焦炭塔制作质量控制_图文

1、焦炭塔制作质量控制乔占永 1 刘晓琴 2(1 山东齐鲁 石化建设有限公司质量技术部 , 山东淄博 , 255410;2 石油化工质量监督总站齐鲁石化分站 , 山东淄博 , 255410摘要 主要介绍延迟焦化装置焦炭塔的预制、 组 对、 焊接过程中主要质量控制环节 , 并结 合实际介绍了所采取的 质量控制措施 , 通过加强过程控制确保设备制造质量 , 以满足设计及使用要求。关键词 焦炭塔 预制 组对 焊接 质量控制中图分类号 :TE962 文献标识码 :B 文章编号 :1009-9859(2008 01-0041-03焦炭塔是炼油厂延迟焦化装置的核心设备。 其特点是长期处于 475 高温及充焦和

2、除焦的交 变应力状态下运行 , 操作条件非常苛刻。要求主 体材料具有高温持久强度 , 因此对设备的制造质 量要求也较高。为了确保设备制造质量 , 满足安 全生产要求 , 制作单位在设备预制、 现场安装过程 中 , 采取了一系列的措施 , 并结合实际情况加强过 程控制 , 解决了大型塔器设备制造中的许多难题。 设备经最终检验 , 各项指标均合格 , 满足了设计要 求 , 到目前为止安全运行 , 未发生任何质量问题。1 设备简况本设备总长 35837mm, 金属质量 248860kg , 壳体上部材质为复合板 15C r M oR +410S , 下部壳 体材质为 15C r M oR; 材料厚度

3、不等。具体外形尺 寸见图 1。主要设计技术参数见表 1。表 1 焦炭塔主要技术参数设计温度 上部 450 , 下部 475 , 底部 495 无损检测要求 100%RT 、 UT 、 PT 、 M T 设计压力 /M Pa 0 35耐压试验压力 /M Pa 0 61(立式 设备规格 /mm 8800 35837 (22+3 /(24+3 /30/32/36/40容器类别 一金属质量 /kg248860容积 /m316992 预制 、 组对质量要求及采取的控制措施 1 2 1 影响设备制造质量的主要因素(1 组 对错 边 量。 复合 钢 板 (15C r M o R + 410S 错边量应不大于

4、 1 5mm ; 15C r M o 钢板纵 缝 错边量 应不 大于 3mm, 环缝 错边 量不大 于 5mm 。(2 棱角度。在焊接接头处形成的轴向和环 向棱角度不得大于 ( s/10+2mm ( s 为该处 钢板的名义厚度 , 且不大于 5mm 。(3 筒体圆度。同一断面上最大与最小内径 之差应不 大于 该断 面 内径 的 1%, 且 不大 于 25 mm 。(4 壳体直线度。直线度允差应不大于壳体 2 2 影响设备制造质量的原因分析及对策 (1 划线及下料尺寸的影响。筒体板材下料 尺寸的偏差会直接影响到筒体成型后的周长及筒 节长度 , 偏差太大会造成环焊缝错边量、 壳体总长 度超标。下料

5、时应严格控制划线尺寸 , 划线后必 须经公司质检员检验 , 然后由公司质量室产品检 验员现场实测下料尺寸 , 并将偏差情况记录在检 验表内 , 合格后在工艺卡相应栏内签字确认方可 进入下道工序 ; 划线时应采用同一把钢尺进行 , 以 尽量减少划线造成的误差 ; 坡口加工刨边时应控收稿日期 :2007-06-25; 修回日期 :2007-12-10。作者简介 :乔占永 (1965-, 男 , 工程师 , 1986年毕 业于抚顺 石油学院机械系石油储 运专业。现在 山东齐 鲁石化 建设有 :设备与防腐 齐 鲁 石 油 化 工 , 2008, 36(1 :4143 Q I LU PETROC H E

6、 M ICAL TECHNO LOGY42 制加工精度 , 使误差降到最小 ; 从而确保下料尺寸 控制在规范允许范围之内。图 1 焦炭塔外形尺寸示意(2 卷制伸长量的影响。 2板材卷制时 , 由于 受外力作用 , 其长度会增加 , 而且板材越厚影响越 大 , 周长伸长量计算公式如下 :L =K t (1+t /D 内 (1式中 : L 板材卷制后周长伸长量 , mm;K 卷制条件系数 , 冷卷时低碳钢 K=0 060 08, 低合金钢 K =0 03; t 筒体厚度 , mm;D 内 筒体内径 , mm 。由式 (1 可知 , 经过卷制 后 , 板材有所伸 长 , 因此计算下料尺寸时 , 应根

7、据卷制方法及钢板材 质考虑板材的卷制伸长量 , 才能保证成型后筒体 直径及周长尺寸符合设计要求 , 使相邻筒节、 筒节 与封头、 筒节与法兰之间组对时错边量控制在允 许偏差范围内。(3 焊接收缩量的影响。筒体焊缝组对焊接 后 , 由于焊接过程中焊缝收缩会造成筒体周长和 轴向长度的缩短 , 在筒体下料及组对时 , 均应考虑 到其影响 , 可以通过调整下料长度和组对间隙来 保证焊接完后筒体的几何尺寸符合设计要求。(4 成形质量的影响。由于该设备的直径为 8800mm, 属于特大型设备 , 其板材需要逐张压 制 , 然后运抵施工现场进行组焊 , 筒节组焊成形后 , 尤为重要。在施工中采用了利用对称三

