螺紋鎖緊環(huán)式換熱器介紹

螺紋鎖緊環(huán)式換熱器介紹、概述、螺紋鎖緊環(huán)式換熱器制造簡(jiǎn)述三、螺紋鎖緊環(huán)式換熱器簡(jiǎn)明工藝流程圖一、概述1.簡(jiǎn)要說(shuō)明螺紋鎖緊環(huán)式換熱器是當(dāng)前世界先進(jìn)水平的熱交換設(shè)備，國(guó)內(nèi)外大型煉油企業(yè)在加氫裂化和重油加氫脫硫裝置中一般均采用此種形式換熱器。它具有結(jié)構(gòu)緊湊,泄漏點(diǎn)少，密封可靠，占地面積小，節(jié)省材料的特點(diǎn).一旦運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏點(diǎn)，也不必停車(chē)，緊固內(nèi)、外圈頂緊螺栓即可達(dá)到密封要求。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工量大，裝配復(fù)雜,拆卸需要借助專(zhuān)用工裝，隨著煉油規(guī)模及裝置大型化及其裝置的更新、增加，對(duì)此類(lèi)設(shè)備的年需求量日增。以往此類(lèi)設(shè)備，均依賴從日本、美國(guó)及意大利進(jìn)口,國(guó)家每年需支付大量外匯，故早在“七五”期間，國(guó)家將其列入國(guó)產(chǎn)化攻關(guān)項(xiàng)目，由中石化總公司、原機(jī)械部組織，洛陽(yáng)設(shè)計(jì)院與蘭石廠聯(lián)合攻關(guān)。最初，通過(guò)引進(jìn)、吸收、消化國(guó)外技術(shù)及意大利IMB公司合作生產(chǎn)的方式，為鎮(zhèn)海煉廠“80萬(wàn)噸/年加氫裂化裝置”生產(chǎn)出兩臺(tái)（重疊為一組）“H--H”型螺紋鎖緊式換熱器。在此基礎(chǔ)上，又進(jìn)行了聯(lián)合攻關(guān)的第二步，即完全國(guó)產(chǎn)化一臺(tái)，此臺(tái)也用于此裝置中。這三臺(tái)換熱器,在鎮(zhèn)海煉廠未停車(chē)運(yùn)行三年多后進(jìn)行設(shè)備檢修至今運(yùn)行正常，證明其質(zhì)量是有保證的。此三臺(tái)換熱器的制造成功，標(biāo)志著此類(lèi)換熱器整體制造功關(guān)目的已基本達(dá)到，從設(shè)計(jì)到制造，已具備國(guó)產(chǎn)化的條件。雙殼程螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器為九十年代國(guó)外新一代高科技產(chǎn)品。八十年代中期，各制造廠家就在開(kāi)發(fā)研究“雙殼程螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器”上投入了較大的人力、物力，從材料的采購(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，制造工藝及質(zhì)量控制等方面進(jìn)行了大量的工作，并制定出科學(xué)合理可操作的制造工藝方案。此類(lèi)設(shè)備主體材料的焊接和內(nèi)壁不銹鋼層的堆焊，其工藝已相當(dāng)成熟。單個(gè)筒體環(huán)縫坡口均采用立車(chē)加工，以保證組裝后的直線度。為了保證兩大段組裝后達(dá)到圖紙的要求，在兩大段對(duì)接端口設(shè)計(jì)了自動(dòng)定心工裝，大螺紋加工是本設(shè)備制造非常重要的一環(huán)，各制造公司設(shè)計(jì)了專(zhuān)用測(cè)量工具及樣板，編制了專(zhuān)用加工工藝和檢檢方法，采用了大型數(shù)控鏜銑床加工，保證大螺紋一次加工成功，換熱管與管板貼脹，采用新開(kāi)發(fā)出的液壓漲管技術(shù)進(jìn)行漲結(jié)，管壁無(wú)機(jī)械損傷和減薄，提高了管壁抗腐蝕能力，并且大大便利了內(nèi)部施工，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度.安裝管箱內(nèi)件，采用新設(shè)計(jì)旋螺紋工裝旋入大螺紋，確保螺紋環(huán)旋到位.這充分說(shuō)明國(guó)內(nèi)制造廠有條件，有能力制造開(kāi)發(fā)更高參數(shù)更新結(jié)構(gòu)的雙殼程螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器。