甲醇合成塔修理方法的探讨

第10期63甲醇合成塔修理方法的探讨郡殿华(大同煤矿集团煤气厂大优化工有限责任公司,山西大同037001)[摘要]对甲醇合成塔的缺陷部位、历次修理方案和修理效果进行了深入讨论,客观地分析了修理结果,为类似结构甲醇合成塔的修理提出了具有指导意义的方法和手段[关键词]甲醇合成塔;缺陷;应力;修理方法大同煤矿集闭煤气厂的甲醇合成塔由中国五化,防止形成脆化物,导致延迟裂纹。环化学工程公司设计,四川蓝星机械有限公司制(10)进行100%焊缝表面及周围50m检查造,属管壳式压力容器,其中管、壳程设计压力(PT)均为56MPa,设计温度分别为300℃、280℃。自2006年9月16日投运以来,在使用中夹套多次出现(11)如有缺陷需修理则重复7-9工序。裂纹缺陷,其中较严重处集中在两个部位:夹套(12)修理部位100%进行超声波检查外壳北侧的吊耳和筒体下环缝;另外在南侧环管(13)10-12工序全部合格后按热处理工艺进角焊缝(筒体与环管)也出现一次裂纹。行焊后消除应力热处理。1初次修理方案(14)8MPa水压试验。(1)对修理部位预热200℃。用电热带保持几次修理的步骤从初步检査、清理缺陷、再温度,使筒体处于膨胀状态以减小拉应力检査,预热补焊缺陷部位到层间分段焊接、消氢(2)采用碳弧气刨清除缺陷。先清除裂纹的热处理,每次在原修理工艺上不断完善、改进尖端以防裂纹扩展。尖端超出20m,逆向清除,(1)增加预热范围,如第二次环缝修补前,以防扩展。对整体环缝均进行预热,最大限度地减小缺陷部(3)确定缺陷部位,进行100%着色检查位的拉应力;(PT):①渗透剂5min以上;②清洗剂;③显像(2)在刨除缺陷时,提前打止裂孔,以防在剂刨除时,裂纹发生扩展;(4)彻底清除缺陷,如在清除缺陷中发生清(3)施焊时,先铺一层热敷层,并不加垫穿而未将缺陷清除尽,可以暂时停止清除,采取板,因垫板会加大应力,易使焊道产生裂纹:相应措施后,重新检查再清除。如发生清穿且将(4)采用分段焊接,相邻段逆向进行以抵消缺陷清尽而导致焊缝过宽无法焊接,采用背面加应变力垫板的方法(垫板应事先准备好)。(5)将筒体与焊道的过渡焊接焊条牌号由5)用角磨机打磨清除碳弧刨产生的氧化CHE707改CHE507(强度低、塑性好),焊条直径由Φ4m更换为Φ16m(焊条粗,热输入量大,(6)100%着色检查(PT),确认缺陷已彻热影响宽),还应多焊道、小电流施焊底清除。(6)缺陷面坡口角度可能缓,减小外口宽度(7)重新预热200℃。使其去除表面吸附(如外口较宽,则填充量大,应力会更大),越水,减小焊接收缩应力。窄越好,尽量开双V型或U型;8)按焊接工艺规程(wPS)进行补焊。采(7)焊接融合线上边薄约2m,下边厚约3用分段施焊以减小焊接应力,隔段、相邻段逆向中国煤化工施工。作者简CNMHG本科,太原理工大学(9)焊后立即进行消氢处理,350~380℃,机横工程自动化专业毕业,工程师,现在大同煤矿集团煤气厂大保温2-2.5小时。使用电热带加热,以消除焊缝硬优化工有限责任公司工作石油与化工设备64.■维修改造2010年第13卷(8)磨掉焊缝,使之不产生应力峰值集中。另外,如焊后消氢处理不好(正常时焊道强2修理中发现的问题度比母材髙),会使焊道发脆,硬度增加,韧性下降,易产生裂纹,从对壳体表面硬度测试的结果无论怎样也不能消除环境及筒体内外壁温差看,也说明这一点。详见左下图。(100℃以上)对所焊部位热处理的影响,即局部热处理远不如整机热处理消除应力的效果,这补焊部位与母材相比,硬度较髙,说明脆性就造成应力集中,不断积累于北侧,修的次数越增大,易产生裂纹多,累积的应力效应越明显,表面张力增大,容3设备使用中存在的不足器的承载能力下降(1)不能马上停车。