Linde低温甲醇洗设备选材的要点分析

2011年第35期SCTENCE TECHNOLOGY INFORMATIONO机楲与电子O科技信息Linde低温甲醇洗设备选材的要点分析贾巧娟阿美科工程咨询(上海)有限公司中国上海200120)【擴要]Lind低温甲酶洗工艺对设备选材有特殊要求。本文将介紹这些规定,分析其原因,帮助设计者正确选材并提醒设备制造者应注意事项,对提高设备质量和延长设备寿命有重要意义。【关键词 Linde;低温甲醇洗;设备;选材[Abstract] Linde has special regulations for the material selection for a rectisol wash unit. The article will list these regulations and analyzeeasons. It will help designers for material selection in theory and notice manufactures in fabricating. It would be important for improving the qualityof equipment and elongating its life.[ Key words Linde; Rectisol wash; Equipment; Material selection低温甲醉洗工艺是以冷甲醇作为酸性气体吸收液,利用甲醇在-钢60℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性同时分段选择2.3小于6mm的奥氏体不锈钢,一般用做非承压或可更换构件,所以吸收原料气中的HS、CO2及各种有机硫等杂质。一般不做特殊规定,只要求满足材料规定即可。而对于主要承压部件Linde低温甲醇洗工艺设备的使用温度低(最低设计温度为-或重要零部件,要求采用低碳级或稳定化不锈钢,主要因为稳定化元80℃),且T艺介质中含湿HS,这就造成了低温甲醇洗系统是在低温+素的加入和限制低碳都是为了形成超细组织,从而提高不锈钢的耐腐湿HS的苛刻环境下工作,为此, Linde低温甲醇洗在设备及管道的蚀性。选材方面给予了诸多方面的限制24介质腐蚀对钢的表面状态极为敏感,一般来说,钢的表面越光1unde材料规定滑,介质的粘附性越小对基体造成的腐蚀越小。一般要求不锈钢设备内表面进行抛光处理,也是基于此方面的考虑。不锈钢进行退火处理Linde低温甲醇洗工艺对设备选材主要提出了以下规定时如操作不当容易发生颜色改变说明表面已发生氧化造成合金烧11碳钢及低合金钢材料的最小屈服强度不大于35~m,且最小损,降低抵抗腐蚀能力有试验表明:发生退火氧化的304钢板在自然抗拉强度不高于500Nmm2环境中放置几天即发生了锈蚀。轻微的氧化可以通过机械方法去除,129N钢材料不能用于低温甲醇洗系统;但不能影响主要受压元件的机械强度;严重的将不能用于主要受压元13对于奥氏体不锈钢,厚度大于6m的构件必须采用低碳级或稳件。定化不锈钢25由于铜及其合金对多种酸、碱有优良的耐蚀性,所以也广泛用于14不锈钢构件及其焊缝表面洁净,具有持久性的金属光泽,容器内容器制造。但铜及其合金的力学性能普遍低于碳钢和低合金钢同时壁不允许有划痕和退火颜色由于内部残余应力和H+的存在,致使锕及其合金极易发生应力腐蚀15含铜量>60%的铜及其合金不能用于低温甲醇洗系统;开裂和氢脆,有研究数据显示:湿HS环境对铜的腐蚀达到15mma1.6过热蒸汽发生器,不允许采用不锈钢材质;(严重腐蚀),这也就限制了铜及其合金不能用在低温甲醇洗系统17不锈钢容器的内件需采用含铬量大于13%的不锈钢。