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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