促工廠分階段實施檢查，并要求工廠及時提供探傷報告。對射線檢查，檢驗人員應逐張對底片進行確認。對無法進行射線探傷的主要焊縫，應采用焊縫結構，并進行表面著色探傷檢測，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鋁制板翅式換熱器的結構特點和制造難點，芯體組裝及封頭與芯體焊接的控制和是重中之重。這將在下文中詳細論述。4.5換熱器整體檢驗整體檢驗包括壓力試驗、氣密性試驗、氦檢漏及氣阻的試驗。制造廠應注意保證試壓工裝的安全性，試驗用表的有效性。試壓應嚴格按各試壓規(guī)程進行。去除試壓工裝，修磨坡口并進行表面探傷。換熱器制造完畢后各管道應封閉，所有壓力腔應通入干燥無油氮氣進行封存，氮氣壓力一般為0.025?0.05Mpa。4.6乙烯冷箱的組裝及控制點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行控制，但必須包括受壓零件的材料試驗、PQR及WPS的正確性，對接焊縫的射線探傷、角焊縫的表面探傷，壓力試驗及總體尺寸檢查。4.6.2冷箱中管路的控制對管路的控制應包括材料、焊接、尺寸、壓力試驗、泄露試驗及外觀檢查。4.6.3保冷箱的控制對保冷箱的控制應包括材料、尺寸、厚度測量、泄露試驗。注：箱底和箱面的材料厚度一般不低于6mm和4mm且保冷箱內外表面必須平整。接管法蘭不得直接固定在保冷箱的壁面上。冷箱內的絕熱材料（如珠光砂）一般不在制造廠灌裝，在冷箱到達現場就位拆除內部支撐后再進行灌裝。冷箱頂部應為自動排水的斜屋頂形式，在該面上設置珠光沙灌裝口和呼吸筒、安全閥等附件！4.7設備銘牌，包裝發(fā)運和出廠文件的審查。5關鍵控制點和控制方法5.1、芯體的控制5.1.1下料尺寸的控制翅片、導流片、封條、隔板下料時就要嚴格控制下料尺寸，對必須檢查翅片和導流片的高度、節(jié)距、翅側垂直度、切開距離及孔徑的偏差，封條控制高度、側向彎曲S、平面彎曲H、扭曲（N-h）及長度的偏差。隔板控制長（寬）度、對角線長度及平面度。我方監(jiān)檢人員對以上的尺寸進行抽查。注：翅片應進行爆破試驗，試驗壓力為5倍的設計壓力，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，表面不得有嚴重的磕、劃、碰傷等；且應清潔干凈、徹底去除油跡、銹斑等雜質，并經干燥。翅片、導流片的翅形應保持平整，不被擠壓、拉伸和扭曲；翅片、導流片、封條有不符合要求的應給予整形。隔板應平整，不得有彎曲、拱起、小角翅起和無包覆層的白邊存在。板面上的局部凹印深度不得超過板厚的10%，且最深不得超過1.5mm。翅片、隔板、封條在組裝板式體前都需要經過酸洗,除去污垢油污及表層氧化膜。以防止油污在真空高溫時分解，降低釬焊爐爐內真空度，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，在釬接時不易熔化，從而影響釬接質量。組裝時每一層中各釬焊元件應互相靠緊，但不得重疊。拼接間隙當設計壓力P<2.5MPa時，不大于1.5mm，局部不大于3mm，當P>2.5MPa時，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釬縫應飽滿、平滑，不得有釬料堵塞通道現象。翅片和導流片應不得露在隔板之外，一般應縮進隔板0.5?1.5mm。上、下兩平面的錯位量在每100mm高度內不大于1.5mm，兩側板總高度側位量不得大于8mm。相臨封條的內凹、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。封頭組焊后進行100%著色探傷，符合JB/T4730.5-I級合格。封頭與接管組裝后其尺寸公差應符合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，應徹底去除板束表面上碳氫化合物及內部釬焊產生的污物，并在以后的工序中保持其清潔封頭在與芯體組焊前，仔細檢查封頭內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。在組焊前對各通道進行預先氣體泄露試驗，封頭不得直接焊在芯體上，需在芯體上錐焊各封頭焊道，并在錐焊后對焊道進行打磨，不得有裂紋、氣孔等表面缺陷。封頭與芯體組焊后，焊縫應進行著色檢查，并進行單通道預試壓，以防止整體試壓時發(fā)生泄露。管口或法蘭面應垂直于接管或單元體主軸中心線，安裝接管法蘭應保證法蘭面的水平或垂直（有特殊要求按圖樣的規(guī)定），其偏差均不得超過外徑的1%（法蘭外徑不足100mm時，按100mm算），且不得大于3mm。5.4各種試驗的控制換熱器制造完成后，其每一通道均應在其它通道未加壓的情況下進行壓力試驗。壓力試驗包括水壓試驗和氣壓試驗，在通道內不得有水分殘留的情況下選擇氣壓試驗，水壓試驗介質為干凈的飲用水，氣壓試驗介質為干燥的無油空氣或氮氣。水壓試驗和氣壓試驗的壓力符合圖樣的要求且操作過程符合《容規(guī)》的要求。換熱器在壓力試驗完成后必須在24小時內進行干燥，干燥后換熱器個通道通入壓縮空氣進行氣密性試驗。試驗壓力至少為設計壓力的1.1倍，且符合圖樣的要求。整體設備氣密性試驗合格后應進行單通到的互漏試驗，用肥皂水（溫度較高時可U形管）進行檢測。換熱器在氣密性合格后進行真空氦檢漏試驗，真空檢漏就是用適當的方法，迅速判斷漏氣、確定漏率是否在容許的范圍之內，找出漏孔的位置、測定漏率大小，以便進行修補。換熱器必須在抽真空后進行試驗，先進行管道外漏試驗，合格后進行單個管道對所有管道的內漏試驗。外漏試驗合格漏率＜1.33x10-3Pa.L/S，內漏試驗合格漏率M0.1Pa.L/S。換熱器應按圖樣或JB/T7261-94的規(guī)定進行氣阻試驗，氣阻試驗是向被測通道通入規(guī)定流量的常溫空氣，測定該通道在試驗工況下進、出口的壓差，從而評定該通道設計工況下氣阻值的可能性。注意事項：