26不锈钢在425℃-850℃范圉区间停留时,沿晶界析出Cr23C6为主的碳化物造成晶界附近贫铬,使其耐腐蚀性降低。要解决这一问2原因分析题,必须采用低碳级或稳定化不锈钢,并且快速通过此温度区间。不锈以下是针对以上材料规定进行的原因分析钢尤其是奥氏体不锈钢长期用于处于此温度区间的介质将有失效的21对于碳钢和低合金钢来说,最小屈服强度大于35m2最小抗危险。有些裂解炉专利商规定超高压落汽段用GMo钢管就是此原拉强度高于50Nm(国内规定为540MPa)属于高强钢,硬度一般也因较高在低温环境下工作容易发生冷脆。而在低温和湿硫化氢环境同实践证明,TP304H用于高温蒸汽氧化严重,甚至有剥落倾向。据时存在的条件下硫化氢的溶解度达到最大,在中高强钢或焊缝及其研究结果显示,在含有水蒸汽的高温氧化环境中FeCr合金氧化进热影响区等硬度较高的区域容易发生硫化物应力腐蚀开裂(SCco,程被显著加速氧化层积累到一定厚度将发生剥落脱落的氧化皮堆同时湿硫化氢产生氢腐蚀使钢的脆性增加。试验数据表明:高强钢即积在管子弯头处引起管子局部过热甚至爆炸如果脱落的氧化皮被使在溶液中硫化氢浓度很低(体积分数为00m)的情况下仍能引带至汽轮机内将引起汽轮机的严重损坏起破坏;硫化氢体积分数为005mL~06m时能在极短的时间内引为避免发生以上两种危险过热蒸汽发生器及其管道只能选用耐起高强钢硫化物应力腐蚀破坏。热钢SA335PI。这种钢具有优良的热强性可焊性和工艺性,以及对对于低温环境下作的设备保证低温韧性是第一重要的,所以应力腐蚀开裂不敏感性和生产成本低等优点是亚临界压力、超临界低温甲醇洗设备对钢材的选用做了严格限制。压力火力发电机组和核电机组的理想用材,主要用于制作高压锅炉的29Ni钢能在-196℃下使用,因此也被叫做超低温钢,主要用于过热器和再生器及火力发电站的主蒸汽管道LNG储罐27不锈钢中的主要合金元素是c,只有当Cr含量大于13%时钢规定9N钢不能用于低温甲醇洗设备主要出于以下原因考虑:才有耐蚀性。一般地内件的材质与容器外壳相同,即使是可拆卸内221使用9N钢的温度裕量过大,造成材料浪费件也应有足够长的寿命2229N钢(属于低碳马氏体钢马氏体组织对HS应力腐蚀和氢3结论致开裂非常敏感。)的强度高硬度大,且存在较高的冷作硬化倾向这也大大提高了对硫化物应力腐蚀的敏感性低温工况主要受材料低温韧性的限制,而湿硫化氢工况下的选材223低温甲醇洗是在含硫化氢环境下工作钢中镍含量增加会降则受多方面因素的影响最全面的是B/20972(石油天然气工业油低含硫化氢溶液对应力腐蚀开裂的抵抗力,从这方面来说,9N钢远气开采中用于含硫化氢环境的材料)但需提醒注意的是:此标准明确不及35N钢这也是此项规定最主要的原因;规定了其使用范围,并强调不一定适用于炼油或下游的加工设备,设2249N钢因为本身化学成分组织结构等原因使得在焊接过程中计人员应加强对标准规范的灵活应用容易产生以下缺陷:冷裂纹、热裂纹、低温韧性下降、磁偏吹等。低温和湿硫化氢介质的组合,使低温甲醇洗系统的运行条件苛所以,除非设计温度不允许,否则应尽量避免采用9N钢。低温甲刻,需要从设计选材制造、检验和验收各个方面严格把关。