曜文编译致力为大家分享更多更好的高质量论文，供大家学习参考。同时大家也欢迎大家通过转载的方式进行分享，让更多的人能够观看学习，从中获得经验和灵感，小编将为大家提供*新sci论文资讯。

　　1设备简介

　　我公司为某焦炉煤气项目制造的煤化工设备的关键设备甲醇合成塔，设备内径φ4000mm、壳程*小壁厚60mm，管程壁厚100mm，换热管长度8000mm，数量：4829根，重量216000kg，，总长15900mm。设备介质为甲醇合成气、沸腾水，具有易爆、毒性程度为中度危害的特性，所以，在管程980mm范围(包括加强段筒体Ⅰ)表面堆焊厚度为7mm耐腐蚀层[2]。它是公司迄今为止加工制造结构*复杂、内径*大、换热管数量*多的大型设备Ⅲ类甲醇换热器设备。甲醇合成塔主要由上、下球形封头、上、下管板、加强段筒体I、II、壳程筒体、合成气出(入)口、人孔、裙座等部分组成，结构如图1所示，主要技术参数见表1所示。与以往甲醇合成塔结构有明显的不同：①管板与壳程筒体焊接接头采用对接式，便于焊接操作和无损检测，以往为嵌入式，焊接和检测较困难，而且存在焊接应力集中、管板变形等现象。②管、壳程接管均采用全焊透插入式结构，壳程加强部分由于壁厚采用安放式结构，为保证全焊透，焊后机加工去掉焊缝根部未焊透部分。③设备采用上封头设置三个热电偶、单环管结构，对设备开、停车及运行中管、壳程平均壁温进行有效检测，提高设备的安全可靠性，降低制造难度。以往为双环管，分别放置在管、壳程的适当位置，加工制造困难。

　　2材料

　　设备结构为板-锻焊结构，所用材料充分考虑到工作过程中介质特性和工艺条件，以及设备在制造过程中材料的焊接性、工艺性和经济性。设备壳程主体材质为13MnNiMoR，要求不仅满足GB/T713—2014，还满足材料专用技术条件要求，包括力学性能(常温拉伸、高温拉伸、夏比冲击、Z向拉伸)和弯曲性能。13MnNiMoR材料是中低温压力容器用钢板，供货状态为正火+回火，属于可焊接细晶材料，具有热强性能高、抗裂纹扩展敏感性好等优点;管程15CrMoR是低合金高强度中温抗氢钢，热处理常采用“正火+回火”。在550℃以下时，不仅具有良好的高温力学性能，抗高温氧化性能，抗腐蚀性能，而且具有良好的韧性和工艺性能和焊接性。这两种材料广泛应用于石油、煤化、核电等使用条件苛刻、存在介质腐蚀的大型核心设备和关键设备制造[3]。管板材料为20MnMoⅣ锻件，符合NB/T47008—2017规定要求。换热管材料：UNSS31803，标准：ASMESA-789M。换热管规格为φ44mm×2mm、L=8000mm，无缝、冷拔成型并经过固熔退火和表面处理。不允许拼接，奥氏体和铁素体双相比例45%～55%，组织中不应有σ相等脆性析出，孔蚀抗力值PRE≥34。出厂前逐根按ASTME213规定要求进行超声波检测及涡流检测。

　　3焊接

　　设备焊接是整个设备制造的关键，直接影响设备的安全性和使用性。由于设备主体材料13MnNiMoR、15CrMoR本身化学成分中碳当量、裂纹指数均较高，材料在成型、焊接过程中具有淬硬性和热、冷裂纹趋向等特点;同时，母材厚度较厚，在焊接过程中存在较大焊接应力和拘束度，且焊缝还存在一定量的扩散氢，这些都是产生焊后冷、热裂纹的主要因素，必须严格按照焊接工艺评定要求进行施焊，焊前预热、焊道层间温度、焊后立即消氢处理都是防止裂纹产生的关键工步，必须严格按照评定确定技术参数施焊;同时，焊材选用低氢型，保证焊接质量稳定可靠。根据设备结构和材料特点，主要焊接过程共有4处：壳程焊接、管程焊接、管程表面堆焊、换热管与管板焊接。

　　3.1焊前准备

　　焊前清除坡口及两侧母材表面至少20mm范围内的氧化物、油污、熔渣及其他有害污渍;所有受压元件Cr-Mo钢、13MnNiMoR焊接坡口及两侧20mm范围焊前表面按NB/T4703.5—2015要求进行100%MT检测，I级合格。所有锻件堆焊面加工后进行100%MT检测。

