[發(fā)明專利]化工焦炭塔鼓脹在線測(cè)量的判定方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210549766.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN103868465A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛華群;黃振海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寶鋼工業(yè)技術(shù)服務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/16
• 分類號(hào): G01B11/16
• 代理公司: 上海天協(xié)和誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31216
• 代理人: 張恒康

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化工焦炭塔鼓脹在線測(cè)量的判定方法。

背景技術(shù)

化工焦炭塔是一種從室溫到高溫周期性運(yùn)行的塔器，其由多個(gè)筒節(jié)焊接構(gòu)成，塔壁一般為不銹鋼復(fù)合層，介質(zhì)溫度為477℃，進(jìn)油時(shí)塔體壁溫由下至上在393～460℃之間，操作壓力為0．25?MPa。焦炭塔在整個(gè)生產(chǎn)周期中，塔壁各處在整個(gè)周期的每一瞬間溫度都是不同的，其縱向、環(huán)向及在厚度方向都存在著溫差，故在塔壁內(nèi)存在著一個(gè)十分復(fù)雜的三維溫度場(chǎng)。特別是在升溫和降溫的過程中，塔壁各部不同溫度產(chǎn)生的熱變形不一致，產(chǎn)生了相互的約束和牽制，從而在塔壁上也產(chǎn)生了熱應(yīng)力，在熱應(yīng)力作用下，塔壁焊縫熱影響區(qū)附近局部首先發(fā)生屈服，這種屈服區(qū)域的不斷擴(kuò)大和累積則形成焦炭塔的腰鼓變形。一般塔壁焊縫的屈服強(qiáng)度比塔壁母材高很多，焊縫區(qū)變形小，因此，焊縫總是起著筋條的作用，箍住塔壁母材，但又阻止不了母材的塑性變形，塔壁鋼板則徑向鼓凸鼓脹，這樣在不斷的循環(huán)過程中塑性變形不斷積累，最終以腰鼓的形式顯現(xiàn)出來。而焦炭塔的第二筒節(jié)和第三筒節(jié)是在充焦時(shí)受力最大的部位，所以腰鼓變形在第二筒節(jié)和第三筒節(jié)處更為嚴(yán)重，從而影響焦炭塔的安全運(yùn)行。而在焦炭塔壽命早期，變形部位僅局限于塔體下部，隨著時(shí)間的推移，上部產(chǎn)生的鼓脹更加明顯，如圖1所示，焦炭塔1整體呈現(xiàn)糖葫蘆狀。

針對(duì)焦炭塔的鼓脹，通常在檢驗(yàn)中只能目視檢查其是否有明顯的鼓脹跡象，然后用卷尺在鼓脹處沿塔壁環(huán)向量取周長(zhǎng)，與沒有鼓脹處的周長(zhǎng)值相減得到鼓脹值，這樣結(jié)果讀數(shù)誤差較大，而且不便于焦炭塔不停機(jī)時(shí)在線測(cè)量監(jiān)控其鼓脹發(fā)展情況。同時(shí)對(duì)于塔壁變形量的判定，目前每次檢驗(yàn)均應(yīng)用有限元計(jì)算方法對(duì)焦炭塔鼓脹變形值進(jìn)行評(píng)定計(jì)算，該方法時(shí)間長(zhǎng)，過程復(fù)雜，不利于檢驗(yàn)人員在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的快速判定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種化工焦炭塔鼓脹在線測(cè)量的判定方法，利用本方法準(zhǔn)確測(cè)取焦炭塔鼓脹值并依據(jù)鼓脹值快速作出焦炭塔安全性判定，極大方便了生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的焦炭塔檢驗(yàn)作業(yè)，確保了焦炭塔的安全可靠運(yùn)行。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明化工焦炭塔鼓脹在線測(cè)量的判定方法包括如下步驟：

步驟一、局部拆除焦炭塔鼓脹區(qū)的保溫材料，間隔焦炭塔鼓脹區(qū)塔壁垂直設(shè)置標(biāo)尺，采用激光測(cè)距儀沿標(biāo)尺水平測(cè)得距焦炭塔塔壁若干點(diǎn)距離L₀、L₁、L₂…L_n，其中L₀為焦炭塔塔壁無鼓脹點(diǎn)距離；

步驟二、計(jì)算焦炭塔塔壁若干點(diǎn)鼓脹值，分別為h₁=?L₀-L₁、h₂=?L₀-L₂…h(huán)_n=?L₀-L_n；

步驟三、根據(jù)壓力容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)規(guī)定中最大允許圓度偏差值曲線進(jìn)行擬合，根據(jù)擬合曲線，設(shè)定焦炭塔塔壁鼓脹的最大允許偏差值e的經(jīng)驗(yàn)公式，

e=0.030n+0.036t₀(D₀/t₀)/n?????????????????（1）

式（1）中：t₀為塔壁有效壁厚、D₀為焦炭塔外徑、n為失穩(wěn)系數(shù)，并且

n=[7.06(D₀/t₀)/(L/D₀)²]^{1/4??????????????????????????????????}（2）

式（2）中：L為焦炭塔長(zhǎng)度；

步驟四、焦炭塔的t₀、D₀和L均已知，根據(jù)式（2）計(jì)算得到失穩(wěn)系數(shù)n，然后由式（1）計(jì)算得到焦炭塔塔壁鼓脹的最大允許偏差值e，并定義η=e/D₀%；

步驟五、當(dāng)h₁/D₀、h₂/D₀…h(huán)_n/D₀分別小于η時(shí)，判定焦炭塔可以安全運(yùn)行，當(dāng)h₁/D₀、h₂/D₀…h(huán)_n/D₀其中有一項(xiàng)大于η時(shí)，判定焦炭塔失穩(wěn)。????