夹套型压力容器的整体热处理

第 43卷第 5期 2006年 10月 化 工 设 备 与 管 道 PROCESS EQUIPMENT&PIPING Vo1．43 No．5 0ct．2006 夹套型压力容器的整体热处理 解凤奇 ， 高 忠。 (1．德州鲁王化工机械有限公司，德州 253019； 2．烟台凯联化工有限公司，烟台 264002) 摘 要：根据现行 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 规程的要求，通过实例探讨了如何实施夹套容器的整体热处理，并分别对各种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的安全性进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 关键词：夹套容器； 整体热处理； 安全性 中图分类号：TQ050．6 文献标识码：A 文章编号：1009．3281(2006)05-0032-03 Integral Heat Treatment of Pressure Vessel with Jacket Xie Fengqi ， Gao Zhong2 (J．Dezhou Luwang Chemical Machinery Co．， d Dezhou 253019； 2．Yantai Kailian Chemicals Co．，Ltd，Yantai 264002) Abstract In conformity to the current standards and codes，the integral heat treatment of the vessels with jacket，in this article．was discussed with practical example．Then，in safety aspect，several schemes were analyzed，respectively． Keywords jacked vessel，integral heat treatment，safety 夹套型压力容器是化工生产行业中经常采用的 一 种传热设备结构，内壳体往往有热处理的制造要 求，而在压力容器制造行业中，除大型压力容器及管 壳式换热器以外，中小型压力容器多以整体热处理 方式进行。但在热处理及压力试验的顺序问题上， GB150--1998(钢制压力容器》及99版《压力容器安 全技术监察规程》中均已做出规定：(1)压力试验应 在热处理之后进行；(2)内壳体压力试验合格后，再 焊接夹套，然后进行夹套内的压力试验。由此则出 现了：压力试验、夹套焊接、整体热处理三者之间的 顺序出现交叉，从而导致设计图样中按标准制定的 制造技术要求在施工过程中无法实现。 1 应用实例 氯碱化工行业在液氯充装工段中，经常采用一 种夹套式气化器，将液氯气化后与液氯储罐连通，用 于向钢瓶内灌装液氯。 1．1 结构 某氯碱化工厂一台液氯气化器，该设备为立式 结构，内壳体由上、下两个标准椭圆封头与圆形简体 构成，筒体大部分及下封头覆盖有夹套，上封头开有 人孔，为典型的带夹套立式容器。 1．2 主要技术参数 工艺及设计参数见表 1。 表 1 工业及设计参数 指 标 项 目 — — 设备内 夹套内 收稿日期：2005．12-26 作者简介：解凤奇(197l一)，男，高级工程师，单位技术负责人，质保 工程师。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第43卷 解凤奇．浅谈夹套型压力容器的整体热处理 ·33· 1．3 主要相关技术要求 (1)本设备须进行焊后整体消除应力热处理； (2)热处理后，设备内以2．2MPa(表压)进行水 压试验，合格后，以1．75 MPa(表压)的压缩空气进 行气密性试验；均合格后，再焊接夹套，并以0．5MPa (表压)进行夹套内的水压试验。 可见，技术要求出现了整体热处理 、内筒压力试 验、夹套焊接三者之间在顺序上交叉。采取什么样 的方式才能既符合标准、规程的制造顺序，又能满足 设备的安全性要求呢?笔者根据实际经验总结出几 种可行的解决方法，以供大家参考探讨。 2 几种可行的处理方法及安全性分析 2．1 夹套与内壳体同时进行整体热处理 2．1．1 工艺过程简述如下： (1)内壳体焊接； (2)内壳体 100％无损检测； (3)内壳体以2．0 MPa(表压)的压缩空气进行 “气压”试验； (4)组焊夹套(夹套上的焊接接头已经无损检 测合格)； (5)设备整体热处理； (6)内壳体以2．2MPa(表压)进行水压试验； (7)内壳体再以 1．75MPa(表压)的压缩空气 进行气密性试验； (8)夹套内以0．5MPa(表压)进行水压试验。 最终将内壳体气压试验、水压试验、气密性试验 及夹套水压试验的试验过程及结果分别记人产品质 量档案和质量证明书。 2．1．2 安全性分析 不难看出，内壳体进行了两次压力试验，尤其 在夹套焊接以前，内壳体进行了一次 2．0MPa气压 试验，目的在于检查将被夹套覆盖部分内壳体上的 焊接接头是否合格；但进行该试验的前提条件是内 壳体的焊接接头须经 100％无损检测合格，并且试 验时应有可靠的安全防护措施。 进行内壳体的气压试验时，壳体中的一次应力 按下式计算： PT(Di+ 。) ，，、 0-1 — 一 式中 PT——气压试验压力，MPa； PT=1．15×1．75=2．0 MPa； i — — 简体内径，Film，D =1200 mm； 6 ——试验状态下的有效厚度，不扣除腐蚀 裕量，mm； 6 =6 。一C1=14—0=14 mm 则由式(1)计算 0-，=2．0×1 214／28=86．