加氢设备（共4篇）
加氢设备 篇1
1设备概况及缺陷性质
加氢厚壁设备, 内径2800 mm, 筒体壁厚183 mm, 筒体材料SA516 Gr.70 (HIC) , 接管法兰为整体锻件, 材料16Mn (HIC) Ⅲ, 窄间隙V形坡口。里口采用SMAW焊接, 直径4 mm焊条J507SH, 电流150~170 A, 电压22~24 V, 焊接速度180~200 mm/根。外口采用SAW焊接, 焊丝和焊剂为H09Mn SH/Φ4+SJ204SH, 电流550~600 A, 电压32~34 V, 焊接速度50~55 cm/min, 层间温度在100~200℃, 焊后炉内中间消应力620℃×2 h, 消应力热处理后射线检测 (RT) , 设备筒体共有12个接管, 接管分布如图1所示, 其中已焊接的11个接管与筒体对接焊缝, 均存在夹渣、未熔合、气孔等缺陷, 另有1个接管未焊接。
2焊接缺陷原因分析
接管与筒体之间是对接形式连接, 主要采用埋弧自动焊方法焊接, 焊缝缺陷主要有未熔合、条渣、气孔3种形式。窄间隙自动焊主要优点是效率高、成本低, 热量输入相对较小, 冷却速度较快, 接头残余应力、残余变形小, 热影响区缩小, 接头力学性能高, 焊接质量好。但由于母材厚183 mm, 坡口宽度窄, 焊接时形成很大的刚性拘束力, 焊接工艺参数一旦控制不当, 极易产生缺陷。同时, 坡口深、光线暗、法兰盘外径与焊缝尺寸接近等因素, 给焊工操作上带来难度。制造厂曾经有焊接此种钢厚壁接管的成功业绩, 但大范围出现缺陷, 这与焊接操作人员对此种窄间隙厚壁焊接参数控制不准确、工艺掌握不熟练有关。另外, 制造单位因赶进度, 11个接管同时昼夜施焊, 而非试焊一件检测合格或者发现问题调整焊接工艺后再大范围同时施焊, 也是造成大范围产生缺陷的原因。
2.1夹渣产生原因分析
焊接电压过高时, 电弧能量集中性下降, 金属的熔化深度变浅, 两侧母材与底层焊道之间的结合部位有时存在未熔化现象。由返修的位置也可以看出, 返修全部出现在焊缝与母材结合部位。条渣产生的原因主要是焊接电流、焊接电压、焊接速度选择不合适。焊接电流过大和焊接速度过快时, 过大的电弧能量能将两侧母材金属表面熔化过深而形成凹槽, 焊接速度过快时, 因凹槽内不能及时得到液态金属的填充而被熔渣充满, 在下一步的清渣过程中, 无论清渣是否彻底, 由于凹槽的存在, 焊接下一焊道时这个部位极易出现夹渣。如果焊接电压过低, 电弧能量过于集中, 焊出的焊道中间高两侧低, 焊下一道时, 两侧较低的位置也可能会形成夹渣。采用多层多道焊的形式, 在有限空间内, 焊道布置不合理, 搭接量不均匀, 造成焊缝产生夹渣。
2.2气孔产生原因
焊接过程中由于各种元素成分的相互作用, 熔池和熔渣中可能析出一定的气体, 正常情况下, 这些气体从熔渣中析出后会进入熔渣和焊剂层中, 焊缝内不会存留气体, 窄间隙焊时, 由于熔池的冷却速度较快, 熔池内的气体有时在没有来得及析出时就已被凝固在焊缝中而成为气孔。焊材中的湿气也是产生气孔的原因之一。由于焊接昼夜连续施工, 焊剂补充不及时, 或在使用过程中保管不当致使少量焊剂受潮产生气孔。
2.3未熔合产生原因
局部未熔合产生在靠近接管侧, 主要是由于焊工操作不当造成, 在施焊过程中, 由于担心焊枪与工件间短路, 焊接操作时焊嘴未能完全靠近接管侧, 造成焊道与接管间形成未熔合。
3焊接返修
3.1采用超声波检测 (UT) 直探头技术按射线检测底片所反应缺陷性质确定缺陷位置, 确保缺陷全部清除干净。
3.2用碳弧气刨清除缺陷, 根据缺陷所在深度, 仅A11从焊缝内侧清除缺陷, 其他10条焊缝从外侧清除缺陷。缺陷清除时, 先详细记录缺陷的性质、数量, 并与RT、UT检测报告对照, 在缺陷存在区域做好标记线, 沿标记线将焊缝内缺陷彻底清除, 记录缺陷清除处具体位置、区域大小及深度, 砂轮打磨缺陷清除处与周边金属平缓过渡, 缺陷清除处MT, 坡口及筒体侧100 mm范围内UT。缺陷清除后, 大部分缺陷是整圈都存在。焊缝清除处深度范围 (40~149 mm) , 焊缝清除处宽度范围 (42~108 mm) , 壳体和接管肩部外圆有部分损伤, 局部因清除缺陷产生豁口, 采用堆焊的达到坡口平滑, 但不能保留原坡口尺寸。原焊接坡口如图2所示, 缺陷清除后, 坡口及肩部剩余尺寸见图3, 缺陷清除后情况见图4、图5。因缺陷清除较深且宽度大, A1, A3, A4, A11的4个接管焊接上下坡口宽度过大, 且接管与壳体焊接的肩部不能保留, 重新选材锻造接管, 更换的新接管内径不变, 与壳体焊接位置外径增大, 即接管肩部增厚, 保证窄原间隙坡口尺寸。其余7个接管可保留接管肩部尺寸, 焊缝宽度亦可保证焊接强度及质量, 保留原接管。
