整体多层夹紧式氨合成塔外壳的研制.pdf

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1、20一■论文广场石油和化工设备一2014年第17卷整体多层夹紧式氨合成塔外壳的研制陈丽莉，何玉源，杨连红(中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任公司，辽宁葫芦岛125001)[摘要]介绍了整体多层夹紧式氨合成塔外壳的结构形式特点及技术参数，分析了制造过程中的难点，有针对性地提出了解决制造难点的工艺方法以及所需要的工装，可为类似设备筒体的成型提供参考。[关键词】整体多层夹紧式氨合成塔；外壳；新型端部焊接坡口；液压夹紧装置随着石油化工、冶金、机械等行业生产能HG3129—1998《整体多层夹紧式高压容力的扩大，对生产装置的要求越来越高，高温高器》：压、低温高压的大型压力容器日趋增多

2、。目前高JB／T4730．1-6—2005《承压设备无损检测》。压容器的结构有单层、多层(绕带、绕板、多1-3材料要求层、包扎、热套)、锻、焊等型式。整体多层夹1．3．1板材紧式高压容器集以上各种型式的优点于一体，具有结构设计合理、制造工艺先进、材料利用率内筒体及层板用Q345R钢板的化学成分和力高、安全可靠等特点，是目前国际上一种先进的学性能应符合GB713-2008《压力容器用钢板》标结构型式。准及修改单的规定，内筒体用板料应逐张进行拉伸和夏比V型缺口冲击试验，并逐张进行超声检整体多层夹紧式高压容器是指在一整体的内测，符合JB／T4730．3—2005标准的II级规定。筒

3、上采用机械手逐层夹紧层板，且层板纵环焊接接头相互错开而成的一种多层压力容器。本文以1．3．2锻件氨合成塔外壳为例，对其制造程序进行分析，以简体端部、半球形封头和平盖用20MnMoⅣ选择最佳的制造方案。材料的化学成分和力学性能，应符合NB／T47008．l设备技术参数、技术要求及结构特点2010的Ⅳ级规定；异径管用15CrMolII、20MnMollI；三通、1．1氨合成塔外壳操作条件及运行参数四通用1Cr5MoIV、20MnMoIV；螺纹法兰用设备规格：DN2010X(26+17X12)×22072／内35CrMolII材料的化学成分和力学性能，应符合筒体长为16075mm；

4、NB／T47008—2010的规定。设计温度：200／400(底部四通)℃1．4结构特点设计压力：31．4MPa氨合成塔外壳由多层简体、简体端部、底水压试验压力：39．25MPa部球形封头、内支承环、平盖、三通、四通等组介质：H2、N2、CI-I．、Ar、NH3成，要求筒体采用整体多层夹紧式结构，即内简主体材质：Q345R／lCr5MoIV／15CrMoIV体与端封头、简体端部组焊成一体后，再在整体／20MnMoⅣ内筒上逐层包扎层板，各层层板及内筒的纵、环焊缝相互错开。与其它结构型式的高压容器相1．2设计制造检验和验收标准比，具有以下特点：TSGR0004—2009《固定式压

5、力容器安全技术作者简介：陈丽莉(1963一)，女，辽宁锦州人，本科学历，监察规程》；工程师。1983年至今在中航黎明锦西化工机械(集团)有限责任GB150．1～150．4-2011《压力容器》；公司研究院从事压力容器设计和制造工艺编制等技术工作。第1O期陈丽莉等整体多层夹紧式氨合成塔外壳的研制一21一(1)各层层板的纵环焊缝是相互错开的，所以没有深厚的环焊缝，避免了大厚度焊接、无损检测和热处理的工作量；一(2)改径向包扎为切向夹紧，使层板间隙更一1擅高惫^⋯小。利用层板层间摩擦力的特性，既降低了对层板焊缝的要求，又提高了容器的安全裕度；1(3)具有只漏不爆的特点，安全性能更可

6、靠；妻．．L暮一lz璺(4)材料利用率高，选材面广，同类容器中重量最轻，制造成本低；i1(5)制造工艺先进，机械化程度高，层板夹紧装置操作灵活，尤其适宜大直径超长设备进行现场制作，解决了大型设备运输困难的问题。}骞喜1．5整体多层夹紧式氨合成塔外壳结构简图见图}{譬1。}2设备制造关键点及工艺措施{l：l}一d[1{2．1设备制造公差的保证‘鬟{：嚣_该设备为整体多层夹紧式包扎结构，塔体内有触媒筐、换热器等内件，要求塔体的直线度公直岱‘撼＼。—g譬差为17mm，塔体中心线与端部密封面的垂直度公差为3mm；支承环上表面与塔体轴线垂直、支承=髫疆形掰—广_珊叠·环内孔与简体端部及

7、筒体内径同轴：底封头管口e1、e2两管口与中心管平行，偏差小于0．8mm。因此底封头组件的组焊、加工精度的控制至关重要。内筒及层板的成型、筒体整体包扎成型、组一焊制造公差(塔体的椭圆度、直线度、垂直度、同轴度公差)的控制是确保设备制造质量的关键。为此采取以下工艺措施：固-@(1)内简体的制造。内筒体采用厚度为26mm钢板下料，每节筒节下料时严格控制两条对角线’·长度差在±2mm以内，四周坡口采用刨边机加工成型。卷筒时严格控制纵焊缝间隙和错边量、端面错边量以及筒节成型焊后棱角度。筒节焊接完图l整体多层夹紧