德士古煤气化炉的制造和检验

第39卷第3期化工机槭365德士古煤气化炉的制造和检验(化学工业设备质量监督检验中心)擴要对油改煤工程中的关键设备一 德士古气化炉的制造和检验概况作详细的分析,介绍了包括原材料、组对、焊接、无损探伤、热处理、水压试验以及几何尺寸等的检查和控制要点,有效保证设备的制造质量。关键词气化炉 质量蓝督质量控制 .中圈分类号TQ052. 6文献标识码B文章编号02546094(2012)03-0365-04近几年,国际原油价格偏高,且波动很大,国,顶部烧嘴内-些以石油为原料的企业由于生产成本的增加而面临停产。为此,国内启动了油改煤工程。笔,气化室者介绍了某制造厂为某公司制造的德士古气化炉的制造和检验方法。1产品结构和设计参数. 托砖盘该气化炉为II类压力容器,主要由气化室缴冷环(内径φ3 200mm)、激冷室(内径φ3 800mm) .顶部烧嘴、托砖盘、激冷环以及内件等组成(图1)。,徽冷窒主要设计参数如下:设计压力4. 8MPa工作压力4. 0MPa设计温度425C工作温度气化室 400 ,急冷室230C操作介质气化室高温煤气 、熔渣,急冷室煤围1气化炉壳体示意 图气、熔渣黑水和技术要求进行质量证明书审查、材料标记的核水压试验压力6. 0MPa对、表面质量和几何尺寸检查;对原材料按炉号进设备净重142.11行化学分析,按批号进行力学性能、金相等复验2检验要点(对IV级锻件逐件进行力学性能、金相等复验)，2.1原材料检验原材料在设备的使用寿命和安全运行中起着逐件进行超声波探伤复验。所有原材料经复验合关键作用,因此对原材料的检验是压力容器检验格后才能下料、加工。主要板材力学性能复验结的重点之一。原材料进厂后,必须严格按照标准果见表1n中国煤化工HCNMHG●易锋,男,1972年9月生,商级工程师。江苏省南京市,210024。366化工机械2012年长1 主要板材的力学性能R.Z R.43t弯曲项目炉/批号热处理(P。MPsMPaMPe实验 .封头549341/83438N+T 5884127033194/144/192合格筒节7249341/81734N+T 5744012934162/14/168简节7249342/81746N+T85164/178/204篙节49341/817336038154/124/146匐节 82+4C4802/65664396s0222/252/280339合格筒节82+4C4915/95665N+T 570423257 35186/172/169340合格简节82+4C5029/9566636252/204/222362合格傩体90+4C4740/95659i+T6735165/158/150343合格锥体110+4C4802/95657N+T 562432680260/252/254384合格 .注:A--廷伸率,%;Aw : 0一--10C时的冲击功,J;R一抗拉强度. MPa;R.一屈嚴强度.P:R." 一495“ 时的屈服强度,MP:Z- z 向断面收缩率,%;n,-剪切应力 ,MPs.2.2 焊接检验工件温度- -直大于预热温度。焊后进行外观检按JB 4708和技术条件审查焊接工艺评定,查,不能立即进行中间处理的要立即进行消氢处并核对焊接工艺规程。焊接前需检查焊工是否具备资格,焊材烘烤焊接坡口是否合格,两侧的油、2.3无损检测( NDT)锈、污物和水分是否清理干净。当预热温度满足.焊缝经外观检查合格后进行相关的无损探焊接工艺要求,并且内外壁温均匀后才能开始焊伤,无损检测需严格控制时机' ,对于CT-Mo 钢接(点焊时也要预热) ,焊接过程中应自始至终保焊缝来说,至少焊后24h才能进行无损探伤。Cr-持工件温度(包括焊缝的清根和热磁期间)大于Mo材料的无损探伤要求见表2。不锈钢焊缝、过预热温度并控制其层间温度不大于300%。焊接渡层和耐蚀层堆焊后分别进行100%PT检测,按过程需连续,若因特殊原因中断焊接,也必须保证JB/T4730规定1级合格。表2 Cr-Mo钢无损探伤要求加工/打磨后中间热处壅后最终熱处理后水压试验后位置M"R:ITUrMτ坡口Vx焊健清极后A、B类焊缝DN≥250的D类焊缝DN<250的D类焊鳙待堆焊面临时附件去除打磨处注:检测比例为100% ;MT.UT是按JB/T4730 1缴合格,RT是按JB/T4730 u级合格:"V"代表要求,”x"代表不要求。2.4 热处理底部法兰的中心偏差不大于6mm,直线度不大于热处理主要是严格控制消氢处理(300 ~6mm ,顶法兰密封面与底部法兰的平行度不大于350C).