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大型厚壁压力容器现场热处理

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计划分三段。首先完成各段的热处理工作,然后对三段间的对接环焊缝进行局部热处理,最终实现设备整体热处理的要求。每段均在地面进行燃油内燃卧式分段热处理,每一分段热处理完与前段焊接完成后再做局部电加热处理。

2.2 脱乙烷汽提塔壳体分段整体热处理方法(热处理示意图)

2.2.1第一段热处理方法:

第一分段热处理采用燃油内燃法,将塔体固定在临时支座上,具体个数和间隔距离可根据实际调整。热处理前,需制作一个临时封头,安装在第一分段的顶部。在热处理过程中,燃烧器及烟囱放置位置如图1所示。

2.2.2第二段、第三段热处理方法

第二段热处理采用燃油内燃法,将塔体固定临时支座上,具体个数和间隔距离可根据实际调整。热处理前,需制作2个临时封头,安装在第二分段的顶部与底部。在热处理过程中,燃烧器及烟囱放置位置如图2所示:

(1)外部保温:保温材料固定在钢带上,并用细铁丝将其封严密。

(2)燃烧器布置:每段选用二台(hy-09d)燃烧器进行处理,燃烧器布置位置大概在每节筒体的两端,并与导流管道连接,高温气流出口固定在塔器中心线上。

(3)临时封头安装:热处理时,在筒体开口一侧安装临时封头,封头内侧覆盖一层保温材料,封头中心处开孔。

(4)烟囱安装在临时封头开孔处。

2.3 热处理工艺规范

严格执行国家现行压力容器制造技术法规、标准及设计技术条件要求规定,选择如下热处理工艺参数。

2.4 热工计算

2.4.1热工计算参数(以第二段为例)

表中:

Q1—塔体壁板升温所需热量

Q2—塔体壁板与保温层的传热损失

Q3—保温层的蓄热损失

Q4—燃料化学不完全燃烧损失的热量

Q5—燃料机械不完全燃烧损失的热量

Q6—废气带走的热量

B— 燃料油的用量

2.6 热处理质量控制

2.6.1 热电偶的布置

按照NB/T47015-2011《压力容器焊接规程》和设计文件要求,热处理时在第一段壳体上共设22个测温点(其中封头2点;筒体20点);第二段筒体上共设20个测温点;第三段筒体上共设20个测温点。

2.6.2 热电偶安装

热电偶应在其施焊区域的保温工作结束后用储能压力焊机进行焊接。

(1)揭开热电偶预留位置处的保温棉,在基体表面用磨光机磨出一块直径60~100mm的光滑区域。

(2)用双股细铁丝将热电偶固定在光滑区域附近的钢带上,并保证热电偶焊接端位于光滑区之内。

(3)将热电偶焊机的吸盘吸附在磨出的光滑区域边缘内侧。

(4)用平口钳将热电偶线焊接端修剪成平面,并用焊钳将热电偶线弯成90度进行施焊。并保证两条热电偶线端点分开5~15mm距离。

(5)焊接结束后轻轻覆盖上保温层,并将热电偶冷端吊离保温层400mm以外。

(6)热电偶补偿导线由铜-康铜导线制成。补偿导线与热电偶连接后,固定于离壳体保温层外围300mm以远的位置上,不得与保温层外的保温铁钉相接触。

2.6.3 温度监测记录

配置盘古40通道记录仪1台,共可记录40个测温点,用于记录塔体的温度。

记录系统的巡检时间间隔为3秒钟,即每3秒钟巡检一个测温点,自动记录温度值及温度-时间曲线。另外,还设置了人工观测记录岗,时刻监视温度曲线的变化,并对各测温点温度进行记录。

2.7 三段之间环焊缝热处理方法

采用电加热局部热处理的方法进行热处理。

2.7.1 热处理工艺规范

见2.3热处理工艺规范

2.7.2 保温系统

(1)采用双面保温,筒体内、外焊缝上下各安装两圈钢带,用以安装保温材料,热处理结束时,用角向磨光机小心磨削除去,以免损伤筒体。

(2)铺设保温层时,里层铺设一层硅酸铝毡,厚度为30㎜,外层用厚度为40㎜的无碱玻璃棉保温被,将保温被固定在钢带的保温钢钉上。

(3)焊缝保温宽度每侧不得少于壁厚的5倍,且每侧应比加热器的安装宽度增加不少于100mm;

2.7.3 加热与控制系统

(1)加热器:1)采用专用履带式加热器加热,焊缝一侧的加热宽度不小于钢材厚度的3-5倍;2)加热片的安装:把局部热处理用加热片固定在环焊缝外部,在焊缝上下500mm的位置各固定一条钢带,用铁丝将加热片固定在钢带上,然后用铁丝将加热片捆绑在筒体壁上,加热片与筒体壁要贴合紧密。

(2)控制柜。采用微机自动温度控制柜3台,最大输出率600KW,可准确调控温度。控制柜电源需用504KW,应单独设置电源线及配电箱。采用单片12kw的电加热片,共42片,覆盖到焊缝表面,均匀排布。

2.7.4 检测温系统

检测温系统由热电偶,补偿导线和无纸记录仪组成。

(1)热电偶的布置:环焊缝局部热处理时共设置15个控制回路,每个回路设置一个测温点,共计15个测温点。测温点沿环焊缝圆周均布。

(2)热电偶安装:热电偶安装采用捆扎法,将热电偶测温端贴近筒体从加热片下面插入,并顶在焊缝上,然后和加热片一起用铁丝捆扎在筒体上且捆扎要牢固。

(3)温度监测记录:配置40路无纸记录仪1台,用于记录壳体的温度。

热电偶和记录仪表均应在使用前经校验合格。补偿导线的两端的编号应一致,便于及时、迅速地确定测温部位。

2.8 产品焊接试板与塔体的同步热处理

设备整体热处理过程中,要求产品焊接试板与筒体采用相同工艺进行热处理。把试板立置于筒体内部,与筒体同时进行热处理。

2.9 热处理结果的分析

热处理完成后,通过对热处理记录曲线的分析和产品试板进行分割试验,各项结果均能满足标准和图纸的要求,充分说明通过该热处理方法可以达到理想的热处理效果。

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