資源優(yōu)化技術(shù)改造工程氣化爐制造

周學(xué)駿

（山東大齊石油化工設(shè)計(jì)有限公司，山東淄博 255400）

資源優(yōu)化技術(shù)改造工程氣化爐制造

周學(xué)駿

（山東大齊石油化工設(shè)計(jì)有限公司，山東淄博 255400）

介紹了資源優(yōu)化技術(shù)改造工程工藝裝置中氣化爐的制造過程，敘述了氣化爐主要的制造要點(diǎn)、主要部件的焊接工藝、Cr-Mo鋼的焊前預(yù)熱及焊后熱處理在設(shè)備制造過程中的重要性，總結(jié)了在氣化爐制造過程中出現(xiàn)的主要問題及處理方法。

氣化爐；制造；焊接；熱處理；檢驗(yàn)

1 概述

氣化爐是資源優(yōu)化技術(shù)改造工程10萬m3（標(biāo)）/h氣化裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，設(shè)備凈重130h，總高度17 555mm，內(nèi)徑Φ2 756mm，有內(nèi)件，設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示。設(shè)備上段為燃燒室，筒體厚度86mm，材質(zhì)為SA387Cr11CL2；設(shè)備下段為急冷室，筒體為復(fù)合板，厚度80+4mm，材質(zhì)為SA387Cr11CL2+316L；中間過渡段筒體為整體短件，材質(zhì)為SA387Cr11CL2，加工后堆焊不銹鋼，堆焊層厚度為5mm。設(shè)備操作溫度和操作壓力較高，相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

2 氣化爐的主要技術(shù)要求

2.1燃燒室材料要求

主體材料為δ＝86mm的SA387Cr11CL2鋼板。采用堿性電爐或氧氣轉(zhuǎn)爐加精煉及真空脫氣方法冶煉，屬細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼。該種鋼板的綜合力學(xué)性能較15CrMoR有所提高，鋼板應(yīng)以正火+回火熱處理交貨狀態(tài)，鋼板應(yīng)按SA-578/SA578M的要求進(jìn)行超聲波檢測，驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)為C級(jí)合格。熱加工和熱成型過程不能代替正火熱處理。

2.2急冷室材料要求

材料基層材料要求與燃燒室SA387Gr11CL2材料技術(shù)要求相同外，復(fù)層材料316L應(yīng)符合ASME材料規(guī)定SA-240的要求。復(fù)層金屬應(yīng)與基層金屬結(jié)合牢固，方法采用扎制復(fù)合、爆炸附和或爆炸加扎制復(fù)合，固溶處理的持續(xù)時(shí)間應(yīng)盡可能短，敏化熱處理后進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)，復(fù)合后按SA-587/SA-587M的要求進(jìn)行超聲波檢測合格。

3 主要焊接工藝和措施

根據(jù)理論分析和工藝評(píng)定結(jié)果，考慮1.25r-0.5Mo鋼有較大的產(chǎn)生冷裂紋、再熱裂紋和回火脆化傾向，對(duì)制定了如下工藝措施用于產(chǎn)品焊接：

1）火焰切割坡口或碳弧氣刨坡口須打磨出金屬光澤后進(jìn)行100%MT檢查。碳弧氣刨前須預(yù)熱到150-200℃。

2）所有機(jī)加工坡口進(jìn)行100%MT檢查。

3）所有鉻-鉬鋼焊接焊前預(yù)熱150-200℃。并保持此層間溫度至每條焊縫結(jié)束，每條焊縫應(yīng)避免中斷焊接，否則應(yīng)增加消氫處理，鉻-鉬鋼部分焊接完成后進(jìn)行350-400℃×3h消氫處理。

4）探傷須在焊后24h進(jìn)行。

5）過渡層焊接應(yīng)保持預(yù)熱溫度，焊接后PT檢測合格，復(fù)層焊接層間溫度不大于100℃。

6）過渡層及復(fù)合層焊接前分別測量深度并做好記錄，確保過渡層不小于2mm，復(fù)合層不小于3mm。

7）焊接接頭按要求進(jìn)行化學(xué)成分和鐵素體含量檢測。

8）嚴(yán)格工藝紀(jì)律，焊接熱輸入量不得超出工藝評(píng)定上限。

4 消氫處理

中間消氫處理，其作用就是降低焊縫中的擴(kuò)散氫含量，從而減少焊縫產(chǎn)生冷裂紋的傾向，根據(jù)文獻(xiàn)[4]中的加熱條件與擴(kuò)散氫含量的關(guān)系，該反應(yīng)器的焊后消氫規(guī)范為350℃～400℃×3h。

5 熱處理

熱處理分為中間熱處理和整體焊后熱處理。中間熱處理的目的是消除殘余應(yīng)力，防止冷裂紋產(chǎn)生。焊后熱處理不僅可以消除殘余應(yīng)力，而且能改善組織，提高焊接接頭的力學(xué)性能，包括提高焊接接頭的高溫蠕變強(qiáng)度和組織穩(wěn)定性，降低焊接接頭及熱影響區(qū)的硬度等。

5.1焊前預(yù)熱

所有Cr-Mo鋼氣割和焊接前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150-200℃，預(yù)熱范圍包括接頭中心兩側(cè)200mm。

5.2中間消除應(yīng)力熱處理

所有接管與筒體、封頭焊接后分兩段進(jìn)行中間消除應(yīng)力熱處理，熱處理溫度600-630℃，升溫速度50-70℃/h，保溫3h。

5.3最終消除應(yīng)力熱處理

設(shè)備焊接工作全部完成后進(jìn)行最終消除應(yīng)力熱處理，690℃±14℃，保溫6小時(shí)。升降溫速度：50-70℃/h，熱處理后基層不能再進(jìn)行焊接工作。

6 結(jié)語

（1）設(shè)備嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和工藝方案進(jìn)行施工制造，經(jīng)技術(shù)監(jiān)督部門、設(shè)計(jì)單位和用戶的聯(lián)合檢查驗(yàn)收，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，質(zhì)量合格，達(dá)到國內(nèi)外同類產(chǎn)品水平。

（2）對(duì)SA387Cr11CL2鋼的焊接，須嚴(yán)格地進(jìn)行焊前預(yù)熱、焊后消氫、中間熱處理和焊后熱處理，嚴(yán)格控制焊接層間溫度，焊接盡量采用較小的線能量輸入。

（3）整體焊后熱處理規(guī)范選用690±14℃ X 6小時(shí)，對(duì)保證焊縫的綜合機(jī)械性能是合適的。

[1] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2011.

[2] 丑津七.煉油化工設(shè)備制造工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1988.

[3] 李喜孟.無損檢測[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

Gasifier Manufacturing Resource Optimization Technological Transformation Projects

Zhou Xue-jun

This paper introduces the technological transformation project resource optimization process units gasifi er manufacturing process，described the gasifi er major manufacturing points，the main components of the welding process，after preheat Cr-Mo steel welding and heat treatment in the importance of the device manufacturing process，summarized the main problems and treatment methods appear in the gasifi er manufacturing process.

gasifi er；manufacturing；welding；heat treatment；Inspection

TQ545

A

1003-6490（2016）01-0101-02

2016-01-07

周學(xué)駿（1987—），男，山東臨淄人，助理工程師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。