中间热处理(600~620C)、最终热处理6mm。因此在制造过程中须严格控制零部件的几(680+20C)。按工艺要求的升温速率、保温时何尺寸才能伸设备的几L何尺寸满足要求。气化间.降温速率进行操作。炉分中国煤化工顶封头3节简2.5 设备制造及组装体和YHCNMHG变径段和托砖.设备总装后要求顶法兰中心、托砖盘法兰和盘;部件皿包括两节简体、锥体、短节、法兰和接.第39卷第3期化工机械367管。气化炉零部件制造中的预热和焊接按WPS按图成形R320时,控制大端外径正偏差1 ~要求;无损探伤按NDT要求;热处理按热处理工2mm、椭圆度不大于6 mm,在锥盘大端里口加支艺要求。撑环板并控制椭圆度不大于2mm,加工锥盘高度2.5.1顶封头 的制造及锥盘直边部分的外径为φ3 180 mm ,加工时要封头材料为SA387Gr11CI2,厚度l = 54mm,保证锥盘上下两端面平行并垂直于轴线。法兰与SR=1 603mm。制作时要求封头的椭圆度不大于锥盘组焊、肋板与锥盘组焊后,对肋板的上平面进6mm ,形状偏差不大于10mm,成形后的最小厚度行机加工,保证肋板在同一平面且与锥盘端面平i≥45mm,顶法兰与封头同心度不大于2mm。制行,在肋板加工过的平面上放1mm厚的垫板来控造工艺为:下料、组对错边量(不大于1mm)、二次制托板(托板下料时,内外圆及厚度要留余量,组下料(尺寸儒控制)、压制成形、检查椭圆度(不大焊变形后用水压机校平,加工内外径及上下平于6mm)、用样板检查形状(偏差不大于10mm)、面)与肋板间隙,并在托板的上下面加工装来防测厚(t≥45mm);在封头里口加支撑工装防止止焊接变形,加工法兰平面和内径,保证法兰与锥热处理(正火+回火)变形,加工封头高度(留余盘大端同心平行并垂直轴线。量)和顶圆孔坡口,做封头基准线;组对顶法兰,2.5.4 锥体的制作检查错边量使其不大于3mm;以基准线找正后加椎体材料选SA387Gr1 1C2/SA240-316L,厚工顶法兰.封头高度.保证法兰密封面与封头环缝度1=(90 +4)mm,大端内径φ3 792mm,小端内坡口平行并与封头轴线垂直,划0.90. 180.270°径φ1 692mm,高度h=1 818mm。制作时的难点方位线,划钻顶法兰螺栓孔。是需同时保证锥体成形后椭圆度不大于6mm、大2.5.2简节的制造小端面的平行度不大于2mm、同心度不大于2mm简节材料选SA387Gr11Cl 2,厚度t= 110mm, .且大小端面与轴线垂直.错边量不大于1.5mm,同内径φ3200mm,高度550mm。要求其椭圆度不时.成形时有可能发生断裂”。制造工艺为:锥大于6mm ,错边量不大于3mm,焊缝棱角度不大体按3块瓦片下料,控制对角线差值不大于于3mm,简节两端面平行并垂直于轴线。制造工2mm. ,做好各边基准线,留加工余量,划工装模具艺:下料时考虑焊缝收缩量,检查尺寸并控制对角压制时的定位线(根据锥体曲率制做压制成形的线差值不大于2mm,在滚板机上中温滚圆,样板工装模具并用样板对曲率进行检查),在水压机检查简节内侧曲率,检查纵缝错边量不大于上用工装模具按线进行热成形，用样板检查大小3mm,在简节内加圆弧板、组焊,带温校圆并检查端及中间的成形曲率,按基准线加工纵缝坡口;在筒节椭圆度不大于6mm,焊缝棱角度不大于工作平台.上预先划锥体大端的外径线和小端的内3mm.,简节加支撑工装防止堆焊变形,待堆焊表面径线,将锥体的3块瓦片按线进行组对，组对时应打磨呈金属光泽,进炉预热,带极堆焊过渡层和耐增加凹形铁工装(用与锥体相同的材料进行制蚀层;再次检查使筒节椭圆度不大于6mm,加工作),检查错边量不大于1.5mm;利用三辊对锥体筒节堆焊层内径到φ3 184mm,加工高度保证两进行热校圆,同时用样板检查修形情况,检查大端端面平行并垂直于简节轴线,做简节两端的基准和小端椭圆度不大于6mm,焊缝棱角度不大于线。5mm,加防变形工装进行热处理，按图加工锥体2.5.3托砖 盘的制造时,上下两端的内径要满足图纸要求且上下两端托转盘材料选15CrMoR,厚度t=30 mm。制面要求平行并垂直锥体轴线,高度可以有偏差造过程中要求锥盘成形后大端外径为φ3180mm、(可用筒节的高度来进行调节),划锥体上下两端椭圆度不大于2mm,法兰与锥盘同心度不大于的基准线和0.90、180、270°方位线。按图划支耳2mm、托板的水平度不大于2mm.