以下是提醇洗设备的设计温度下限均在-10℃以内,所以规定不能使用9Ni醒注意的几条重要规定:(下转第112页2011年第35期SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION○机核与电子O科技信息其论域子集为e,ec={NB, NM, NS, Z0, PS PM, PI,子集中元素分别代表负如图2图4所示分别用径向基神经网络模糊控制策略和径向大负中,负小零,正小,正中,正大,设e,ec和k,,k均服从正态分基神经网络与模糊控制结合的控制方法优化整定PD控制参数,可以布,因此得出各模糊子集的隶属度,根据各模糊子集的隶属度赋值表看出,图2所示的径向基神经网络PD控制器超调较小,但响应速度和各参数模糊控制的模型,应用模糊合成推理设计PD参数的模糊矩较慢,图3所示的模糊控制PID控制器响应较快,但有一定的超调鳅,阵表查出修正参数带入下式计算:图4所示的结合了两种控制方法得到的径向基神经网络和模糊PID(3)控制器不仅响应速度快还能够无超调实验仿真结果较为理想适合(4)用于类似矿井输送机这类随时间变化的非线性复杂系统。(5)4结论在运行过程中,控制系统通过对模糊逻辑规则的结果处理、查表和运算完成对PID参数的在线校正,实现PID控制模糊控制根据前人的经验和模糊规则,而不需要精确的数学模型;神经网络具有很强的非线性逦近能力,且采用并行处理,运算速度3仿真实快。矿井输送机本身就是一个非线性系统,没有精确的数学模型。在本文中把模糊控制策略和径向基神经网络应用到矿井输送机的PID控制中,通过与单一的模糊控制PD控制器和单一的径向基神经网络网络PID控制器进行比较,实验表明:基于模糊控制和径向基神经网络的PID控制系统具有跟踪效果较好,无超调现象的优点,且还有很好的动态响应能力和抗噪声能力非常适合用于煤矿输送机的控制●【参考文献刘金现先进FD控制及其 Matlab仿真M]北京电子工业出版社002李清泉郭莉智能PD调节器门自动化学报199193236-393詹士昌,吴俊基于蚁群算法的PD参数优化设计门测控技术2004.23(1)6图2径向基神经网络PD控制器控制效果71754陶水华尹怡欣葛芦生新型PD控制及其应用M机械工业出版社1998[5 Bennett S The Past of PID Controllers( J). Annual Reviews in Control, 200. 256何芝强PD控制器参数整定方法及其应用研究D渐江断江大学20057高尚杨静宇群智能算法及其应用M北京中国水利水电出版社2006作者简介:梁振(1984),安撒颍上人,淮南矿业集团潘一东矿从事煤矿机设备维修,本科专业为电气工程及其自动化[贲任编辑:江图3模糊控制策略PD控制器控制效果图4径向基神经网络和模糊控制PD控制器控制效果上接第骗4页]3.18≥12mm的碳钢和低合金钢用于湿硫化氢腐蚀生产工艺、操作中提醒注意事项等,为最终生产出高品质的设备做好环境必须进行逐张超声检测;32用于低温工作环境的钢板热处理后应逐张进行力学性能试验;33用于蒸汽的不锈钢材质应尽量采用高铬奥氏体不锈钢对于特【参考文献的奥氏体不锈钢材质选用细品粒能大大提高其抗高温氧化能力;[1]GB150-198钢制压力容器s34低温容器用钢的冲击试验温度应低于或等于壳体或主要受压元[2H20581-1998.钢制化工容器材料选用规定Sl件的最低设计温度;[3]GB20972-2008石油天然气工业油气开采中用于硫化氢环境的材料第235钢板8≥16mm的碳钢和低合金钢必须进行焊后热处理部分:抗开裂碳钢低合金钢和铸铁S}36不允许存在铁素体钢与奥氏体钢之间的异种金属焊接接头[4]郭立峰,等18-8奥氏体不锈钢水蒸汽氧化的失效分析华北电力技术37注意不得在受压元件上刻划或敲打材料标记焊工钢印等2005,8.[5]孙恺,等林德低温甲醇洗T艺水分离器腐蚀及材料分析门西部煤化低温甲醇洗设备大量使用S4203GD或SA203GE材料,经济20,2适用,但需将材料的检验和复验、焊前预热焊接焊后热处理、水压试验、运输、安装等各个环节严格把关,做到事先做好安排、制定合理的责任编辑:王爽]