3.3经超声波检测 (UT) 、磁粉检测 (MT) 确认所有接管缺陷全部清除干净后将该设备中间消应620±20℃× (1.5~2) h。
3.4针对设备壁厚183 mm, 焊接裂纹倾向严重, 为减缓焊缝金属的残余应力, 在施焊过程中采用焊条电弧焊补焊, 从焊道的布置、焊接次序、焊材选择、焊缝结晶及收缩等方面考虑如何减缓焊接残余应力, 而不是单纯等待焊后热处理来消除应力。
焊接顺序:焊接前用不锈钢丝刷清理坡口、焊道之间、焊层之间表面。焊接预热100~150℃, 待焊处周边内外两侧≥150 mm范围内均达到预热温度时方可施焊。
先对筒体母材缺肉豁口处进行补焊, 使筒体坡口形成较规则形状, 然后组对重新锻造的接管, 焊接时严格执行焊条规范参数, 降低焊接线能量。将原补焊全部采用的直径5 mm焊条换成部分采用直径4 mm的焊条, 从而使起始区段补焊焊道的焊缝晶粒细化, 提高韧性储备。焊接时, 采用单道排焊方式, 以避免夹渣和未熔合现象的产生。具体焊接参数见表1。
为减小焊接应力, 由两位焊工 (持证项目:SMAW-Ⅱ-6G (K) -13/57-F3J) 分别站在A、B两点向相邻位置以接管中心线为基准对称施焊, 当第一层焊接后, 如粗实线所示意, 再从第一层的终点位置向同一区域起点位置焊接, 如细实线所示, 采用上述顺逆时针交错反复焊接直至将该焊缝全部焊完 (图6) 。采用上述方法焊接时需注意焊缝搭接处要平缓过渡避免有尖角或空隙存在。
焊接时选用焊接技能较高且具有丰富返修经验的焊工。对于该焊缝应力大且复杂, 为防止冷裂纹、焊接接头淬硬及气孔的产生。加强焊接预热、层间温度的控制以及焊后消氢。严格控制层间温度在100~200℃, 特别是后热的宽度范围要扩大, 以便使临近焊缝的母材受热膨胀, 来补偿焊缝金属收缩所需的应变, 也使氢充分逸出。焊工用测温笔随时测量、检查人员红外线测温仪随时监控, 测温点位置如图7, 图8所示, 焊接中断时需维持最低预热温度。
3.5待接管与筒体焊缝全部焊完进炉中间消应力热处理, 升温速度78.3℃/h, 升温至620℃保温3 h, 降温速度78℃/h, 单个接管与壳体焊后需维持最低预热温度直至进炉为止。
3.6焊缝检查。外观检查无以下可见缺陷:表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满、夹渣和飞溅物, 焊缝与母材圆滑过渡。射线检测 (RT) 、超声波检测 (UT) 、磁粉检测 (MT) 按JB/T 4730-2005标准要求进行检查, 按图纸要求RT、UT、MT均为Ⅱ级合格。硬度检查合格, 硬度检查位置沿焊缝周向取4处, 每处取焊缝热影响区和母材, 每点打5个硬度值, 每个硬度值之间相距10 mm, 取5个数值的平均值为该处的硬度值, 硬度值要求≤200 HB。
3.7全部接管焊接合格后进行焊后热处理 (PWHT) , 设备整体入炉热处理, 升降温速度78.3℃/h, 升温至620℃, 保温2.5 h, 降温速度78℃h。PWHT后对焊接接头进行UT、MT复测, 确认未出现裂纹等缺陷, 合格。
4结论
加氢厚壁接管焊接, 因材料焊接裂纹倾向、窄间隙、焊接时结构受限和焊接操作工人经验等原因, 易产生缺陷, 一旦出现缺陷, 返修成为较难问题, 在去除缺陷时会对原来母材造成损伤, 坡口尺寸会扩大, 增加了焊接量的同时会产生更多的焊接应力, 因此尽量确保一次焊接合格。接管的焊接应逐一进行, 一旦发现缺陷可及时纠正处理, 不至于产生大范围的缺陷和返修。
窄间隙自动焊采用窄间隙坡口, 焊缝截面积小, 既节省填充金属, 又减小焊接应力, 焊缝金属中积聚的氢也较少。为了避免产生未熔合缺陷, 也有文献提到选用双丝窄间隙自动焊, 弯丝指向侧壁, 保证了侧壁熔透。直丝垂直向下, 用以控制焊缝成形, 使焊缝呈下凹形, 不易产生未熔合、夹渣等缺陷。
摘要：在加氢设备厚壁接管的焊接中, 接管与设备筒体的焊缝呈现不同程度焊接缺陷。分析缺陷产生原因, 制定合理的返修工艺, 更换部分接管锻件, 由成熟的焊接人员操作焊接, 保证了接管的焊接质量和焊缝强度要求。
关键词：抗氢钢,厚壁,接管焊缝缺陷
参考文献
[1]赵博等.窄间隙GMAW的研究进展[J].焊接, 2008, (2) :11-14.
