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加氢反应器封头焊接设计
从结构形式讲,加氢反应器分冷壁加氢反应器和热壁加氢反应器,20世纪60年代初由于冶炼水平与制造水平有限,加氢反应器多数冷壁结构形式,即在反应器内衬上很厚的大颗粒珍珠岩混凝土保温层以保证反应器壳体的壁温不致过热。20世纪70年代以后随着技术的不断发展逐渐由冷壁加氢反应器转向热壁加氢反应器。热壁加氢反应器克服了冷壁反应器的不足,内壁不需要衬保温层,具有有效体积利用率高、施工周期短、生产维护方便、安全可靠等特点,因此为世界各国普遍采用并且向大型化发展。
技术特性表
容器类别类
三
设计压力 MPa
设计温度℃
435
操作压力MPa
操作温度℃
409
公称壁厚 mm
78
焊接接头系数
1
腐蚀余量量 mm
2
操作介质
催化柴油、焦化柴油
容器规格 mm
Φ3613×(78+)×30200
主体材质
-1Mo
加氢精制反应器为板焊结构,其内径φ3600㎜,壁厚98㎜,由2节组成;封头内半径1806㎜,壁厚78㎜,总重量170000Kg。整个容器位于裙座圈上,总高度约13000㎜,容器内壁(该包括封头、筒体、法兰以及接管和弯管)全部堆焊309L+347 不锈钢,反应器设有油气进出口、催化剂卸料口、冷氢进口、热电偶口、人孔等接管孔,所有接管均采用整体补强结构,裙座采用对接结构,各接管密封采用八角垫结构,设备上下各有一个弯管。容器内部焊有凸台(一周),安装有冷氢盘、分配盘等内件。
材料选用15CrMoR
材料
加氢反应器是炼油化工行业中加氢装置的核心设备,工作条件十分苛刻,要求设备既耐高温(约400-450℃)、高压(8-18MPa),还要能抗氢腐蚀,为此,一般选用Cr-Mo耐热钢制造壳体,有的1Cr---Si,-1Mo钢。
-Mo钢材各组分含量
成分
C
Si
Mn
P
S
Cr
Mo
含量
%
%
%
%
%
%
%
焊接是压力容器制造中的一种主要加工方法之一, 如平板拼接、筒节与筒节、筒节与封头、人孔、接管与壳体及法兰的连接, 内件的组焊以及支座与壳体的连接等等, 大多由焊接的方法完成。通过分析大量的质量事故使人们认识到压力容器的安全性与材料选择、焊接工艺过程、焊接质量管理有很大的关系。焊接工艺设计最终产生的焊接工艺文件具有法令性, 将成为生产制造活动中所必须遵循的规范和依据。目前,国内也早就形成了一套较为健全的与焊接工艺规程及评定相关的国标和行业标准,如JBT4708-2000、GB150-1998、JB4420-1986《锅炉焊接工艺评定》、《蒸气锅炉安全技术监察规程》、《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》、JB/T1609-1993《锅炉锅筒制造技术条件》等。
1、焊接环境出现下列任一情况时,须采取有效防护措施,否则禁止施焊
a. 风速:气体保护焊时大于2m/s,其它焊接方法大于10 m/s;
b. 相对湿度大于90%;
c. 雨雪环境;
d. 焊件温度低于-20℃。
2、当焊件温度为0~-20℃时,应在始焊处100mm范围内预热到15℃以上。
3、应在引弧板或坡口内引弧,,弧坑应填满。
4、防止地线、电缆线、焊钳与焊件打弧。
5、电弧擦伤处的弧坑需经打磨,使基均匀过渡到母材表面,若打磨后的母材厚度小于规定值时,则需补焊。
6、受压元件的角焊缝的根部应保证焊透。
7、双面焊须清理焊根,,若经试验确认能保证焊透,亦可不作清根处理。
8、接弧处应保证焊透与熔合。
9、,应控制层间温度不得低于预热温度。
10、,对冷却