甲烷化换热器的修复技术

点击：1813 日期：[ 2014-04-26 21:53:44 ]

甲烷化换热器的修复技术李和平 (安徽淮化集团化工机械厂,安徽淮南232038) 摘要：介绍了甲烷化换热器的修复技术,对设备原管口的定位、膨胀节的组对、隔板的安装、焊接等修复难点做了详细的介绍。关键词：换热器;膨胀节;修复技术;焊接中图分类号：TQ113.25+1 文献标识码：A 文章编号：1008-553X(2006)03-0059-02 1·前言甲烷化换热器是合成氨生产中的重要设备之一,它能将27℃的混合气升温至274℃,339℃的精制气降温至90℃,壳程和管程压力均是3.20MPa,属高温高压设备。我厂该设备2002年发生过爆炸,2004年又发生爆炸,且将Ⅰ型换热器的膨胀节炸烂,折流板及换热管严重变形;Ⅱ型换热器膨胀节产生裂纹,设备管线扭曲、变形。通过对此次爆炸的原因分析,我们得出结论:①前次爆炸虽然已修复,但设备已产生了暗裂纹;②该设备经常开、停车检修及长时间运行时的冷、热膨胀,造成膨胀节疲劳而产生应力裂纹。结合我厂实际情况,通过制定先进、合理、可行的修复工艺,顺利完成了Ⅰ、Ⅱ型换热器的修复。 2·甲烷化换热器简介甲烷化换热器是一种固定管板式换热器,由Ⅰ型换热器和Ⅱ型换热器两部分组成,其主要材质为:Ⅰ型16M nR,Ⅱ型15CrM oR,主要由壳体(Φ1240×20)、膨胀节(双波)、管板(δ=110)、换热管(Φ25×2.5)、折流板、衬筒及椭圆封头等几部分组成,结构见图1,主要技术特性见表1、表2。 3·主要部件修复技术 3.1管口方位由于爆炸产生的冲击波,使设备的管线严重扭曲、变形。为保证设备上的管口方位与以前一致,我们采取用模块定位的方法:先将模块制做好,再与筒体和法兰点焊固定(保证垂直度和平行度)后,然后将设备解体,割除损坏部件(换新)。组对筒体时,按模块位置将法兰与模块用螺栓连接,找正后再施焊,确保了修复后的甲烷化换热器与现场旧管口一致,为系统的正常开车节约了宝贵的时间。 3.2膨胀节的组对该设备(Ⅰ型、Ⅱ型)膨胀节材料均为0Cr18Ni9,壁厚为δ1=15mm、δ2=16mm。由于膨胀节壁厚,又为双波形式,制作技术相当困难,国内仅有泰安一厂家能生产。经校核尺寸发现,两件膨胀节的内波处尺寸小于图纸尺寸(小12mm),为保证上部两隔板及衬筒的顺利安装,我们采用搭桥的方法,顺利解决了此难题。 (1)因为膨胀节内波尺寸小,我们预先制作了衬筒(Φ1184×6)和上圈及下圈(Φ1196×6)。制作的工艺路线为:领料→下料→刨边→捲圆→校圆→焊制。 (2)膨胀节上大立车找正,车上、下端面及焊接坡口(30°)。检验合格后,清洗油污。 (3)安装长拉杆(8件)、短拉杆(2件),安装定距管先装入上部两块折流板。 (4)Ⅰ型换热器:上圈与上部筒体和膨胀节组焊(压环缝)(如图2所示)→下圈与膨胀节组焊(压环缝)→校圆后的衬筒装入并与下圈焊牢→下筒体与膨胀节组焊→下圈与下筒体焊牢(混合气由下向上)。 (5)Ⅱ型换热器:上圈与上筒体组焊(压环缝)(如图2所示)→下圈与膨胀节组焊(压环缝)→膨胀节与上筒体组焊→上圈与膨胀节焊牢→校圆的衬筒装入并与上圈焊接→下筒体与膨胀节组焊→下圈与下筒体焊牢(精制气由上向下)。 (6)组对下部其余筒体前,质检部门对膨胀节处两道主环缝进行100%RT检测,符合JB4730-94规定,Ⅱ级合格后再进行下道工序施工。 3.3筒体组对因为是设备修复,下部筒体最后一道环缝的质量难以保证。为了解决此问题,我们采用加内衬方法,如图3。先领料→刨边→捲、校圆→焊接。焊接时先将内衬与筒体B组焊,再与筒体A组对,留5mm间隙,用手工氩弧焊打底填实后,再手工电弧焊填充盖面,经100%RT检验合格,顺利解决了此道缝拍片不合格的问题。 3.4穿管及胀接我们对换热管全部更新,Ⅰ型折流板重新制作,Ⅱ型利旧。将折流板、定距管安装后,组对管板并穿换热管。换热管安装工艺:领料→截长短→清毛刺→安装→点焊→打磨平齐。最后按常规工艺用胀管机对管口进行强度胀后焊牢。经过对管束试压,管口无泄漏点,全部合格。 3.5焊接及热处理(Ⅱ型换热器) (1)焊接方法筒体与膨胀节环缝采用TIG(手工钨极氩弧焊)打底,焊条电弧焊填充盖面。换热管与管板采用焊条电弧焊。 (2)焊接材料 ①筒体与膨胀节(15CrMoR与0Cr18Ni9)焊丝H1Cr24Ni13,Φ2.5mm,焊条A407,Φ4.0mm。 ②换热管与管板(15CrMo之间)焊条R307,Φ3.2mm。 (3)工艺措施 ①焊前对焊件进行预热,包括点固焊的预热。预热温度150～200℃。 ②焊接过程应避免中断,尽可能一次完成,否则应重新加热到预热温度再施焊。 ③焊后热处理。按照升温速率升温,温度控制在580～620℃,保温1小时后,再按降温速率降温直至温度接近常温为止。预热及焊后热处理均采用带有温控仪的履带式电极加热带,并有专人操作,记录,检验。 4·结语我厂修复的甲烷化换热器现场吊装、连接一次成功,制作工艺指标及焊接工艺评定全部合格。设备使用至今安全、可靠,证明我们的修复技术是科学、合理、可行的。

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