甲醇分离器改造技术

第3期中氮肥No.32012年5月M-Sized Nitrogenous Fertilizer ProgressMay 2012设备管理与改造茶甲醇分离器改造技术董秀妹(上海太平洋化工设备工程有限公司，上海200241)[中图分类号] TQ 223.12*1 [文献标识码] B [文章编号] 1004 -9932(2012)03 - 0044 -03原甲醇分离器是二类压力容器，虽已使用多线探伤，RT-II 级合格，并进行20%超声波复年仍完好无损，因生产需要准备将其再利用到其验，UT-I级合格。C、D焊缝应进行100%渗透他地方。设备主要材料为复合钢板(16MnR +检测并 PT- I级合格。0Cr18Ni9)，质量19.58 t。若整个设备重新制作更换，预算约120万元左右，上海太平洋化工设备工程有限公司采取的是利用旧设备进行技术改造:拆除原甲醇分离器封头上的-端筒节法兰和下部简体上的法兰，内件也全部拆除，新增一段长约696 mm的简体和垂吊人孔( 见图1)。由于该设备简体材料为复合钢板，故新增简体和人孔均需要堆焊，难度极大。上海 太平洋化工设备工程有限公司经过细致的工艺技术准备，制定了缜密的改造方案，使设备改造过程非常顺利，最终水压、气密性试验一次成功。图1甲醇分离器改造后 结构(3)设备基层和过渡层焊后需进行消除应1结构和主要 参数力的热处理，热处理后再焊耐蚀层。除耐蚀层焊甲醇分离器改造后结构如图1。筒体规格接外，不得进行其他焊接。φ2 000 mmx(38 +4) mm，H=696 mm,筒体及(4)新增部件组装完成并进行探伤检查合垂直吊盖人孔材料均为16MnR + 0Crl8Ni9 ( 堆格后，整台设备应进行7.13 MPa水压试验和焊层)。设备工作介质为H2、N2、 CO2、 CH4、5. 7 MPa气密性试验。CH,OH、H20等，主要技术参数:设计压力5.7MPa，工作压力4.67 MPa,设计温度55 C，有2改造关键及技术保证效容积16.8 m',腐蚀裕量为0。2.1筒体改造工艺主要设计要求及无损探伤要求如下。2.1.1改造方案的确定(1) 新增简体基层材料16MnR逐张进行对原设备按要求先进行焊接工艺评定，合格100%超声波检测并UT-HI级合格，钢板要求正后再改造。因为要利用旧封头和下部简体，故在火状态供货。切割前封头与原设备下部筒体都用φ2088mmx(2)所有A类和B类焊缝应进行100%射φ2150mmx200mm抱箍固定，防止变形。为[收稿日期] 2011-08-01[修稿日期] 201109-21确保原设备用等离子切割和火焰切割的安全，先[作者简介]董秀妹( 1962-),女,工程师,现从事压力容器拆除原法兰上的所有螺栓螺母，将上部管箱制造检验工作。(即带有法兰的封头)全部拆除后，用等离子切.第3期董秀妹:甲醇分离器改造技术.，.45●割将法兰与封头分离，然后将下部简体上的法兰工件的拘束度而定， - 般应为焊缝区周围各3倍也拆除。用清水将容器内部清洗干净后,再用等璧厚，且不得少于150 ~200 mm。根据这一原离子切割拆除全部内件。拆除完成后，加工封头则，将预热范围定为焊缝两侧各150 mm。.和原设备下部简体的坡口。封头坡口用立车加焊后热处理有2种:焊后消氢处理和消应力工，简体坡口用火焰切割配合人工打磨。对新加热处理。根据设备技术要求，选择了后一种热处工的坡口进行100%磁粉探伤，MT-I 级合格。理方法，新增简体和人孔短节为整体高温回火，然后进行新增简体堆焊和人孔堆焊。