单层厚壁氨合成塔的研制_图文

1、石油和化工设备论文广场。属于材料，由于这种材料长期在使用时，会产生回火脆化现象，产生的原因主要是钢里的杂质、等元素在钢中偏析，使晶界韧性降低，产生脆性破坏。因此，在材料采购时应严格控制上述元素的含量，如（锻件），（锻件），同时控制材料的回火脆化敏感性系数符合如下要求：（）（）×（）式中元素以百分数代入，如应以代入。（）×（）郑国光王钰玮邵相云（锦西化工机械（集团）有限责任公司辽宁葫芦岛）【摘要】介绍了单层厚壁氨合成塔的结构特点和设备主体材料珠光体耐热钢的特殊要求，着重对各主要部件的成型、加工、焊接、热处理等主要工序作了说明。【关键词】氨合成塔研制工艺单层厚壁氨合成塔的研制郑

2、国光（）高级工程师，锦西化工机械（集团）有限责任公司技术负责人，长期从事压力容器设计及制造工作。作者简介图氨合成塔是氮肥厂合成氨装置中的核心设备。我公司于年为山西晋城化肥厂制做了一台氨合成塔外壳，该设备设计压力，设计温度（其中下封头设计温度为），工作介质、，设备总重约吨，长约米，塔体内径米，壁厚。设备结构如图所示。材料的要求根据合同要求，设备材料选用进口（日本神户制钢）钢材，筒体采用，底部球形封头采用，顶盖、筒体端部及支撑环材料为，接管材料为 、式中元素以代入，如应以代入。论文广场石油和化工设备作为脆化程度的定量表示，通常按式（）来评定钢材或焊缝的回火脆化倾向：（）式中：经后的夏比（型缺口）冲

3、击功为时相应的转变温度。经后的夏比（型缺口）冲击功为时相应的转变温度增量。焊缝及热影响区的回火脆化倾向试验热处理要求及冲击试验温度如图。冷却速度：（）；（）；（）试验温度分别为：，。本工程所有板材、锻件及焊接材料的化学成分、力学性能及抗回火脆性进厂复验后均满足以上要求。封头的成型本设备球形封头材料为，整体下料成型，坯料展开直径，下料厚度，成型后最小厚度、。成型采用热冲压，上胎（），下模镶圈，使用吨油压机，利用封头胎的下胎体及压边圈，采用上脱料方式压制。热成型加热规范：入炉后加热至±，保温，出炉后迅速吊运、摆正，压制结束后停留分钟再提升上模脱料，脱胎后空冷，最后对封头进行正火回火热处理

4、，使其恢复供货状态。筒体的成型本设备筒体材料为，外壳筒体规格为××，整个筒体分为九节，其中八节长为，一节长为。筒节滚制前的打头采用冷压方式，打头余量单侧为，打头不能一次到位，应分为两次压制成形。首先根据公式：×（），得出第一次压制应大于，因此第一次打头压制用样板检查，样板间隙小于，样板弧长为（不包括打头余量），然后进行消除应力热处理，规范为±，保温小时。第二次打头可压制到位，即用样板进行检查，样板间隙不得大于，样板弧长。筒体采用中温成形，热处理工艺为±，保温小时。筒节成形后的要求如下：外观检查，检查筒体表面是否有凹坑等缺陷；尺寸公差，内圆圆周长

5、为107273+，端口错边小于，纵焊缝的对口、错边量小于，同一断面的最大最小直径差小于，成形后的最小厚度为。筒节滚制成形后进行纵焊缝坡口的加工及焊接，焊接后进行消氢处理，修磨内、外焊缝表面至与母材平齐并磁粉检测、超声波检测合格后校圆。校圆采用中温校圆，校圆后测量筒体的内圆周周长为107273+，纵焊缝的棱角度用弦长不小于的内、外样板检查其值不大于，同一断面的最大最小直径差不小于，成形后的最小厚度为。顶盖组件的加工本设备顶盖材料为，厚度，直径为，上面有个的螺栓孔及个的热电偶接口，另有个的顶丝口，加工后表面精度达到，与双锥环接触密封面精度达到。首先对来料进行一次加工，加工后尺寸为，厚度，石油和化工

6、设备论文广场然后划孔的位置线，以外圆为基准精确划圆上的个半圆槽位置线，按线精确钻个孔，钻深，镗的热电偶接口，翻个按已加工孔与平面找正，误差小于，镗孔，焊接两个热电偶接管，最后精确划各螺栓孔的位置线，精确镗，与顶丝孔，镗热电偶孔，钻的双锥环托板固定孔。加工完毕，检查孔中心圆直径和相邻两螺柱孔弦长偏差为±，任意两螺柱孔弦长的极限偏差为±，螺柱孔与顶盖表面垂直度不得超过 ，密封面不得有刻线、刮伤、凹穴和裂纹等缺陷。筒体端部的加工本设备筒体端部材料为，内径，外径，上面有个×的螺柱孔，个台状气体入口、孔，个台状的开工热气入口孔，个×的螺丝孔，加工后表面 精度达到，

7、与双锥环接触密封面精度达到。按一次加工图加工内、外圆及与筒体焊接端坡口，划十字线，在上部外圆打样冲孔标记，划孔处平面镗工找正平线，、孔位置线，找正线，按线找正，镗口平面，镗后划孔位置线，然后镗、孔。螺柱孔的加工。首先按上下外圆找正，上部外圆对称点找正，误差小于，下部找对称点，对称点误差小于，按图加工好上部，然后精确划×孔位置线，精确找正工件，镗×丝底孔，注意每镗完下个丝底孔镗杆不能动，钳工进行攻丝，攻丝时镗杆应用顶尖顶住丝锥并同时跟进，尤其注意攻头几扣后检查是否有乱扣现象。加工完毕，检查×螺柱孔中心圆直径和相邻两螺柱孔弦长偏差为±，×任意两螺柱