[2]吕少军等.单位窄间隙埋弧自动焊的质量控制[J].现代焊拉, 2012, (8) :42-44.
[3]伍小龙等.厚壁容器的双丝窄间隙埋弧焊[J].压力容器, 2003, 20 (3) :27-31.
加氢设备 篇2
一、从思想上：过去的一年里从思想上严格要求自己，加强学习，能够完成领导交办的各项工作任务。在工作的过程中，我深深体会到加强自我学习，提高自身素质的重要性，一个是向书本学习和上网查找相关资料，不断充实自己，改进学习方法；二是向周围的同事学习，虚心求教；三是向实践学习，把所学的知识运用于实际工作中，在实践工作中校验所学知识，查找不足，提高自己。
二、从工作方式上：过去的主要工作就是抢修，整天忙忙碌碌，设备问题越来越多，不仅自己不轻松还时常耽误生产。现在在检修和保养同时逐步形成做台帐的习惯。设备检修后都有检修记录和检修台帐，对经常发生故障的设备进行检查，分析设备故障的主要原因，若是操作问题要求现场操作人员及时整改，对工艺要求上不适用的设备，与工艺人员、设备主管和保全小组成员讨论后进行改型试用，是其故障率大大降低。以513A小组氧化釜移料泵为例子，原来使用的是WIHF80-65-160开式叶轮衬氟泵，现场共计有8台，检修的频率比较高。经过对多台故障的泵机检查总结后我们认为该泵在使用过程中打空泵的几率比较高，同时由于氧化釜内盘管抱箍掉落也经常造成泵机发生故障。现在已安排对每台氧化釜的盘管抱箍进行改型更换并严格验收，同时要求该泵机输送过程中操作人员不得离开现场防止打空泵。并从设备堆场找到1台AZ80-65-160整理后进行试用效果很好，目前这8台泵机的检修的频次相当于之前的1/10。不但降低了设备维修的费用还减低了工人的劳动强度。
加氢设备 篇3
一、装置所处环境
本装置为新建装置, 位置在老厂区里的预留地, 北侧为重油原料罐区及泵棚, 东侧为劣质原料加氢的原料罐区, 南侧为厂区围墙, 西侧为循环水厂。根据《石油化工企业设计防火规范》, 总图给出该装置的占地, 东西方向为128.5米, 南北方向130米, 占地面积16705m2。见图一。
二、石油化工装置布置的一般要求
石油化工装置布置的一般要求包括:三重安全, 满足工艺设计要求, 满足操作检修和施工要求, 满足全厂总体规划, 适应所在地区的自然条件, 经济合理, 满足客户要求, 注意外观美[2]。
三、工艺流程简介
本装置以直馏蜡油、焦化蜡油为原料, 采用一段串联全循环流程, 兼顾一次通过, 主要生产柴油和重石脑油, 为重整提供原料。包括:反应, 分馏, 轻烃回收, 液化气和气体脱硫, 溶剂再生。其主要产品柴油作为全厂调和组分送出装置, 液化气脱硫后送出装置, 重石脑油作重整装置预处理原料, 轻石脑油作为汽油调和组分, 副产的塔顶干气脱硫后送燃料气管网, 低分气脱硫后与重整氢气共同送PSA装置, 回收氢气。
四、装置的性质
本装置属于甲类生产装置, 主要火灾危险介质为液态烃、甲B类可燃液体和甲类可燃气体。
五、设备平面布置图
1. 装置四周均有消防通道, 环绕压缩机区另设置一条贯穿式的消防道路。
2.受地形条件限制, 管廊的布置采用一主管桥+六个辅助管桥的布置形式。装置构成:反应及炉子集中布置在东北角, 压缩机集中布置在东南角, PSA集中布置在西南角, 西侧为脱硫及溶剂再生区, 东侧为原料预处理区, 西北角为分馏区。炉区及反应区依靠炉前管桥与主管桥连接;脱硫及溶剂再生共用一个副管桥;分馏区、压缩机、PSA单元各自设置一副管桥。进出装置的管道在南侧进出。
