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不锈钢松衬里与压力容器承压壳体间隙控制施工技术

技术应用 | 作者:admin 发布日期:2017-06-09 查看次数:99

核心提示:  大型化工企业生产介质具有高温、高压、强腐蚀性的特点。为满足抗腐蚀的需要,降低投资成本,保证化工生产的连续性、安全性,常常采用高强度钢材域廉价的碳钢)乍为化工压力容器的承压壳体与介质接触的内衬里部分

  大型化工企业生产介质具有高温、高压、强腐蚀性的特点。为满足抗腐蚀的需要,降低投资成本,保证化工生产的连续性、安全性,常常采用高强度钢材域廉价的碳钢)乍为化工压力容器的承压壳体与介质接触的内衬里部分则采用抗腐蚀强的材料(如不锈钢等)满足耐腐蚀的需要。

  但在较早的时期,不锈钢复合板技术不成熟,对于制造需内衬的压力容器则采用堆焊耐蚀层或松衬里结构。随着科技的发展,目前我国不锈钢复合板己处于国际先进水平并成功解决了复合板生产技术故制造复合板压力容器。但对小直径设备及特殊结构零部件(如法兰等)无法进行复合板订货或订货价格较高,采用堆焊成本也高时,该类抗腐蚀介质的压力容器等化工设备均采用不锈钢松衬里结构。特别较早制造的松衬里压力容器,随着生产时间的延长,部分压力容器设备不锈钢衬里出现较大腐蚀失效,而外壳等相关部件还能满足生产过程的安全需要时,需对不锈钢衬里进行更换。为此,针对各种类型的不锈钢松衬里与压力容器承压壳体的间隙控制和施工技术处理尤为重要。

  2不同结构设备不锈钢松衬里施工技术简介1小直径松衬里压力容器的施工技术对于小直径(内直径<500*)松衬里压力由于无法订购到合适的不锈钢复合板或订货的成本太高或无法卷制筒体则可采用加厚两种材料的钢管或卷制筒体采用金加工加工内径(外径)进行适配,使用油压机将不锈钢衬里压入承压壳体,从而保证衬里的贴合来制造松衬里压力容器。

  2特殊结构零部件松衬里制造的施工技术对于特殊结构零部件(如人孔法兰、人孔盖等)主往采用松衬里结构。其制造方法采用局部贴衬。特别对法兰盖类贴衬均采用局部钻孔塞焊和周边密封焊并开检漏孔的办法解决。

  3旧设备松衬里现场更换的施工技术旧设备松衬里现场更换往往针对那些使用年限较长,衬里腐蚀较重并也不能满足生产需要,但设备造价高,承压外壳及其它零部件还能满足生产、安全的设备(如我公司201CCQ汽提塔和203C尿素合成塔)该类设备的不锈钢松衬里现场更换涉及诸多技术难点,为此,本文将侧重介绍其施工技术难点的解决方法。

  3不锈钢松衬里间隙处理不锈钢松衬里与承压壳体的贴合程度即间隙大小涉及到衬里设备的安全使用。对压力容器不锈钢衬里设备的间隙,理论上总是希望衬里与外压壳体的间隙越小越好。但实际施工过程中,存在撑紧机具和不锈钢焊接焊缝收缩的限制,故现场衬里施工的间隙不可能为零;太小的间隙往往与施工的技术手段和施工成本有关系,实际上是则:则水压试验时由于衬里不能抗拒内压产生径向拉力,则将衬里直接拉裂(不考虑使用状态的衬里被拉裂的原因是:不锈钢的线膨胀系数比碳钢承压壳体的线膨胀系数大,故使用状态下衬里受到的拉应力小于设备水压试验状态小的拉应力)达不到衬里隔离腐蚀介质的作用而破坏设备本身。所以合理的原始间隙确定是不锈钢松衬里施工的关键。

  1有关不锈钢衬里间隙的确定不锈钢衬里的间隙问题,目前我国标准中尚无具体的规定。查阅相关资料(7)介绍“制造厂制造时,其间隙< 3*m个别地方可能有15 ~2mm*.但一般要求衬里与承压壳体间的间隙  2不锈钢衬里与承压壳体间隙的保证方法对于大直径压力容器的不锈钢松衬里结构,在制造厂制造时往往使用专用撑紧工具对衬里进行支撑。对于现场施工衬里结构,由于受到现场条件和设备本体结构的限制,更应考虑专门设计专用撑紧工具,专用撑紧工具的设计应有利工具的进出和支撑点位对间隙的控制。

