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1、热壁加氢反应器的现场组焊技术
2、第1内容加载中...曲长渝,王发民,周凤革,王传岭中国第一重型机械(集团)有限责任公司,黑龙江齐齐哈尔 161042摘要:介绍新疆独山子石化公司60×104t/a加氢裂化装置中,采用2.25Cr-1Mo-0.25V钢制造的热壁加氢反应器的现场组焊技术,同时介绍了现场组装、焊接、无损检测、焊后热处理和水压试验等各工序中的质量控制要点。关键词:热壁加氢反应器;现场组焊 用于重质油的加氢裂化、加氢精制以及催化重整、脱硫、脱除重金属等工艺过程的热壁加氢反应器是石油炼制过程中的关键设备。由于该装置在高温、高压、临氢及腐蚀介质中运行,其工作条件苛
3、刻,对材质洁净度的要求极高,制造、焊接和检测的难度较大。因此,20世纪80年代以前,我国石化企业中的热壁加氢反应器基本上是引进国外的设备。20世纪80年代中期,中国第一重型机械集团公司(简称一重)参加中石化组织的热壁加氢反应器制造国产化的技术攻关。如今,不仅能为我国石企业提供各种类型的热壁加氢装置,而且随着设备大型化,相继开发了大型设备现场组焊技术,并在多台次、多地区予以实施。本文以一重公司为某炼油厂制造出厂的60×104t/a加氢精制反应器(R1001)为例,介绍现场组焊技术及质量控制要点。1 加氢精制反应器(R1001)简介该设备结构为锻焊式,反应器的壳体由8个筒
4、节、2个封头、顶部弯管、底部弯管、接管法兰及卸料管等组成。反应器内壁堆焊309L+347双层不锈钢。其主要技术参数:设计压力:17185MPa;最高工作压力:1710MPa;耐压试验压力(立):2514MPa、耐压试验压力(卧):25167MPa;设计温度:440℃;最高工作温度:425℃;工作介质:油气、H2、H2S、NH3;壳体的主体材料:2125Cr-1Mo-0125V;内壁复层堆焊材料:309L+307;容积:182m3;净重:440124t;容器类别:Ⅲ。设备结构的示意见图1。该反应器筒体内径为φ3000mm;筒节壁厚为170mm;封头的最小壁厚为90mm;
5、总高为32556mm。由于反应器组焊后超长、超重,无法进行整体陆路远距离运输,所以分上、下两段运到现场组焊,即筒节Ⅲ、Ⅳ之间编号为B15的焊缝必须在现场组焊。2 钢材及焊材的选用反应器的主体材料是采用一重公司精炼的、高纯度的2125Cr-1Mo-0125V锻钢,其化学成分和力学性能分别见表1、2。焊接材料采用日本神钢生产的焊材。3 现场组焊前的准备3.1 场地选择 选择适合的场地是现场制造的首项工作。既要求便于起吊安装,又必须采用具有坚实的地基,还要在焊接场地上搭设简易厂房,以防止恶劣环境和气候条件对组焊质量的影响。3.2 机具的设置为了能在现场施工,需配置相应的焊
6、接和热处理设备。设立焊材保管场所,加强焊接材料的保管、发放及烘干制度,严防焊接质量失控,准备加热用燃气、燃油、水、电和加热装置以及相应设施,为组焊工作做好充分准备。4 现场装配及控制4.1 设备的起吊在制造反应器时使用的是龙门吊,吨位大,而组焊现场使用的是汽车吊,其吨位小。吊放壳体时要使用多台吊车同时工作。为此,事先应制定出一套适宜的起吊方案,以便将反应器安全、平衡地吊放在托辊上,再开动托辊。4.2 组装精度控制将工件吊至工位以后,靠运转时的漂移,仔细调整,使壳体上、下段对中。最后使B15焊缝的对口间隙调整到了115mm,错边量最大在2mm(技术条件要求≤5mm)以内
7、,这样满足了组对的质量要求。5 现场焊接 对于加氢反应器的现场组焊,一重虽然已有多台的施工经验,但在此次气候和环境具有诸多不确定因素及昼夜温差较大的地区,现场组焊裂纹敏感性较高的2125Cr-1Mo-0125V钢制加氢反应器还是第一次。按焊接规程的要求,焊接区域要进行150～250℃的预热,且对焊接电流、电压、焊速等的波动有严格的要求。为此,必须精心施工,待焊接区域达到预热温度后,开动龙门窄间隙焊机。在施焊过程中还要关注各种因素对焊接质量的影响。整个施焊过程中均采用燃气式简易加热器对焊接区域加热和保温。加热器由若干组弧形加热管组成,每组弧形加热管又由2段弧形管(其上
8、有若干个喷火嘴)构成。加热时,可以通过若干个气阀分别控制弧形管的瓦斯气流量。由于现场的工作环境和自然环境与厂房内部施工有较大的差异,尤其是自然环境,自然风和昼夜温差的急剧变化,对焊接区域的预热和保温有重大影响。因此,及时的监视温度变化,并随温度的变化调节加热器的气流量,以保证焊接过程的稳定,这对现场焊接质量控制至关重要。6 现场热处理 对接焊缝焊接完成后,需立即进行中间消应力热处理(ISR),其热处理规范为620±20℃×2h。出炉后经100%MT、UT、TOFD探伤。探伤合格后进行焊接接头的最终热处理(PPa(要求试验压力为25167MPa),对