8、辊卷板机 预弯的成形工艺3, 即在卷板机上平板 (平板的厚度大于 2倍工件的厚度 垫板预弯的方法 , 如图 2所示。弯曲功率不能超过设备能力的 60%, 预弯时不断用样板卡试 , 任意点间的间隙不大于 4mm 。图 2 板材预弯示意整板卷制时 , 应有吊车 (或行吊 配合 , 先在板材一端缓缓卷制板长的 1/3, 吊车卡牢卷制一 端 , 至板材不 下落变形 , 并不 断用 15002000mm 的样板检查 , 任意点间隙不大于 4mm; 然后卷 板机减去负荷 , 重新卷制板材另一端的 1/3, 方法 同上 ; 最后用吊车卡牢板材两端 , 缓缓卷制中间的1/3, 同时吊车配合上下变动 , 以保持

9、板材不下落 变形为宜 , 卷制过程中应不断的用样板检查成形 尺寸 3。板材需经多次弯卷 , 才能达到所要求的 曲率半 径 , 每次上 辊轴 的 压下 量一 般为 510mm 。冷卷过程中还应适当考虑到回弹量的影响。成形完毕后 , 吊放至弧形胎具上 , 以防运输过 程中产生变形 , 影响组对质量。胎具上最多放置 23张 , 以免由于板材的自身重量和不断变小的 直径造成变形。(5 筒节组对质量的影响。筒节纵缝组对需 在已预制的平台上进行 , 首先在平台上画出定位 圆 , 并标明 4条特殊分度线 0 、 90 、 180 、 270 , 每 隔 5001000mm 焊牢定位板 , 按排板图依次摆 放

10、定位 , 并用专用龙门卡具组对纵缝 , 调整组对卡 具 , 使组对间隙、 错边量、 棱角度至符合要求后点 焊固定 , 点焊应按焊接工艺进行 , 并由持证焊工进 行 , 正式焊接前在纵缝内侧 每隔 5001000mm 焊牢定位弧板 , 最大限度的减少焊接变形。施焊时 , 每带板所有纵缝应同时、 同步施焊 , 并严格按焊接工艺要求进行 , 每条纵缝内外焊接 , 齐 鲁 石 油 化 工 第 36卷43遍分上下两段退步焊 , 其余各层可依次焊接完成。 焊接过程中严禁卸下工装卡具 , 需待焊接全部完 成后方 可 拆 除 组 对 卡 具 , 拆 除 时 严 禁 损 伤 母 材。筒节纵缝组焊完毕环缝组对前

11、, 为防止吊装 筒节过程中由于筒节重力使筒节产生变形 , 应在 筒节上下 端口 内壁 采 取 米 字 形临 时 加固 措 施 4, 筒节上吊耳采用 4个位置均布。筒节组对前应分别在两节筒节上按排板图方 位划出分度线 , 并分别实测两节筒节的周长 , 以确 定周长差 , 并在环缝组对时使其均匀分布开 , 使错 边量降到最小。(6 现场吊装分段处环缝的组对控制。分段 处环缝组对方法与筒节环缝组对相同 , 但由于是 高空作业 , 作业条件较差 , 因此对操作人员要求更 高。在塔体下段吊装就位后需进行找正 , 垫铁布 置应符合规范要求 , 找正时应分别测量塔体垂直 度和上口水平度 , 使其均在允许偏差

12、范围内 , 符合 要求后将垫铁点焊固定 , 并将地脚螺栓紧固到位 ; 然后吊装上段 , 上段吊装就位后 , 测量塔体整体垂 直度及直线度 , 应注意尽量使吊点与塔体中心线 重合 , 以避免产生分力 , 使吊车完全松开后塔体垂 直度超标。调整合格后点焊固定 , 焊接时应由多 名焊工分段、 对称、 同步施焊 , 第一遍全部焊接完 毕后 , 可适当减小吊车提升力 , 检查塔体垂直度 , 组对卡具需待焊缝焊接全部完成后方可拆除。(7 其它需注意的问题。为减小环缝组对时 的错边量 , 与上、 下封头相接的筒体长度下料时应 有一张板留出加工余量 , 待封头到货或组焊完成 , 实测周长后再最终确定下料长度

13、, 这一点对于复 合钢板制容器更为重要。3 结语延迟焦化装置焦炭塔由于其设备规格尺寸较 大 , 板材较厚 , 只能采取分片卷制成形 , 现场组焊 的施工工艺 , 无法进行筒节的二次校圆 , 而且壳体 上段采用复合钢板 , 内壁错边量要求不大于 1 5 mm , 因此对设备的预制成形要求较高。但从板材 下料、 卷制成形、 焊缝组对、 焊接、 现场吊装组焊等 各环节加以控制 , 采取相应的措施 , 是完全可以达 到设计及相关验收规范要求 , 满足装置操作要求 , 实现对设备预制、 组焊质量的控制。参考文献1 国 家 技术 监 督 局 GB150 1998钢 制压 力 容 器 北 京 :中国标准出版

14、社 , 19982 徐茂德主编 压 力容器设计制造标准实务全书 银声 音像出版社 , 20043 国家机械工业委员会 中 级铆工 工艺学 北京 :机械 工业出版社 , 19884 兰州石油机械研究所 压力容器安全监察与管理 北 京 :化学工业出版社 , 2006QUALI TY CONTROL FOR MANUFACTUR ING OF COK ING TOWER Q iao Zhanyong 1, L i u X iaoq i n 2(1. Qualit y ControlDepart m ent of Shandong Qil u P etroche m ical Constr uctio

15、n Co . , L t d . , Z ibo , Shandong, 255410; 2. Q il u Substation o f P etroche m ical Eng i n eeri n g Quality Super vision S t a tion, Z ibo , Shandong, 255410Abstract M ainly presents the ma i n quality control ele ments in delayed cok i n g tow erm an ufacturing process , such as prefabricating , constituting and w elding , and presents quality con tro lm et