  3对间隙的控制考虑为保证不锈钢松衬里与承压壳体的施工合理间隙。按照3.1条的要求,以内直径>50mm乍为取值界限,外承压壳体不变形域变形或略不计对,计算不锈钢衬里的允许伸长率:承压后,承压外壳不发生变形,松衬里变形与承压壳体贴合,此时衬里外径d=500mm其松衬里此时的伸长长度:E*不锈钢衬里的弹性模量,取E=2X10345MPaAL AL*应力状态下的伸长量;L*构件原始长度,dd不锈钢衬里筒体外径3.5不锈钢衬里最大间隙选择的结论从以上计算可以看出,满足不锈钢松衬里与承压壳体的原始间隙为1mm衬里承受水压试验后,其衬里外径必2259mm时,衬里发生的变形为弹性变形。当衬里外径2259mm时,其衬里变形必发生了塑性变形。查不锈钢的延伸率§=40%而33条给出的延伸率为0. 4%二者相差100倍,不会造成衬里材料的大变形和冷作硬化。故不锈钢衬里发生0.4%的延伸率作为不锈钢松衬里间隙的判据应是合理和安全的。

  3.6工程实例我公司201CCO汽提塔上管箱衬里曾进行整体更换,经过试验,其不锈钢松衬里在现场施工时的保证间隙为5mm为此,我们以松衬里发生0.4%的延伸率作为判据,进行了以下相关间隙要求的计算。

  3.61201CC汽提塔上管箱主要技术特性表表1201CCQ2H提塔上管箱主要技术特性表操作温度操作压力X:MPa介质管箱内径mm衬里材料甲铵、尿素等316L尿素级)3.6.2最大允许间隙计算4%的延伸率作为判据,衬里的外径计算:设不锈钢松衬里施工时的原始直径为dm合,此时的衬里外径为241mm贝则df.(2)松衬里与承压壳体的最大控制间隙e=2410*2400= 6.3结论根据现场施工情况,松衬里与承压壳体的原始平均间隙约4mm局部<5mm水压试验后,实测松衬里与承压壳体的间隙约为0mm投入运行后,经检验该设备未发生衬里破坏,证明该衬里施工是成功的。

  4松衬里施工的注意事项4.1焊接技术要求不锈钢松衬里的目的是为了有效防止设备腐蚀,衬里水压试验后将发生塑性变形,故必须对衬里的焊接提出严格的技术要求。

  11焊工技术培训由于不锈钢松衬里施焊技术特殊,特别是现场施工的环境较差,故需挑选技术能力好、责任心强的焊工模拟该项施工任务的实际施工条件,针对该衬里材料、焊接技术参数、焊接位置等进行全方位培训。培训效果进行适时跟踪,建立档案,解剖焊接试件,淘汰不合格人员。

  12焊接施焊要求焊接技术规范应采用小焊条、小线能量输入,避免焊缝及热影响晶粒粗大影响腐蚀性能,减少焊缝收缩量。

  施焊过程中,应注意收弧点的控制,避免形成气孔并及时打磨。施焊焊缝不得出现咬边、裂纹及高焊缝余高,防止衬里变形时应力集中而破裂。

  2关门衬板的处理对多块衬板(穸3)组成的衬里结构,应在最后一块衬板(关门板)上留足余量,待其余衬板施焊基本完成后,根据剩余间隙的情况,适配加工施焊,以最大程度减少焊缝收缩带来的衬里与承压壳体的间隙。

  4.3间隙测量方法不锈钢衬里与承压碳钢壳体的间隙检查,采证间隙检测的准确性,应对检测人员进行相关的解剖培训。

  4.4硬度检测为防止不锈钢衬里焊缝及变形母材冷作硬化,造成母材应力腐蚀开裂。故需对衬里的焊缝和变形母材在水压试验后进行硬度试验,其硬度5加工器具的特殊要求加工用器具尽量采用奥氏体不锈钢材料制作或用不锈钢进行隔离,防止因工具(如磨削轮、刷子、夹钳等)以及由其它加工造成介质接触侧奥氏体表面的铁污染。

  5衬里焊缝的检查5.1衬里焊缝的无损检查对套入式衬里可在焊缝完成后,进行射线检测;对现场施焊的衬里焊缝,则采用层层PT检查。

  2宏观检查。

  不得有裂纹、咬边、飞溅、气孔等缺陷,允许为了消除不平或局部缺陷,对个别点进行打磨、补焊,但对与介质接触表面应禁止大面积磨削。

  6表面处理及水压试验要求对有抗腐蚀要求的奥氏体不锈钢表面应进行表面酸洗、钝化处理。

  不锈钢松衬里侧水压试验时,应严格控制水中的氯离子含量不超过25mgL试验合格后,应立即将水渍除去。

  7结语用超声波仪与磁探仪的父互使用来完成le(但为blishhgHuse.不锈钢松衬里在压力容器制造中应用范围较广。特别是不锈钢松衬里现场更换技术要求复杂,必须根据具体的环境条件,在反复讨论和试验不锈钢松衬里的施工完全能取得满意效果。

  求,又确保了整个机组的调节系统和中、低压调压器工作良好、稳定运行。

  试验结果表明:对调节系统的“联动调节”,能够满足和符合调节系统的“静态自治”及生产工艺要求。


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