[發(fā)明專利]超大型管板熱校平方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810018212.7
• 申請日: 2008-05-16
• 公開（公告）號: CN101279335A
• 公開（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅曉軍;薛洲;張勇;金巨槐;范海明;柏立巍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油蘭州石油化工公司
• 主分類號: B21D3/00
• 分類號: B21D3/00;C21D1/30
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 張英荷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煉油化工、醫(yī)藥等行業(yè)用超大型列管式固定床反應(yīng)器、管殼式換熱器、管殼式余熱鍋爐等大型設(shè)備中的管板校平技術(shù)。

背景技術(shù)

煉油化工領(lǐng)域的2萬噸/年順酐裝置核心設(shè)備——列管式固定床反應(yīng)器的為目前國內(nèi)設(shè)計參數(shù)(P·V乘積)最大的設(shè)備，該反應(yīng)器外形尺寸為6550x13149mm，管板厚90mm，共有18796根Φ25x2x6000mm的反應(yīng)管兩端與上下管板相焊，共計37592個焊接管頭，形成管程和殼程；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)緊密，總重達(dá)200噸。其制造管程介質(zhì)為空氣、正丁烷，殼程介質(zhì)為450℃熔鹽，工作時原料氣自反應(yīng)器底部進(jìn)入管程，高溫熔鹽通過殼程加熱原料氣，原料氣與填裝在管束內(nèi)的催化劑經(jīng)熔鹽加熱反應(yīng)生成產(chǎn)品。

反應(yīng)器上下兩塊管板規(guī)格為4936x90mm，材質(zhì)為16MnR正火鋼板。由于受國內(nèi)鋼板生產(chǎn)能力的限制，管板只能由兩塊2500x5000x110mm的鋼板拼接成形，焊接24小時后對拼接焊縫進(jìn)行100％RT和20％UT無損檢測合格后再進(jìn)行整體消應(yīng)力熱處理。

由于管板直徑和厚度較大，而且焊接時處于自由狀態(tài)，沒有任何約束，很難控制由于焊接應(yīng)力、溫差應(yīng)力等造成的管板變形。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了減少石油化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域大型列管式固定床反應(yīng)器、管殼式換熱器、管殼式余熱鍋爐等大型設(shè)備中管板加工余量，降低制造成本，提高工作效率，提供一種超大型管板熱校平方法。

本發(fā)明大型管板熱校平方法，是在管板毛坯熱處理時在凸面放置配重進(jìn)行熱校平。這樣，一方面通過熱處理消除管板的焊接殘余應(yīng)力，另一方面通過熱處理過程中壓配重的方式進(jìn)行管板校平。具體方法如下：

具體為熱處理時將管板毛坯平置于H型鋼支架上，使管板下方距爐底400～600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撐一層高為250～350mm的工型鋼支架，并在工型鋼支架上放置配重，使火焰從管板毛坯上下兩面均勻加熱，防止加熱不均造成管板毛坯變形和溫差應(yīng)力。

所述配重是管板重量的2～2.5倍。配重包括交錯配置的三層配重，其中第一層配重是管板重量的0.5～0.8倍，第二層配重是管板重量的1.0～1.5倍，第三層配重是管板重量的0.3～0.5倍。

管板整體熱處理的參數(shù)為：裝爐溫度≯400℃，升溫速度≤45.5℃/h，加熱溫度625±25℃，保溫時間4.5h，冷卻速度40～50℃/h，冷卻條件，隨爐冷卻至400℃后空冷。

本發(fā)明可快速、簡單的將拼焊管板進(jìn)行校平，成本低、效率高、效果好，同時減少管板的制造加工余量，并能確保管板的密封性，保證設(shè)備的安全運行。

附圖說明

圖1為管板熱校平支架及配重擺放圖

1——H鋼型支架?????2——管板?????3——配重1

4——配重2?????????5——配重3????6——工型鋼支架

圖2為管板熱處理工藝參數(shù)曲線

具體實施方式

下面以蘭州石油化工公司2萬噸/年順酐裝置核心設(shè)備——列管式固定床反應(yīng)器的制造為例，對本本發(fā)明的超大型管板熱校平方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。

(1)由于管板焊接完畢后實測管板焊接完畢后不平度為36mm。設(shè)計圖紙和標(biāo)準(zhǔn)要求管板機(jī)加工后的平面度≤10mm。管板的加工余量為16mm，因此確定校平后的管板毛坯不平度應(yīng)≤20mm，以確保管板毛坯校平合格后有足夠的余量進(jìn)行機(jī)加工。

(2)熱處理過程中在管板上面壓重物進(jìn)行整體熱校平：即在管板毛坯熱處理時在凸面?zhèn)葔悍胖门渲剡M(jìn)行熱校平的工藝。一方面通過熱處理消除管板的焊接殘余應(yīng)力，另一方面通過熱處理過程中壓配重的方式進(jìn)行管板校平。具體方法如下：

熱處理時將管板毛坯2平置于H型鋼支架1上，使其下方距爐底400～600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撐一層高約250～350mm的工型鋼支架6，并在其上放置吊車配重，使火焰從管板毛坯上下兩面均勻加熱，防止加熱不均造成管板毛坯變形和溫差應(yīng)力。

熱處理支架及配重擺放如圖1所示：其中管板熱處理時配重1、3的規(guī)格：55000x2200*50，單重5.4噸，共用3塊。配重2的規(guī)格：55000x2200*200，單重10.0噸，共用2塊。熱處理支撐平臺H型鋼支架1用H型鋼規(guī)格：300(腹板寬度)x500(翼板寬度)x24(腹板厚度)x12(翼板厚度)mm，共用L＝6000mm的H型鋼4根。

(3)管板整體熱處理參數(shù)：見表1；管板熱處理工藝參數(shù)曲線見圖2.

表1管板整體熱處理參數(shù)