托板与筋板的和接管孔位置线,依线去除支耳处的复层,加工接.间隙为1mm。制造工艺为:控制锥盘下料时的几管孔何尺寸,高度留余量,组对错边量不大于1mm,滚2.5中国煤化工制成形(注意不锈钢复层在外面),检查椭圆度不MHCNMHGt头的同心度不大于6mm,用样板检查形状偏差不大于10mm,大于2mm,平行度不大于2mm,筒节的直线度不368化工机槭2012年大于3mm,错边量不大于5mm。先组对3节简节向仪装在工装上,打开激光光束,调好焦距,在托(需考虑到纵缝的方位,避免接管孔开在纵缝砖盘法兰处测量光東与法兰内径的距离控制同心上) ,组对时要用定位块对环缝进行定位,用等高度,在底部法兰安装工装控制同心度(工装上加块和中0.5钢丝测量直线度,保证其不大于3mm,工φ50mm孔,用有机玻璃加工φ50mm圆与工装测量简节端面间的尺寸来控制平行度不大于中心孔相配,并在有机玻璃划φ6mmn的同心圆)，2mm ,检查错边量不大于Smm;再与顶封头组对,架好水平仪,从设备的外部用水平仪看标尺的数从4个方向(0.90、180、270°)分别测量封头的基值,通过计算得到垂直方向的直线度,在底部或封准线到简节端面的距离使其平行度不大于2mm,头端架好激光经纬度仪,打开激光光束,调好焦并于顶封头所在的法兰上安装激光指向仪,在简距,从设备的外部用标尺直接读数,通过计算得到节端部测量光東到内壁的距离以控制同心度,相水平方向的直线度,同时测量平行度及错边量。对方向的差值不大于2mm。按图划各接管孔线组焊其他附件。经核查顶法兰中心、托砖盘法兰及吊耳,检查几何尺寸和方位,加工接管孔,组焊和底部法兰的中心偏差为4mm,直线度为5mm,.接管和吊耳,核查几何尺寸。顶法兰密封面与底部法兰的平行度为4mm。2.5.6部件 I组合3最终检查组合部件l时要求平行度不大于2mm,错边设备经最终热处理后,对A、B类焊缝进行硬量不大于2mm.托砖盘法兰与筒节同心度不大于度检查(使其硬度不大于220),无损检测产品的2mm。用工作平台进行立式组对,在工作平台上力学性能试验,最终确认几何尺寸和方位的检查;划变径段和简节的同心圆来控制变径段和筒节的合格后进行压力试验(试验需使用两块相同量程.同心度,同时兼顾平行度和错边量;划0.90、180、且量程是试验压力的1.5~3.0倍、相同等级并经270°方位线,在工作平台上划托砖盘法兰和简节校验合格的压力表,试压水的CI-含量不大于的同心圆来控制托砖盘法兰与筒节同心,在平台.25mg/L,水温不小于15C ,试验时无泄漏、无明显上利用定位工装来保证托砖盘法兰与筒节的平行变形、无异常响声为合格);水压试验后设备内要度清理干净,并且吹千表面水渍;水压试验后对承压2.5.7部件皿组合焊缝进行无损检测;喷砂处理,油漆,标注0.90、组合部件皿时要求平行度不大于2mm,错边180、270°方位线,外观检查,包装{鬥]。量不大于2mm,直线度不大于3mm。先用工作平4结束语台对法兰、短节和锥体进行立式组对以控制同心根据标准、图纸、技术条件要求对原材料、组，度平行度,同时兼顾错边量,再与简节组对,在法对焊接无损探伤、热处理、水压试验和几何尺寸兰上安装激光指向仪,在简节端部测量光束到内.进行检查、控制,保证设备的性能满足设计要求且壁的距离控制同心度,相对方向的差值不大于外观质量一流,设备在出厂、安装使用后,受到用2mm,同时检查平行度、直线度和错边量。划0、户的好评。90、180、270%方位线,按图划接管孔和支座位置参考文献线,检查几何尺寸和方位，加工接管孔、组焊接管和支座,核查几何尺寸。[1] 薛福连.气化炉的无损检测[J].石油化工设备，2.5.8部件I、I、H组合2010 ,29(4) :85 ~ 86.组合3个部件时,要求顶法兰中心、托砖盘法2] 郭文元,段新群,蒋自平.大型粉煤气化炉关键部件兰和底部法兰的中心偏差不大于6mm,直线度不结构应力分析研究[J].大氮肥,2009 ,32(6) :406 -大于6mm,顶法兰密封面与底部法兰的平行度不[3] 张惠东,于秀清,吕小平.义马年产5万m'煤气气大于6mm。用定位块对环缝进行定位并加凹形化炉的制造质量控制[].锅炉制造.199,(4):39铁工装保证稳固性;采用激光指向仪、激光经纬度中国煤化工仪和水平仪分别控制同心度、水平方向直线度和[4]CNMHGi技术研究[].锅垂直方向直线度,用钢卷尺控制平行度。检测时MH把测量工装固定在顶法兰的密封面上,将激光指(收稿8期:2011-06-24)