3.加热炉北侧预留21米的空间, 便于检修。反应炉与反应器靠近布置, 防火间距不限。重沸炉与反应器及其他工艺设备要有15m的防火间距[3]。加热炉附属的燃料气分液罐与炉体的防火间距不应小于6m[3]。
4.主管桥最北侧的循环油泵为超过自然点的工艺设备, 与加热炉要满足不小于4.5米的防火间距[3];其上方不得布置空冷, 若要布置, 需采取必要的措施。
5. 西北侧的分馏区有液态烃设备, 其距离加热炉要满足不小于22.5米的防火间距[3]。
6. 分馏区里, 液态烃设备和超过自燃点的设备, 防火间距要满足不小于7.5米[3]。
7. PSA单元与加氢裂化是联合装置, 可按装置内的防火间距考虑[3]。
8. 反应器及高换为超过自然点的设备, 与压缩机要满足不小于9米的防火间距要求[3]。
六、加氢平面布置应注意的问题
1.反应炉和反应器的布置关系。反应器和加热炉是加氢裂化的核心设备, 平面布置的好坏直接影响加热炉和反应器之间管线的走向。因该管道是高温高压大直径管线, 管径是DN450, 操作温度390℃, 操作压力16.8MPa, 管道壁厚45.24mm, 管道材质ASTM A312-TP321, 热胀量很大, 管子的刚度也很大, 炉管嘴子受力要求较为严格。因此, 解决管线的热应力, 是一大难点。故平面布置时, 反应炉中心线与反应器中心线要尽可能在一条线上, 利用管架做π型自然补偿。
2. 分馏塔进料重沸炉与分馏塔之间, 管道要步步高进分馏塔, 因此, 该段要尽量短, 且满足应力要求。
3. 压缩机和高压设备集中布置, 便于操作和管理, 节省高压管道, 节约投资。
七、本装置平面布置需要改进的问题
首先, 由于装置是在建在原预留地, 占地面积受限, 装置显得较为拥挤。位于分馏区管架上的空冷, 由于两侧为高塔和构架, 设备吊装检修不方便。其次, 副管桥过多, 主梁和侧梁会增多、增高, 投资会加大。第三, 分馏区和脱硫及溶剂再生区之间管线的连接, 需要走U型管带, 管线会绕远, 投资也会增加。
摘要：根据装置平面布置原则, 结合工艺特点和防火规范的要求, 阐述了加氢裂化装置设备平面布置的特点和注意事项。为今后的设计提供参考。
关键词：加氢裂化,设备平面布置图,装置平面布置
参考文献
[1]韩崇仁主编.加氢裂化工艺与工程[M], 北京:中国石化出版社, 2012, 7~8.
[2]全国压力管道设计审批人员培训教材[M], 北京:中国石化出版社, 2011, 165.
[3]中华人民共和国国家标准.GB 50160-2008石油化工企业设计防火规范[M], 北京:中国计划出版社, 2008, 16~21.
加氢设备 篇4
2009年7月, 中国石化股份有限公司九江石化公司90万t/年汽油加氢项目工程建设全面展开, 九江检安石化工程公司正在加紧进行塔器设备制造。该工程是中国石化重点工程建设项目, 总投资1.67亿元, 于2009年5月25日正式开工建设, 计划2010年1月建成。装置建成投产后, 九江石化公司生产的汽油产品硫含量将从0.05%降低到0.015%, 将为江西油品市场提供更加清洁环保的汽油, 企业年创利润可达2 300万元。
为一体的国有特大型石油化工联合企业, 炼油装置具备650万t/年炼油配套综合加工能力, 主要加工含硫量较高的仪征—长岭管输原油。为适应汽油产品质量升级的需要, 九江石化公司新建90万t/年汽油加氢装置。该工程施工建设总承包商为中石化二建公司, 九江检安石化工程公司承担系统配套工程和管线设备安装任务, 还承担了该装置汽提塔、循环氢脱硫塔、固定床反应器以及七台换热器等关键塔器设备制造任务。