洗氨塔的制造难点

2022-08-31王岩

石油和化工设备 2022年8期

王岩

（锦西化工机械集团有限公司，辽宁葫芦岛 125001）

1 设备简介

20 m³洗氨塔是我公司为山东晋煤日月化工有限公司设计制造的塔器。该项目为利用加压气化技术实现氨（醇）装置升级改造。洗氨塔是化工行业中的重要设备，其作用是用洗氨水去除变换气中的氨气，并达到工艺要求。该设备长期处在高压力、临硫化氢应力腐蚀环境下运作，对洗氨塔的材料性能要求很高，为了满足此种工作环境的需要，主体材料采用S32168+Q345R复合钢板，钢板应符合NB/T47002.1-2019《压力容器用复合板第1部分不锈钢-钢复合板》中的B1级要求。该设备设计制造复杂、难度大，设备需要整体焊后消除应力热处理。该设备属于III类压力容器，其结构如图1。

图1

主要设计参数见表1。

表1

2 设备结构特点及制造

设备规格：Φ1600X37(3+34)X12900；

椭圆形封头规格：EHA1600X(3+40)；材料：

S32168+Q345R；

筒体规格：Φ1600X37(3+34)；材料：S32168+Q345R；

2.1 筒体的制造

本设备筒体总长度为9800mm，分4节下料，按成型封头实测内圆周长尺寸配作下料。筒体滚圆采用冷成型，滚圆时在不锈钢复层面用薄不锈钢板垫在铁辊与复层之间，以防止铁离子污染。刨坡口，坡口表面进行100%PT检测，坡口形式采用X型坡口，焊前碳钢侧预热到80℃，不锈钢侧室温，纵缝焊接完成后筒节要满足椭圆度要求。筒体组对对口错边量小于1.5mm，同一断面最大最小直径差小于5mm，焊后棱角度小于5mm，筒体纵向焊缝进行100%RT检测，内表面进行100%PT检测，外表面进行100%MT检测，检测结果必须满足要求。

2.2 封头的制造

封头料进厂后先进行复查，S32168+Q345R复合板满足复合板标准要求。封头整板下料，不允许拼接，每个封头带两块母材试件，随封头一同加热和冷却。封头热压成型，热压成型后正火，正火后检查母材试件，母材试件检验合格标准和指标如下：

拉伸：Rm 490～620 Rel≥315

冲击：0℃≥41J

弯曲：D=3a 180° b=2a

A：≥21%

封头成型后最小厚度为（3+35.2）mm，直边段同一段面最大最小直径差小于5mm，内圆周长为5027mm，公差为+3～+10，用封头内径的间隙样板检查封头的形状偏差，其间隙外凸≤10mm，内凹≤5mm。封头成型后进行100%UT检测复合板的界面贴合率，距封头端口坡口50mm范围内的母材进行100%UT检测，坡口表面进行100%PT检测，检测结果必须满足要求。封头成型后外表面进行喷砂处理，达到Sa2.5级，内表面酸洗钝化处理，封头直边不允许存在纵向皱折。

2.3 碳钢锻件内表面堆焊不锈钢结构

法兰接管结构设计为碳钢锻件堆焊不锈钢层，锻件为16MnIII。堆焊前，在待堆焊碳钢表面进行100%MT检测，不得有任何裂纹等缺陷存在，满足要求后再进行堆焊。堆焊层数为2层，第一层过渡层的堆焊材料为：E309-16；第二层面层的堆焊材料为：E347-16，堆焊厚度应均匀，最厚与最薄之差不大于1mm。堆焊过度层厚应进行消除应力热处理，热处理后对过渡层表面进行100%PT检测，检验合格后再堆焊面层。面层堆焊后应进行100%UT和100%PT检测，检测结果满足要求。堆焊表面应平整，不进行机加工的堆焊表面应平滑，相邻焊道之间的凹陷不得大于1mm，焊道接头的平面度不大于1mm；需要机加工的堆焊表面，其面层的最小厚度不小于3mm，加工后的面层表面应进行100%PT检测，检测结果满足要求。堆焊图如图2

图2

2.4 设备的总组装

筒体封头组对前应先盘圆，严格按四心线组对，控制基准线间距偏差小于0.5mm，组对时对口错边均匀分布，对口间隙均匀，对口错边量小于1.5mm，然后进行焊接。焊缝的外观和尺寸符合焊接工艺要求，焊后棱角度小于5mm，筒体同一断面最大最小直径差小于10mm，任意3000mm长度筒体直线度偏差不得大于3mm，塔体总直线度不大于9mm。按图纸要求划各管口位置线，确认各管口位置线无误后开孔，管孔坡口处进行100%PT检测，检测合格后组对焊接各管口，各管口组对公差及总体直线度，安装垂直度等公差符合图纸及NB/T47041-2014的要求。

2.5 焊后热处理

设备在整体热处理前应对设备进行全面检查，保证热处理后不在母材上施焊。整体热处理的目的是消除焊接应力、结构应力，改善材料与焊接区的性能。热处理曲线见图3

图3

2.6 压力试验顺序

设备制造完成后，对设备进行8.67（卧）MPa的液压试验，试验过程中，容器无泄漏，无可见变形和异常声响为合格。试验用水中氯离子含量不超过25mg/L。试验合格后将水排净并吹干。水压试验合格后，进行6.85MPa的气密性试验，容器无泄漏为合格，满足TSG 21-2016及GB/T150.4的有关要求。