第10期63甲醇合成塔修理方法的探討郡殿華(大同煤礦集團(tuán)煤氣廠大優(yōu)化工有限責(zé)任公司,山西大同037001)[摘要]對(duì)甲醇合成塔的缺陷部位、歷次修理方案和修理效果進(jìn)行了深入討論,客觀地分析了修理結(jié)果,為類似結(jié)構(gòu)甲醇合成塔的修理提出了具有指導(dǎo)意義的方法和手段[關(guān)鍵詞]甲醇合成塔;缺陷;應(yīng)力;修理方法大同煤礦集閉煤氣廠的甲醇合成塔由中國(guó)五化,防止形成脆化物,導(dǎo)致延遲裂紋。環(huán)化學(xué)工程公司設(shè)計(jì),四川藍(lán)星機(jī)械有限公司制(10)進(jìn)行100%焊縫表面及周圍50m檢查造,屬管殼式壓力容器,其中管、殼程設(shè)計(jì)壓力(PT)均為56MPa,設(shè)計(jì)溫度分別為300℃、280℃。自2006年9月16日投運(yùn)以來,在使用中夾套多次出現(xiàn)(11)如有缺陷需修理則重復(fù)7-9工序。裂紋缺陷,其中較嚴(yán)重處集中在兩個(gè)部位:夾套(12)修理部位100%進(jìn)行超聲波檢查外殼北側(cè)的吊耳和筒體下環(huán)縫;另外在南側(cè)環(huán)管(13)10-12工序全部合格后按熱處理工藝進(jìn)角焊縫(筒體與環(huán)管)也出現(xiàn)一次裂紋。行焊后消除應(yīng)力熱處理。1初次修理方案(14)8MPa水壓試驗(yàn)。(1)對(duì)修理部位預(yù)熱200℃。用電熱帶保持幾次修理的步驟從初步檢査、清理缺陷、再溫度,使筒體處于膨脹狀態(tài)以減小拉應(yīng)力檢査,預(yù)熱補(bǔ)焊缺陷部位到層間分段焊接、消氫(2)采用碳弧氣刨清除缺陷。先清除裂紋的熱處理,每次在原修理工藝上不斷完善、改進(jìn)尖端以防裂紋擴(kuò)展。尖端超出20m,逆向清除,(1)增加預(yù)熱范圍,如第二次環(huán)縫修補(bǔ)前,以防擴(kuò)展。對(duì)整體環(huán)縫均進(jìn)行預(yù)熱,最大限度地減小缺陷部(3)確定缺陷部位,進(jìn)行100%著色檢查位的拉應(yīng)力;(PT):①滲透劑5min以上;②清洗劑;③顯像(2)在刨除缺陷時(shí),提前打止裂孔,以防在劑刨除時(shí),裂紋發(fā)生擴(kuò)展;(4)徹底清除缺陷,如在清除缺陷中發(fā)生清(3)施焊時(shí),先鋪一層熱敷層,并不加墊穿而未將缺陷清除盡,可以暫時(shí)停止清除,采取板,因墊板會(huì)加大應(yīng)力,易使焊道產(chǎn)生裂紋:相應(yīng)措施后,重新檢查再清除。如發(fā)生清穿且將(4)采用分段焊接,相鄰段逆向進(jìn)行以抵消缺陷清盡而導(dǎo)致焊縫過寬無法焊接,采用背面加應(yīng)變力墊板的方法(墊板應(yīng)事先準(zhǔn)備好)。(5)將筒體與焊道的過渡焊接焊條牌號(hào)由5)用角磨機(jī)打磨清除碳弧刨產(chǎn)生的氧化CHE707改CHE507(強(qiáng)度低、塑性好),焊條直徑由Φ4m更換為Φ16m(焊條粗,熱輸入量大,(6)100%著色檢查(PT),確認(rèn)缺陷已徹?zé)嵊绊憣?,還應(yīng)多焊道、小電流施焊底清除。(6)缺陷面坡口角度可能緩,減小外口寬度(7)重新預(yù)熱200℃。使其去除表面吸附(如外口較寬,則填充量大,應(yīng)力會(huì)更大),越水,減小焊接收縮應(yīng)力。窄越好,盡量開雙V型或U型;8)按焊接工藝規(guī)程(wPS)進(jìn)行補(bǔ)焊。采(7)焊接融合線上邊薄約2m,下邊厚約3用分段施焊以減小焊接應(yīng)力,隔段、相鄰段逆向中國(guó)煤化工施工。