第10期63甲醇合成塔修理方法的探討郡殿華(大同煤礦集團煤氣廠大優(yōu)化工有限責任公司,山西大同037001)[摘要]對甲醇合成塔的缺陷部位、歷次修理方案和修理效果進行了深入討論,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五化,防止形成脆化物,導致延遲裂紋。環(huán)化學工程公司設(shè)計,四川藍星機械有限公司制(10)進行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)計壓力(PT)均為56MPa,設(shè)計溫度分別為300℃、280℃。自2006年9月16日投運以來,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,其中較嚴重處集中在兩個部位:夾套(12)修理部位100%進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。(1)對修理部位預(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、改進尖端以防裂紋擴展。尖端超出20m,逆向清除,(1)增加預(yù)熱范圍,如第二次環(huán)縫修補前,以防擴展。對整體環(huán)縫均進行預(yù)熱,最大限度地減小缺陷部(3)確定缺陷部位,進行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,提前打止裂孔,以防在劑刨除時,裂紋發(fā)生擴展;(4)徹底清除缺陷,如在清除缺陷中發(fā)生清(3)施焊時,先鋪一層熱敷層,并不加墊穿而未將缺陷清除盡,可以暫時停止清除,采取板,因墊板會加大應(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,相鄰段逆向進行以抵消缺陷清盡而導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)事先準備好)。(5)將筒體與焊道的過渡焊接焊條牌號由5)用角磨機打磨清除碳弧刨產(chǎn)生的氧化CHE707改CHE507(強度低、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),確認缺陷已徹熱影響寬),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)進行補焊。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、相鄰段逆向中國煤化工施工。作者簡CNMHG本科,太原理工大學(9)焊后立即進行消氫處理,350~380℃,機橫工程自動化專業(yè)畢業(yè),工程師,現(xiàn)在大同煤礦集團煤氣廠大保溫2-2.5小時。使用電熱帶加熱,以消除焊縫硬優(yōu)化工有限責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(正常時焊道強2修理中發(fā)現(xiàn)的問題度比母材髙),會使焊道發(fā)脆,硬度增加,韌性下降,易產(chǎn)生裂紋,從對殼體表面硬度測試的結(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。詳見左下圖。(100℃以上)對所焊部位熱處理的影響,即局部熱處理遠不如整機熱處理消除應(yīng)力的效果,這補焊部位與母材相比,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,此晶間裂紋進一步受熱應(yīng)力的作用,形成宏觀裂紋。同理,此宏觀裂紋進一步擴展而裂穿,給設(shè)備帶來后續(xù)修理,無法徹底消除殘余應(yīng)力的嚴重后(2)未引入聲發(fā)射檢測技術(shù),無法動態(tài)觀測到裂紋的產(chǎn)生和擴展,不能準確判斷裂紋初起時TeAE容器的工況狀態(tài)。而且每次返修后,導致裂紋產(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)的運行指標波動,使容器經(jīng)常處于交變載荷作用中,只有管、殼程介質(zhì)運行動態(tài)相符,管程、殼程承載均衡,才不會導致應(yīng)力分布發(fā)生大的變化。(4)容器本體結(jié)構(gòu)及材質(zhì)能否進一步優(yōu)化或改良,使其在更惡劣的工作條件下滿足運行要求圖1大同煤礦集團煤氣廠Φ2600甲醇合成塔硬度試驗示圖(5)合成塔與循環(huán)氣壓縮機、汽包配套設(shè)計說明:1、圖中虛線所表示為水淋部位。是否相宜,循環(huán)氣壓縮機的排氣壓力、排氣量、2、圖中A區(qū)為原補焊處,B區(qū)為新補焊處。汽包容積、給水流量等需進一步計算。硬度試驗報告委托單位:大同煤礦集團煤氣廠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型測試點數(shù)只焊縫HB母材HB中國煤化工母材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點的測試方向均為水平測試。2.#2、將為原補焊焊縫,#13、#14為新補焊焊縫。其余19點均為母材。3.#21、#22、#3為記錄面的背面檢驗人員報告人散稿日期;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26—10請到當?shù)剜]局訂閱《壓力容器》雜志為國家新聞出版暑批準出版的中央級科技期刊,中國科學技術(shù)協(xié)會主管、中國機械工程學會壓力容器分會主辦、合肥通用機械研究院承辦,國內(nèi)外公開發(fā)行,國內(nèi)統(tǒng)一刊號:CN341058/TH,國際連續(xù)出版物編號:SSN001-4837。月刊,大16開,定價800元,全年9600元(含郵費)。郵發(fā)代號:26-10,國外發(fā)行代號:1529BM《壓力容器》雜志是中國壓力容器學會會刊,1984年創(chuàng)刊以來,堅持學術(shù)性與實用性相結(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志被評定為“中文核心期刊”,編入《中國核心期刊要目總覽》(第五版);被科技部“中國科技論文統(tǒng)計源”期刊數(shù)據(jù)庫確定為“中國科技核心期刊等。雜志已加入了國內(nèi)所有知名期刊數(shù)據(jù)庫?！秹毫θ萜鳌冯s志主要報道超高壓、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、通用機械(如壓縮機、制冷機等)承壓輔助設(shè)備等的試驗研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料工程、制造技術(shù)、焊接技術(shù)、無損檢測技術(shù)、技術(shù)綜述、標準規(guī)范、安全分析、使用管理以及國內(nèi)外壓力容器研究技術(shù)進展、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,歡迎您免費索取近期雜志。若錯過郵局征訂期,可向壓力容器雜志社索取2011年雜志訂單。通信地址:安徽省合肥市長江西路888號郵編:23001中國煤化工聯(lián)系電話:(0551)533515,5335456傳真:0551CNMHG郵箱:;v@ chinapvt con網(wǎng)址http