泄漏的水蒸汽产生冷凝水喷溅或流淌到容器表面,被烘干后返流回容器表面,使壳体材料冷热收缩,产生交变热应力在此热应力的作用下迅速产生了晶间裂纹,此晶间裂纹进一步受热应力的作用,形成宏观裂纹。同理,此宏观裂纹进一步扩展而裂穿,给设备带来后续修理,无法彻底消除残余应力的严重后(2)未引入声发射检测技术,无法动态观测到裂纹的产生和扩展,不能准确判断裂纹初起时TeAE容器的工况状态。而且每次返修后,导致裂纹产生的压力、温度、介质出入流量参数不同,但未积累相关数据,无法指导生产工艺控制,确保安21面)1n(面全生产(3)外界输入工作介质不稳定,管程合成气及壳程水等介质的运行指标波动,使容器经常处于交变载荷作用中,只有管、壳程介质运行动态相符,管程、壳程承载均衡,才不会导致应力分布发生大的变化。(4)容器本体结构及材质能否进一步优化或改良,使其在更恶劣的工作条件下满足运行要求图1大同煤矿集团煤气厂Φ2600甲醇合成塔硬度试验示图(5)合成塔与循环气压缩机、汽包配套设计说明:1、图中虚线所表示为水淋部位。是否相宜,循环气压缩机的排气压力、排气量、2、图中A区为原补焊处,B区为新补焊处。汽包容积、给水流量等需进一步计算。硬度试验报告委托单位:大同煤矿集团煤气厂2008年07月12日工程名称Φ2600甲醇合成塔规格T=58、T=44部件名称返修焊缝及母材材质1 3MnNiMoNbR合格范围焊缝HB≤270并与母材之差≤100仪器EQVOTCP型测试点数只焊缝HB母材HB中国煤化工母材H230CNMH237ZII第10期郄殿华甲醇合成塔修理方法的探讨6接上表14230235#16222#17168#6#18172#7215#20193221(背面)216#1020#22(背面)206(背面)171#12235说明:1.以上23点的测试方向均为水平测试。2.#2、將为原补焊焊缝,#13、#14为新补焊焊缝。其余19点均为母材。3.#21、#22、#3为记录面的背面检验人员报告人散稿日期;2010081么警回白期:201009墨欢迎订阅2011年度《压力容器》杂志(月刊)邮局征订代号26—10请到当地邮局订阅《压力容器》杂志为国家新闻出版暑批准出版的中央级科技期刊,中国科学技术协会主管、中国机械工程学会压力容器分会主办、合肥通用机械研究院承办,国内外公开发行,国内统一刊号:CN341058/TH,国际连续出版物编号:SSN001-4837。月刊,大16开,定价800元,全年9600元(含邮费)。邮发代号:26-10,国外发行代号:1529BM《压力容器》杂志是中国压力容器学会会刊,1984年创刊以来,坚持学术性与实用性相结合的办刊方针,是压力容器行业的权威杂志之一。《压力容器》杂志被评定为“中文核心期刊”,编入《中国核心期刊要目总览》(第五版);被科技部“中国科技论文统计源”期刊数据库确定为“中国科技核心期刊等。杂志已加入了国内所有知名期刊数据库。《压力容器》杂志主要报道超高压、高压、中低压压力容器和气瓶、换热器、塔器等壳体、大型高压管道、通用机械(如压缩机、制冷机等)承压辅助设备等的试验研究、结构设计、材料工程、制造技术、焊接技术、无损检测技术、技术综述、标准规范、安全分析、使用管理以及国内外压力容器研究技术进展、压力容器行业信息等内容为方便读者了解《压力容器》杂志,欢迎您免费索取近期杂志。若错过邮局征订期,可向压力容器杂志社索取2011年杂志订单。通信地址:安徽省合肥市长江西路888号邮编:23001中国煤化工联系电话:(0551)533515,5335456传真:0551CNMHG邮箱:;v@ chinapvt con网址http