8、孔弦长的极限偏差为±，螺柱孔与筒体端部上表面垂直度不得超过 ，密封面不得有刻线、刮伤、凹穴和裂纹等缺陷。焊接坡口的加工坡口型式如图所示。纵焊缝的坡口先采用火焰切割，然后采用镗床去除坡口表面淬硬层，加衬垫前对坡口表面进行检测，保证坡口表面无任何影响焊接质量的缺陷存在；纵焊缝焊并经校形后加工环焊缝坡口，加工采用米立车，加工后对坡口表面进行检测，同样保证坡口表面无任何影响焊接质量的缺陷存在。焊接规范及焊接材料的确定根据现场设备能力，塔体的焊接基本采用效率高、焊接稳定性好且成形美观的窄间隙坡口埋弧焊，对于局部无法埋弧焊的焊接采用焊条电弧焊，埋弧焊焊材选用意大利萨弗公司生产的，焊条电弧焊焊条为

9、；与之间的焊接采用窄间隙坡口埋弧焊，焊材为；球形封头与加论文广场 石油和化工设备强管之间的焊接采用焊条电弧焊，焊条为。对于还应附加焊接接头的步冷试验，工程要求合格指标：，经评定其结果如图。工装的制备由于设备板厚较大，焊接坡口深而窄，所以焊接时采用窄间隙埋弧焊，为避免窄间隙工装接触坡口边缘引起短路，造成工装损坏，在工装表面涂上绝缘漆，在焊接过程中虽能起到一定作用，但效果不太明显。最终选用了一种耐高温、抗磨损且绝缘性能非常好的绝缘泥敷在工装表面，减少了焊接工装的损坏。焊接过程中，在坡口内会产生夹渣、咬边等缺陷，若使用原有的气刨进行清理，气刨嘴不能伸到坡口根部，不能有效清除缺陷，为此设计了专用气刨工

10、装，型式如图。为减少焊接过程中焊条的损失，又专门设计了深坡口用焊把，使焊条头尽可能小。组对焊接组对前先测量待组筒节圆周，确定四心距离，保证偏差小于。为防止焊接冷裂纹的产生，施焊前将坡口两侧范围内均匀预热至，焊接时保持焊道间的层间温度在。纵缝的焊接采用埋弧焊，内侧气刨清根后用砂轮进行修磨，然后用埋弧焊焊接内侧；环缝先焊接筒体外侧采图表（）封头与加强管的焊接规范表（）纵缝的焊接规范石油和化工设备论文广场在筒体内外同时对焊缝两侧各毫米范围加热，用石棉毡对焊缝两侧各米范围进行保温，筒体内外各设两个热电偶进行控温，四个热电偶距焊缝毫米，并沿圆周方向在焊缝两侧交错均布。热处理规范为（±）

11、5;，升温速度不大于，降温速度不大于，工件温度降至出炉（拆保温）空冷。无损检测为保证焊接接头的焊接质量，焊接前应对坡口表面按标准进行，级合格；背面清根后进行热磁粉检测，级合格；所有焊缝焊接小时后进行，级合格，级合格。其中采用钴射线进行透照。总结（）单层厚壁板焊结构的氨合成塔，对铬钼钢板材、锻件、焊接接头有较高的低温韧性和抗回火脆性要求，在材料采购和进厂验收时必须严格控制。（）这台氨合成塔的主要工序，包括封头的成型和恢复材料性能热处理、筒节的成形、关键零部件的加工、焊接、焊后热处理和无损检测等技术含量都很高，施工难度都很大，通过对工艺的反复论证和施工过程的精心贯彻执行，不仅使该氨塔施工进展顺利而

12、且保证了氨塔的质量，同时为我公司在高压容器制造方面积累了宝贵经验。（）本设备制造完毕，各关键尺寸经检查，完全符合设计要求，所有焊接接头焊后经无损检测，无任何返修，一次合格，纵、环焊缝产品焊接试板的各项力学性能指标满足工程标准要求，最后进行液压试验无泄漏现象，满足设备使用要求。目前这台设备已安全运行年，生产能力符合设计要求。用埋弧焊，内侧碳弧气刨砂轮修磨清根后用焊条电弧焊焊接，焊接工艺见表。由于坡口窄且深，每层焊道尽量采用连续焊，减少焊接接头，且每一个引弧点应错开。由于施焊期间为冬季，平均气温低于，所以考虑到温度、风速等环境因素的影响，将整个施工现场周围设置防护棚，保证风速不超过规定的范围。焊接时，为消除焊缝中残余的内应力，每焊完一层，要对焊缝进行层间锤击，来保证焊接接头的质量。焊接第一条纵、环缝前在坡口两侧设置标记（纵缝设置两处，在坡口两端；环缝设置四处，每°设置一处），焊后经测量，纵缝收缩约，环缝收缩约。为保证设备的整体尺寸提供了依据。焊后消氢处理及焊后热处理为保证焊接接头的质量，每焊完一道焊缝应立即进行×小时的消氢处理。在焊接过程中，由于某种原因，必须间断焊接工作时，应维持焊缝坡口及两侧范围内始终处于预热温度下