　　3.2壳程焊接

　　壳程焊接主要是上、下加强段筒体Ⅱ分别与管板、壳程筒体的焊接。管板材料：20MnMoⅣ锻件，相连接加强筒体Ⅱ、壳程筒体材料：13MnNiMoR，厚度分别为100mm、60mm，焊接位置为筒体与筒体、筒体与加强筒体Ⅱ的焊接，属同种材料间焊接。加强筒体Ⅱ与壳侧管板之间焊接属于异种钢焊接，但这两种钢材差异较小，且20MnMoⅣ的焊接性要好于13MnNiMoR，因而把两者同样对待(选择相同的焊材和工艺条件)，不仅保证焊接安全，而且减少焊材种类以便管理，这些都是经过工艺评定的验证。加强筒体Ⅱ与壳程筒体焊接端按1∶3削边处理减少焊接过程中的应力集中保证光滑过渡，采用双“U”型对接坡口。焊前预热温度：150～200℃，道间温度：150～250℃，并用红外线测温仪对温度进行有效的监测。根据材料和焊接工艺评定确定焊接工步：①清理干净坡口及两侧各25mm范围内水、锈、油污、积渣及其他有害等杂物;②焊条电弧焊点固埋弧焊施焊序1、2;③反面碳弧气刨清根后，打磨至露出金属光泽，然后埋弧焊施焊序3;④注意层间及焊后焊缝表面渣及飞溅物的清理。操作过程如图2所示，焊接技术参数如表2所示。焊后立即消氢热处理：履带加热，加热温度325±25℃，保温120min，空冷。

　　3.3管程焊接

　　管程主要焊接是上、下加强段筒体Ⅰ分别与管板、封头的焊接。封头材料：15CrMoR(正+回)，成型厚度65mm、充分考虑成型后冲压减薄量采用77mm工艺厚度进行成型。相连接管板和封头，管程筒体材料：13MnNiMoR，厚度100mm，属异种材料间焊接。考虑到15CrMoR与13MnNiMoR焊接性相近，基于同样的理由，经过工艺评定的验证，选用了13MnNiMoR的焊材和焊接条件，加强筒体Ⅰ与管程封头焊接端，按1∶3削边进行对接焊接。因此其焊接材料、工艺技术参数、工步要求及焊后消氢处理与壳程筒体相同[4]。

　　3.4管程内表面堆焊

　　按照图纸要求和介质属性，提高管板抗晶间腐蚀能力，管板和管程内表面(包括加强筒体I)高度980mm范围内进行耐腐蚀堆焊，采用带极堆焊7mm不锈钢耐腐蚀材料，分两层堆焊：过渡层EQ309L，面层EQ308L。整个堆焊层表面平整，厚度均匀，*厚与*薄之差不大于1mm[5]。堆焊过程中应尽量减少母材向堆焊层的稀释率，要求堆焊材料含碳量控制在0.029%以内，且施焊时应严格控制层间温度。焊前预热温度≥150℃，道间温度≤100℃。焊接工步如下：①焊前清理待堆焊面油污、锈、水等有害杂质;②堆焊过渡层序1，厚度为2.5～3mm;并进行消应力热处理;③堆焊耐腐蚀层序2，堆焊层总厚度≥7mm;④注意层间焊渣及表面飞溅的清理及对堆焊层表面保护。根据堆焊工艺评定确定堆焊操作过程如图3所示，堆焊技术参数如表3所示。

　　3.5管板与换热管的焊接

　　管板材料为20MnMoⅣ锻件上表面堆焊7mm耐腐蚀层，换热管材料为S31803，规格φ44×2，按图纸要求换热管与管板连接为强度焊加贴胀，必须保证具有足够的强度和密封性能。换热管与管板采用氩弧焊，焊接部位在耐腐蚀层2mm范围内，分两道进行：**道施焊时，保证根部焊透，焊缝表面不能超出管板表面，焊后壳程做0.3MPa的气密检查;合格后施焊第二道，保证焊角高度符合工艺要求，控制第二道的起弧收弧点与**道的起弧收弧点错开180°;接头搭接处焊前必须打磨，保证焊接处质量，焊接结构如图4所示，技术参数如表4所示。无损检测合格后按胀接工艺确定参数进行胀接。为防止胀接对焊接接头产生影响，距离焊口15mm应禁止胀接。

　　4结束语

　　此项目甲醇合成塔结构复杂、内径较大、焊接制造难度大，是我公司首次加工制造煤化工行业*大型关键设备，通过各项试验和焊接工艺评定试验应用于设备制造中，水压试验和各项检查均一次性合格，顺利完成制造任务。设备投产至今运行已2年多，运行稳定，质量可靠，未出现任何质量、安全事故隐患问题。极大地提高了我公司在大型甲醇关键性设备制造的技术水平和能力，为公司后续煤化工关键核心设备的经营提供技术支持和制造经验。

　　参考文献

　　[1]梁志伟.甲醇合成塔的技术简介[J].内蒙古石油化工，2011，37(21)：28-32.

　　[2]王瑜.大型甲醇合成塔结构形势探讨[J].一重技术，2005，44(1)：20-21.

　　[3]王文全，王风有，岳伟，等.大型甲醇合成塔的制造技术[J].化工设备与管道，2013，50(6)：19-24.

　　[4]秦国明，董宏欣.甲醇合成塔的焊接制造技术[J].化工装备技术，2004，25(2)：41-44.

　　[5]李玉虎，刘静，杨占波.甲醇合成塔的焊接制造[J].压力容器，2007，24(12)：22-25，44.

　　作者：杨美昆 关勇军 单位：西安核设备有限公司

　　声明：本文转载于网络，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;本站致力于为大家 提供更多，更好的新闻内容。曜文专业，专注，为您提供SCI论文润色，发表服务。

　　如果您还苦于没有选题思路，或者写作无法进展，请您联系曜文编译，我们会为您提供一站式学术服务解决方案。不管您是有sci论文翻译、sci润色，还是其他学术编译需求您都可以放心交给我们。