作者簡(jiǎn)CNMHG本科,太原理工大學(xué)(9)焊后立即進(jìn)行消氫處理,350~380℃,機(jī)橫工程自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè),工程師,現(xiàn)在大同煤礦集團(tuán)煤氣廠大保溫2-2.5小時(shí)。使用電熱帶加熱,以消除焊縫硬優(yōu)化工有限責(zé)任公司工作石油與化工設(shè)備64.■維修改造2010年第13卷(8)磨掉焊縫,使之不產(chǎn)生應(yīng)力峰值集中。另外,如焊后消氫處理不好(正常時(shí)焊道強(qiáng)2修理中發(fā)現(xiàn)的問題度比母材髙),會(huì)使焊道發(fā)脆,硬度增加,韌性下降,易產(chǎn)生裂紋,從對(duì)殼體表面硬度測(cè)試的結(jié)果無論怎樣也不能消除環(huán)境及筒體內(nèi)外壁溫差看,也說明這一點(diǎn)。詳見左下圖。(100℃以上)對(duì)所焊部位熱處理的影響,即局部熱處理遠(yuǎn)不如整機(jī)熱處理消除應(yīng)力的效果,這補(bǔ)焊部位與母材相比,硬度較髙,說明脆性就造成應(yīng)力集中,不斷積累于北側(cè),修的次數(shù)越增大,易產(chǎn)生裂紋多,累積的應(yīng)力效應(yīng)越明顯,表面張力增大,容3設(shè)備使用中存在的不足器的承載能力下降(1)不能馬上停車。泄漏的水蒸汽產(chǎn)生冷凝水噴濺或流淌到容器表面,被烘干后返流回容器表面,使殼體材料冷熱收縮,產(chǎn)生交變熱應(yīng)力在此熱應(yīng)力的作用下迅速產(chǎn)生了晶間裂紋,此晶間裂紋進(jìn)一步受熱應(yīng)力的作用,形成宏觀裂紋。同理,此宏觀裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展而裂穿,給設(shè)備帶來后續(xù)修理,無法徹底消除殘余應(yīng)力的嚴(yán)重后(2)未引入聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù),無法動(dòng)態(tài)觀測(cè)到裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展,不能準(zhǔn)確判斷裂紋初起時(shí)TeAE容器的工況狀態(tài)。而且每次返修后,導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生的壓力、溫度、介質(zhì)出入流量參數(shù)不同,但未積累相關(guān)數(shù)據(jù),無法指導(dǎo)生產(chǎn)工藝控制,確保安21面)1n(面全生產(chǎn)(3)外界輸入工作介質(zhì)不穩(wěn)定,管程合成氣及殼程水等介質(zhì)的運(yùn)行指標(biāo)波動(dòng),使容器經(jīng)常處于交變載荷作用中,只有管、殼程介質(zhì)運(yùn)行動(dòng)態(tài)相符,管程、殼程承載均衡,才不會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力分布發(fā)生大的變化。(4)容器本體結(jié)構(gòu)及材質(zhì)能否進(jìn)一步優(yōu)化或改良,使其在更惡劣的工作條件下滿足運(yùn)行要求圖1大同煤礦集團(tuán)煤氣廠Φ2600甲醇合成塔硬度試驗(yàn)示圖(5)合成塔與循環(huán)氣壓縮機(jī)、汽包配套設(shè)計(jì)說明:1、圖中虛線所表示為水淋部位。是否相宜,循環(huán)氣壓縮機(jī)的排氣壓力、排氣量、2、圖中A區(qū)為原補(bǔ)焊處,B區(qū)為新補(bǔ)焊處。汽包容積、給水流量等需進(jìn)一步計(jì)算。