设备整体热处理施工技术

1、整体热处理技术概要许多钢制压力容器（以下称压力容器）因受壳体壁厚、材质和储存介 质的 影响，按照国家相尖技术规范要求，需要做焊后整体热处理。压力 容器焊后整 体热处理一般在制造厂采用炉内整体热处理，这是规范优先 推荐的方法，但对 于大型压力容器。因受运输条件的限制，只能分片或 分段运到施工现场，在现 场拼装组焊，压力容器焊后整体热处理也只有 采用现场整体热处理技术了。现场整体热处理技术，我们国家起步晚，技术落后。长期以来，我们国家 许多石油化工装置中的重要设备的整体热处理都是请国外专业热处理公司来做 的，他们在这方面较先进，并逐步形成了专利技术。现场整体热处理技术的加热方法只有三种，（一）电加

2、热法：该方法因 受电源大小限制，只能用于体积较小的压力容器，有很大的局限性；（二）柴油内燃法：该技术已被我国许多有实力的公司所掌握，并广泛应用于 实际生产中，技术较为成熟；（三）燃气（液化气、天燃气）法：这是国外 专业热处理公司现在普遍采用的方法，我们国家引进的5万吨/年丙烯購装 置中的反应器整体热处理，国外专业热处理公司都是采用该方法来做的，该方 法从节能、环保，技术的先进性来讲都比燃油法有了很大进步。我公司在2003年7月份，在吉化集团21万吨/年丙烯購改扩建工程 中，采用燃气法对该装置中反应器成功地进行了整体热处理，结束了该技术长 期被国外专业热处理公司所垄断的历史。二、整体热处理技术在

3、我们国家的应用1976年，在辽阳化纤总厂生产装置中，首次采用由法国提供的霍克燃油 烧嘴，采用柴油内燃法对球罐进行了整体热处理，取得成功，此后一直在国内 推广使用；1988年，在南京炼油厂烷基化装置中，采用电加热法对球罐进行 了整体热处理，取得成功，该方法也在国内被广泛应用，但仅限于体积较小 的压力容器。在我们国家，大型压力容器采用燃气法 进行整体热处理一直都是 有国外专业热处理公司来完成的。该项技术在我国的应用从我们了解的情况 看，除我们公司外，还没有其他公司掌握 该项技术的相矢报道。三、我们公司热处理技术发展情况我们公司从80年末开始采用内部电加热法对400m3以下球罐、卧罐及 塔体进行了整

4、体热处理，但考虑到现场电源情况、经济效益和工期，对于 400m3以上的压力容器采用该方法已不太合适。1993年，在独子乙烯工程中、我们公司首次采用柴油内燃法进行了球 罐整体热处理，获得良好效果。该技术在公司范围内迅速得到推广应用，并成 功的应用到4000m3的球罐上。从1995年开始，为适应丙烯睛装置国产化的要求，解决丙烯睛装置 中反应器整体热处理的难题，我们公司抽调相矢专业人员组成攻矢小组，对 燃气法整体热处理技术进行了深入、细致的研究，并选配、制作了相矢专用设 备，经模拟试验取得较好效果，在2003年吉化集团丙烯月青改扩建工程中， 对该装置反应器进行了整体热处理，获得圆满成功，从热处理过程

5、和效果看， 该技术已达到国际同类技术水平，取得了令人满意的 效果。本文下面着重介绍 燃气法在丙烯睛反应器整体热处理中的应用。四、燃气法在实际生产中应用的成功实例在吉化集团21万吨/年丙烯月青改改扩建工程中，采用燃气法对该装 置中反应器成功地进行了整体热处理。反应器是丙烯月青装置中的核心 设备，为 三类压力容器，其工作介质为剧毒、易燃、易爆。其壳体的材质为15CrMoR， 壳体公称直径为8600mm,总高度H=29759mm，公称厚度5 =20mm，在现场完成 设备的拼装工作。在组对过程中因分片较多造成组对复杂困难，焊逢多，从而 使反应器在拼装过程中产生很大的组对和焊接应力，焊后整体热处理质量对

6、反 应器最终使用寿命和安全运行起决定性的作用。本次反应器整体热处理方法是采用燃气和辅助局部电加热相结合的方式 进行加热。在反应器筒体和封头所有焊接完成后，经无损检测合 格,在内件装 入前将反应器上封头吊起与筒体临时组对点焊在一起，使反应器成为一个整体， 反应器壳体外壁保温后当作一个整体炉膛，容器 内部用热空气进行加热。采用 三个燃烧器，在反应器上、中、下三个人孔处安装三个高速燃烧气体的燃烧器， 通过气体导流管，依靠鼓风机向 反应器筒体内送入高温高速气体，高速气体在 筒体内通过对流和辐射来 传递热量，由于其火焰很短，进入壳体的是热空气， 热空气在进入壳体 前，又经压缩空气充分搅拌，热气流在筒体内

7、是沿着筒壁流 动，从而加 速了热量传递给壳体的过程，筒体内高温气体的温度非常均匀，确 保了壳体各部的均匀性。为了确保反应器边缘温度均匀一致，在锥体与裙座的 连接处、人孔法兰和大的连接管接口处采用局部辅助电加热。在整个热循环过程中，反应器壳体及部件避免与火焰的直接接触，热处 理质量稳定安全可靠，热循环过程中的废气从上封头人孔处通过调节板排放到 大气中。整体热处理完成后，将上封头吊起，开始安装内件，内件安装完毕后， 将上封头与筒体连接的最后一道环缝采用局部电加热方法进行热处理。测温系统是由温度记录仪表、热电偶和补偿导线组成。热处理过程 温度 的测量采用连续自动检测记录仪表。根据规范要求布置测温点，

8、反 应器壳体测 温点有39个，电加热部分测温点有28个，共67个测温点在反应器整体热 处理过程中，400C以上平均升温速度为24.3C/h，最大温差88C ;降温速度 为15.6C /h,最大温差为56C ;恒温阶段：最大温差为29C，温度为 661690C ;最小温差为20C，温度为660680C。经劳动部门、监理公司反 应器设备监造组和甲方联合检查，确认完全符合热处理技术规范要求，效果十 分理想。五、结束语：对施工现场压力容器的整体热处理，我公司具有完善系列的整体 热处 理设备和成熟的施工经验。根据施工现场条件，能够对各种规格、形状的压力 容器进行整体热处理。但是随着科学技术的日新月异，新材 料不断发展，特殊 构造、特殊使用功能的设备也不