组装后为局部高温回火。对堆焊后的简体和人孔按技术要求进行组2.2.2基层焊接焊。组焊完成后进行水压试验和气密性试验。焊前预热后，用H08MnA焊丝焊接(埋弧2.1.2简体下料和卷制焊)内侧焊缝，焊后背面用碳弧气刨清根。碳按图纸技术要求进行简体下料，钢板四边按棒直径为8 mm,清根深至露出焊缝金属，并彻焊接要求刨边，复验后卷制简体。卷制采取先预底清除根部缺陷。基层焊接完后对整节简体内表弯,施加一定的过卷量,并往复卷曲几次的方面进行100%磁粉探伤检验，MT- I级合格。法。卷制时，钢板在上下辊之间必须放正，使板2.2.3过渡层堆焊材的边缘与辊轴中心线平行。堆焊前，用电动砂轮机将堆焊面打磨出金属2.1.3简体纵缝装配光泽,焊丝需经1 h、150 C的烘烤。按焊接工为保证简体装配错边量≤6 mm和纵缝焊接艺指导卡进行过渡层堆焊。焊前在简节下方用乙收缩后简体内径为2 000 mm,按焊接要求加工炔火焰预热，堆焊过渡层1层。为减少变形，2X型坡口,以保证焊接质量。焊前清理、打磨坡个焊工同时从端口向简体内侧堆焊。焊接时密切口及其两侧，然后再纵缝装配。装配定位方法采关注焊速与焊缝熔合状态的相互关系，保持熔池用焊条电弧焊，焊接材料选用J507。焊接后纵前端在圆润状态下移动焊接,焊枪移动时应均匀缝和试板按要求进行100% RT +20% UT检查，一致。 焊接方法为CO2气体保护焊，焊接材料RT-II/UT-I合格。无损检测合格后进行复轧为TFW -309L焊丝。堆焊后100%渗透探伤，PT-圆，并检查简节的椭圆度。I级合格,然后按热处理工艺指导卡进行整体高2.2筒体堆焊温回火，以消除应力。2.2.1不锈钢复 合钢板的焊接特点2.2.4复层焊接不锈钢复合钢板是由不锈钢复层和碳钢基层热处理合格后按焊接工艺指导卡焊接复层。复合轧制而成的双金属板，由复层保证耐蚀性焊接方法为CO2气体保护焊，焊接材料为TFW-能，而强度主要靠基层获得。为保证复合钢板不308L焊丝。焊后必须清除熔渣、飞溅，焊缝表失去原有的综合性能，复层和基层应分别焊接。面不得有裂纹等缺陷，然后进行100%PT检查,用结构钢焊条焊接基层时，可能会融化不锈钢复I级合格。这里千万要注意:筒节端口各留50层，易造成硬度增加，塑性降低，甚至产生裂mm不要堆焊复层(因为要与原设备下部简体和纹;用不锈钢焊条焊接复层时，又可能会融化结封头焊接)。构钢基层，使焊缝金属成分稀释,降低焊缝金属2.3 人孔堆焊的塑性和耐腐蚀性能。因此，在复层和基层之2.3.1人孔短 节堆焊间，要采用“隔离焊缝”一-过渡层的办法来先堆焊人孔筒节。筒节内表面堆焊不锈钢耐解决上述问题。基层、过渡层、复层的焊接每一腐蚀层一过渡层 和耐蚀层。堆焊过渡层之前预步都需要焊前预热和焊后热处理。热，堆焊材料为309L，焊接方法用A309焊条焊焊前预热的预热温度和层间温度的选择不仅接打底层，用A002焊接过渡层焊缝，焊后清除与钢材和焊条的化学成分有关，还与焊接结构的熔渣、飞溅，焊缝表面不得有裂纹等缺陷。堆焊刚性、焊接方法和环境温度等有关。综合考虑这过渡层后进行消除焊接残余应力热处理，接着进些因素后，确定预热温度为100~150 C，并在行机加工，然后进行耐蚀层焊接。耐蚀层焊接前焊接中保持此温度。局部预热的宽度应根据被焊注意短节端口留50 mm不焊，焊接材料为304L,.●46.中氰肥第3期用A002焊接耐蚀层焊缝。