硬度試驗(yàn)報(bào)告委托單位:大同煤礦集團(tuán)煤氣廠2008年07月12日工程名稱Φ2600甲醇合成塔規(guī)格T=58、T=44部件名稱返修焊縫及母材材質(zhì)1 3MnNiMoNbR合格范圍焊縫HB≤270并與母材之差≤100儀器EQVOTCP型測(cè)試點(diǎn)數(shù)只焊縫HB母材HB中國(guó)煤化工母材H230CNMH237ZII第10期郄殿華甲醇合成塔修理方法的探討6接上表14230235#16222#17168#6#18172#7215#20193221(背面)216#1020#22(背面)206(背面)171#12235說明:1.以上23點(diǎn)的測(cè)試方向均為水平測(cè)試。2.#2、將為原補(bǔ)焊焊縫,#13、#14為新補(bǔ)焊焊縫。其余19點(diǎn)均為母材。3.#21、#22、#3為記錄面的背面檢驗(yàn)人員報(bào)告人散稿日期;2010081么警回白期:201009墨歡迎訂閱2011年度《壓力容器》雜志(月刊)郵局征訂代號(hào)26—10請(qǐng)到當(dāng)?shù)剜]局訂閱《壓力容器》雜志為國(guó)家新聞出版暑批準(zhǔn)出版的中央級(jí)科技期刊,中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主管、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)壓力容器分會(huì)主辦、合肥通用機(jī)械研究院承辦,國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行,國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào):CN341058/TH,國(guó)際連續(xù)出版物編號(hào):SSN001-4837。月刊,大16開,定價(jià)800元,全年9600元(含郵費(fèi))。郵發(fā)代號(hào):26-10,國(guó)外發(fā)行代號(hào):1529BM《壓力容器》雜志是中國(guó)壓力容器學(xué)會(huì)會(huì)刊,1984年創(chuàng)刊以來,堅(jiān)持學(xué)術(shù)性與實(shí)用性相結(jié)合的辦刊方針,是壓力容器行業(yè)的權(quán)威雜志之一?！秹毫θ萜鳌冯s志被評(píng)定為“中文核心期刊”,編入《中國(guó)核心期刊要目總覽》(第五版);被科技部“中國(guó)科技論文統(tǒng)計(jì)源”期刊數(shù)據(jù)庫(kù)確定為“中國(guó)科技核心期刊等。雜志已加入了國(guó)內(nèi)所有知名期刊數(shù)據(jù)庫(kù)?！秹毫θ萜鳌冯s志主要報(bào)道超高壓、高壓、中低壓壓力容器和氣瓶、換熱器、塔器等殼體、大型高壓管道、通用機(jī)械(如壓縮機(jī)、制冷機(jī)等)承壓輔助設(shè)備等的試驗(yàn)研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料工程、制造技術(shù)、焊接技術(shù)、無損檢測(cè)技術(shù)、技術(shù)綜述、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、安全分析、使用管理以及國(guó)內(nèi)外壓力容器研究技術(shù)進(jìn)展、壓力容器行業(yè)信息等內(nèi)容為方便讀者了解《壓力容器》雜志,歡迎您免費(fèi)索取近期雜志。若錯(cuò)過郵局征訂期,可向壓力容器雜志社索取2011年雜志訂單。通信地址:安徽省合肥市長(zhǎng)江西路888號(hào)郵編:23001中國(guó)煤化工聯(lián)系電話:(0551)533515,5335456傳真:0551CNMHG郵箱:;v@ chinapvt con網(wǎng)址http