甲醇合成塔的制造工艺
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制造安装
甲醇合成塔的制造工艺
St udy on t he Fabricating Procedure for Met hanol Synt hetic Column
大连冰山集团金州重型机器厂
徐庆坤戈丰来张英俊
t roduced briefly. It is focused to discuss fabricating procedure and quality cont rol point .
关键词:甲醇合成塔管板镶嵌制造工艺质量控制
随着石化工业的迅速发展,钢制管壳式换热设
备愈来愈趋于大型化发展,虽然GB151—89《钢制
管壳式换热器》只规定了钢制管壳式换热设备直径
在2000以下的设计、制造和验收,但现在钢制
管壳式换热设备直径已远远大于2000 ,甚至超
过4000。1999年8月我厂首次试制成功一台直
径为2600的大型管壳式换热设备———甲醇合成
塔。
甲醇合成塔是甲醇项目中的关键设备,此次我
厂生产的甲醇合成塔其直径为2600 ,结构虽不
太复杂,但很有特色,制造难度较大,材料的选取
也较为特殊。该类设备在国内属首次试制,无成熟
制造工艺可借鉴,具有一定的试验研究性质。
1甲醇合成塔的技术特性
表 1
项目壳程管程
设计压力MPa
设计温度℃265 280
操作压力MPa
操作温度℃250~265 255~280
工作介质气水合成气
水压试验压力MPa 3
腐蚀裕度mm 3 3图1甲醇合成塔总体结构示意图
甲醇合成塔的主要技术特性见表1。
换热面积m 1917
2
设备总重kg 104600
・37・
CPV T甲醇合成塔的制造工艺Vol17. No3 2000
2结构特点分析
甲醇合成塔的结构特点见图 1 ,由图1可见该设备结构较为特殊:
(1)设备的上、下管板是镶嵌在筒体内部,且均为双面全焊透结构,焊肉较厚,因而易使管板产生焊接变形。
(2)设备的支持板为整圆,决定了筒体的最终合拢焊缝必须在筒体的中间部位。且此条焊缝只能进行局部热处理。
(3)设备的上、下封头只有在换热管与管板组焊完毕后,才能与筒体组焊,且两道环焊缝也只能做局部热处理。合格后才能用于组装。
另外,设备的设计选材也较为特殊。
(1 )换热管选用上海第五钢铁厂的
00Cr18Ni5Mo3Si2双相不锈钢无缝钢管。此材料还未列入国家钢管材料标准。
(2)设备筒体选用13MnNiMoNbR ,属于技术要求高的钢材。
( 3)管板选用δ70的13MnNiMoNbR板材堆
焊δ7厚的18—8不锈钢,且管板面层堆焊后不允
许热处理。
对设备的筒体及换热管所选的材料,均为我厂未曾使用过,需要做各种焊接工艺评定。根据焊接工艺评定,选用相应的焊接材料,详见表2。
(4)换热管必须在组装前逐根进行水压试验,
表2甲醇合成塔的焊材选用
序号母材手工焊自动焊氩弧焊SSOW MOW
1
00C r18Ni5Mo3Si2
13MnNiMoNbR + 304L
ER316L Si
HJ 350
2 13MnNiMoNbR J 607M H08MnMoA
H08MnMoA
13MnNiMoNbR
3 J 557MoV
20MnMo
13MnNiMoNbR
4 J 607Ni
15C rMo
过渡层E309 L
面层E308 L
GB150—1998 ,对2600mm、壁厚50mm圆筒的3制造工艺和质量控制要点
椭圆度的要求为小于等于25mm ,而我厂对该设备
椭圆度的要求为小于等于6mm ;对筒体内径我厂
+2
四大部件组成,即上封头组合件;上部筒体组合为管板顺利装入筒体提供了可靠的保障。
件;下部筒体组合件;下封头组合件。在两管板之(2)管板
间要顺利地装入每一根换热管,不是一件容易的图纸规定管板的几何尺寸为2594mm ,δ70
事。如果各零部件的制造精度达不到相当的水平或+ 7mm ,在加工管板的外圆尺寸时,我们没按图
组装质量稍有误差,就很难想象2千多根换热管能纸的外圆尺寸2594mm加工,而是根据现场实测
顺利的穿过两块管板和三块支持板。解决这一问题的筒体内径来确定管板的外圆加工尺寸,这样既可
的关键是要有一系列的特殊工艺措施,确保每一个减少管板与筒体的焊接量,也可以减少管板的焊接
零部件的制造质量和组装质量。为此,我厂专门编变形,实际效果很好。
制了“甲醇合成塔的制造工艺方案”用于指导甲(3)换热管
醇合成塔的制造。换热管在组装前要逐根进行水压试验,合格后
方可进入设备组装与管板组焊。换热管的下料在换
(1)筒体制造热管与管板组焊后进行。
由于该设备的管板是镶嵌在筒体内部的,要保(4)上、下部筒体组合件的制造
证管板能顺利地装入筒体内,则对上、下管箱筒体上部筒体组合件(见图2)和下部筒体组合件
的内径偏差和椭圆度要有相当高的要求。按(见图3)结构基本相同,主要由筒体、管板、人・38・
对甲醇合成塔的结构特点分析可知,该设备由要求为26000 ,实际生产均达到了这些要求,
,
第17卷第3期压力容器总第99期
孔及接管等组焊而成。
图2上部组合件
图3下部组合件
上、下筒体组合件的制造质量对甲醇合成塔能否成功至关重要。上、下管板是镶嵌在筒体内部的,组对起来相当困难。既要保证组对后管板面与筒体中心线垂直,还要保证管板的定位尺寸和标高尺寸。另外筒体的端面要保证与筒体中心线垂直, 还有上、下部筒体组合件的中心线应在一条直线上。三块支持板应顺利地装入筒体内。因此,上、下筒体组合件在制造过程中主要应控制以下几点:
1)管板端面要与筒体中心线垂直;
(上接第80页)
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