在堆焊过程中，基层(2)与封头组装材料表面进行100%磁粉探伤检验，MT- I级合新筒节与原封头对接按焊接工艺卡进行基层格，过渡层、耐蚀层表面均按JB/T4730- -2005与过渡层焊接。焊接方法基本同上，只是过渡层标准进行渗透探伤检查，PT-I 级合格，不允许焊后需进行热处理，增加复层焊接，即用TFW-有任何裂纹和分层缺陷存在。309L焊丝焊接(CO2 气体保护焊)复层焊缝。人孔堆焊面多且在各不相同的面上，堆焊面焊前预热，焊后清除熔渣、飞溅，所有焊缝表面结构型式复杂，既要保证堆焊面的合理性，又要不得有裂纹等缺陷。保证堆焊过程方便和堆焊后具有足够的二次加工焊接完后，2条环缝按要求进行100%射线裕量。探伤，RT-II级合格;进行20%超声波复验，人孔筒节内径为650 mm、长547 mm,中心UT-I级合格。.孔内壁堆焊难度大，堆焊前进行模拟堆焊试验,(3)热处理选用内径为650mm、长557mm的简节分别进上述2条环缝无损探伤检测合格后进行焊后行手工纵、环向堆焊，堆焊前预热温度≥150局部高温回火，热处理后割除抱箍。C;堆焊厚度比名义尺寸厚2 mm,并进行筒节2.4.2人孔与原设 备组装内壁焊接后车加工。经测量此堆焊高度可满足车与原设备焊接人孔短节，装配定位焊接用加工要求，同时证明简节内壁手工纵向堆焊比环J507焊条。基层及过渡层焊缝焊前应预热，月向堆焊质量好，且堆焊过程易操作。J507焊条或TWE-711焊丝焊接(CO2 气体保护2.3.2人孔 盖堆焊焊)基层焊缝，用TFW -309L焊丝焊接(CO2 气人孔盖堆焊前预热温度≥150 C，平盖表面体保护焊)过渡层焊缝，焊后进行100%渗透探堆焊不锈钢耐腐蚀层。堆焊表面应平整，堆焊层伤，PT-I级合格。焊后热处理合格后用TFW-厚度应均匀，且机加工后保证过渡层厚度为3308L焊丝焊接(CO2 气体保护焊)复层焊缝,mm，耐蚀层厚度为3.4 mm,所有焊接材料和探焊后对角焊缝100%PT检查，I 级合格。合格伤要求同人孔短节堆焊。后再进行局部高温回火。人孔车加工时以法兰面作为基准面，此面作按焊接工艺指导卡对2条环缝内壁、新筒节为平盖堆焊后二次车加工基准。实践证明:平盖内壁两端各50 mm处、人孔内壁、人孔与简体待堆焊面加工和堆焊后二次车加工完全符合图样内壁进行耐蚀层堆焊，用TFW-309L焊丝焊接(CO2气体保护焊)耐蚀层。堆焊后进行100%2.4总装PT检查，I级合格。2.4.1筒体组焊安装3压力试验(1) 与下部筒体组装拼装新组件与原设备下部简体(错边量≤设备整体焊接、总装全部完成后先进行水压1.5 mm), 然后按焊接工艺卡进行基层与过渡层试验( 压力不低于7.13 MPa)，合格后再进行气焊接。先开下部筒体坡口，然后清理打磨坡口及密性试验(压力不低于5. 7 MPa)。其两侧。装配定位用J507焊条。基层与过渡层4结论焊缝焊前应预热。用CO2气体保护焊打底2层，再用埋弧焊、HO8MnA焊丝焊接内侧其余基层焊甲醇分离器改造成功且- -次性通过了水压和缝。焊接后背面用碳弧气刨清根，碳棒直径为8气密性试验。该设备现场运行情况良好，至今已mm,清根深至露出焊缝金属，并彻底清除根部运行了3 a,说明所采用的设备改造方案是切实缺陷。清理打磨刨槽，用上述方法焊接外侧基层可行的。甲醇分离器的成功改造解决了复合钢板焊缝。用TFW-309L焊丝焊接(CO2 气体保护重新制作的难题一-简体堆焊、 复合板与简体堆焊)过渡层焊缝。焊后层间清除熔渣、飞溅，焊的连接以及人孔堆焊，为今后复合钢板设备的所有焊缝表面不得有裂纹等缺陷。改造提供了借鉴。