7 MPa 因选用 16 MnR材料，故 80％ 0- =80％ ×345 = 276 MPa 可见 0-1<80％ 0- 且当6 =14 mm时，能够满足的计算压力按下 式计算： P 一 ： ：! 7、 。一 D +6 。 、 式中 P ——计算压力，MPa [0-] ——设计温度下的许用应力， [0-] =170 MPa — — 焊接接头系数， =1．0 贝0 P =2×170×1．0×14／(1 200+14)=3．92 MPa 此时的气压试验压力可取为 P ：1．15×3．92 = 4．5 MPa > PT=2．0 MPa 可见本试验没有形成气压试验本质上的超压强 度试验，实际上是一个压力相对较低的气密性试验 过程，过程本身的安全性是足够的。 2．2 夹套上的局部与内壳体同时进行热处理 2．2．1 过程简述 遵循的原则是既能给制造带来便利，又不影响 使用工艺性能。实施的前提是将设备上的夹套结构 做适当修改：即将夹套顶端的折边结构设计成环形 平板或角钢圈结构，并事先按图样位置与内简体组 焊；底部设计成锥节或圆筒并与釜底封头组焊。将 焊后的半成品进行热处理，热处理完成后，分别进行 内壳体的水压及气密性试验，均合格后，再将夹套的 主体部分套人，分别与顶环板及底锥节组焊，形成整 体后不再进行夹套部分的热处理，只以0．5 MPa(表 压)进行夹套内的水压试验。采取该措施时，应尽 量避免在夹套覆盖部分的内简体上开设工艺接管。 2．2．2 安全性分析 我们对该设备进行热处理的目的在于消除焊接 残余应力，改善焊接接头的金相组织，以利于设备的 维普资讯 http://www.cqvip.com · 34· 化 工 设 备 与 管 道 2006年第5期 安全运行，该要求主要是针对氯气而言，未经热处理 的焊接接头是由Q235一B钢板经 E4303焊条焊接 而成，且接触的介质为热水，不足以构成热处理的充 分条件，可以不进行热处理；而因结构更改带来的顶 环板及底锥节的强度是否足够确是至关重要的，这 两个零件的结构尺寸须按 GB150--1998中的有关 章节经强度计算来确定。 2．3 内壳体进行热处理。夹套进行局部热处理 2．3．1 工艺过程简述如下： (1)内壳体组焊完毕； (2)内壳体进行 100％无损检测； (3)内壳体整体热处理； (4)内壳体以2．2 MPa(表压)进行水压试验； (5)内壳体再以 1．75 MPa(表压)的压缩空气 进行气密性试验； (6)组焊夹套(夹套上的焊接接头已经无损检 测合格)； (7)夹套与内壳体的连接焊缝进行局部热处理 (其余焊缝不再进行热处理)； (8)夹套内以0．5 MPa(表压)进行水压试验。 2．3．2 夹套不进行热处理的可行性及安全性分析 与 3．2．2条相同，在此不再详述。 2．4 内壳体进行热处理，夹套不做热处理 2．4．1 工艺过程简述如下： (1)内壳体组焊完毕； (2)内壳体进行100％无损检测； (3)内壳体整体热处理； (4)内壳体以2．2 MPa(表压)进行水压试验； (5)内壳体再以1．75 MPa(表压)的压缩空气 进行气密性试验； (6)组焊夹套(夹套上的焊接接头已经无损检 测合格)； (7)夹套内以0．5 MPa(表压)进行水压试验。 2．4．2 采取该措施时，首先应满足以下条件： (1)夹套壁厚在满足强度及寿命的前提下应尽 量减薄，以利于因焊接残余应力而产生的变形释放 在夹套简体上； (2)夹套与内壳体外壁的连接焊缝，应采取硬 度不大于HB185的焊接工艺施焊。 2．4．3 夹套不进行热处理的可行性及安全性分析 与 2．2．2条相同，在此不再详述。 4 结束语 根据以上讨论可知，夹套型压力容器的整体热 处理可采取四种途径实现： (1)夹套与内壳体同时进行整体热处理； (2)夹套上的局部与内壳体同时进行热处理； (3)内壳体进行热处理，夹套进行局部热处理； (4)只进行内壳体的热处理，不进行夹套的热 处理； 选择的依据是根据具体情况下，内筒与夹套所 盛装的介质、工作参数、选用材质、结构型式等条件 确定。 《管道技术与设备》征订启事 《管道技术与设备》杂志面向原油、成品油、天然气、化工 、热力 管网、煤气、城市给排水管网、煤浆、矿浆、冶金等与管道输送有关的 行业。刊载内容为应用于管道系统的新技术、新工艺、新产品、新经 验及发展动态，设置了设计与研究、管件与设备、施工与焊接、腐蚀 与防护、控制与测量、清洗技术、经验与交流、国外管道技术、市场动 态信息等栏目，富于创新性、实用性，特别适合于在科研单位、大专 院校和施工单位从事管道系统设计、施工、控制及维护的技术人员 以及从事管道输送工艺研究的技术人员。 大 16开本，双月刊。定价：4．0元／册，全年价：24．0元。邮发代 号：8—145 地址：沈阳市大东区北海街 242号 邮编：110043 电话：(024)88718630 传真：(024)88718619 《粘接》征订启事 《粘接》杂志是全国胶粘剂行业创刊最早(1980年)的科技期 刊，国内外公开发行，及时为您报道胶粘剂及相关领域的最新理论、 研究成果，实用技术和产品；为您提供国内外胶粘剂及相关行业动 态、生产设备及原材料等宝贵信息。主要栏目有：研究报告及专论、 综述、译文、应用技术、信息、专利等。内容丰富、信息量大，是各大 专院校师生、科研院所、胶粘剂生产厂家等相关人员的良师益友。 双月刊，大 16开本 ，64页，单价 10．00元，全年订价60．00元；国 内邮发代号38—40。 地址：湖北省襄樊市清河路 33号 邮编：441003 电话：(0710)3820251-825 3820811(兼传真) 网址：http：／／www．zhanjie．corn．(311 E—mail：zha~zz@263．net。 维普资讯 http://www.cqvip.com