八十年代,此設(shè)備在石油行業(yè)一直為國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品,國(guó)內(nèi)于1989年在國(guó)內(nèi)首家與意大利IMB合作為鎮(zhèn)海煉油廠成功生產(chǎn)了三臺(tái)螺紋鎖緊環(huán)高壓換熱器，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)制造領(lǐng)域的空白，此后又先后為遼化、武石化、天津煉廠、長(zhǎng)嶺煉廠、鎮(zhèn)海煉化等單位提供了近150臺(tái)此類(lèi)設(shè)備.產(chǎn)品質(zhì)量完全可替代國(guó)外進(jìn)口。遵守執(zhí)行的主要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)備除遵守制造協(xié)議的要求外，尚應(yīng)符合設(shè)計(jì)院的圖紙及下列規(guī)范、規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。2.1GB150《鋼制壓力容器》或JB4732《鋼制壓力容器--分析設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》2.2勞動(dòng)部頒發(fā)的《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。JB4730《壓力容器無(wú)損檢驗(yàn)》。JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評(píng)定》JB4726-4728《壓力容器用鍛件》。ASMEBPVCode伽-1、伽-2、TEMA標(biāo)準(zhǔn)。二、螺紋鎖緊環(huán)式換熱器制造簡(jiǎn)述螺紋鎖緊環(huán)式換熱器是當(dāng)前世界先進(jìn)水平的熱交換設(shè)備，國(guó)內(nèi)外大型煉油企業(yè)在加氫裂化和重油加氫脫硫裝置中一般均采用此種形式換熱器.它具有結(jié)構(gòu)緊湊，泄漏點(diǎn)少，密封可靠，占地面積小，節(jié)省材料的特點(diǎn).一旦運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)泄漏點(diǎn)，也不必停車(chē)，緊固內(nèi)、外圈頂緊螺栓即可達(dá)到密封要求.但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)加工量大，裝配復(fù)雜,拆卸需要借助專(zhuān)用工具。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1.1設(shè)備由殼體、管箱、管束、蓋板、端蓋及螺紋鎖緊環(huán)等組成。1.2殼程采用雙殼程，可大大提高換熱效率，為保證上、下殼程不串漏,對(duì)殼體直線度、圓度均提出嚴(yán)格要求，加大了制造難度。1.3管箱內(nèi)部采用雙層不銹鋼堆焊，管箱內(nèi)件均為不銹鋼。1.4管箱兩進(jìn)、出口大接管，增加一段不銹鋼過(guò)渡段，大大便利用戶現(xiàn)場(chǎng)管線裝配焊接。1.5大螺紋采用美國(guó)ANSIB1.8-1977標(biāo)準(zhǔn)的短齒梯形螺紋。1.6管程密封面改以往凹凸面密封為平面密封.以避免因長(zhǎng)期高溫工況下使用，不銹鋼大蓋板變形，凸面不能扣合凹面之弊端。主要部件的制造2.1殼體由于本設(shè)備結(jié)構(gòu)為雙殼程，因此對(duì)殼體、圓度、直線度要求極嚴(yán)格,殼體內(nèi)壁需機(jī)加工才能滿足設(shè)計(jì)要求，故我們對(duì)其制造采用以下工藝措施加以控制。2.1.1筒節(jié)：?jiǎn)蝹€(gè)筒節(jié)環(huán)縫坡口均采用立車(chē)加工，以保證組裝后的直線度。2.1.2殼體分為兩大段組裝，分別機(jī)加工兩段內(nèi)壁，邊加工邊測(cè)厚。2.1.3兩大段最終組成一體，為了保證兩大段組裝后仍能滿足圖紙要求,我們?cè)趦纱蠖螌?duì)接端口設(shè)計(jì)了自動(dòng)定心工裝。由于采用了上述工藝措施，克服了我廠對(duì)4M多長(zhǎng)殼體無(wú)法整體加工難題，從而用工藝方法保證了設(shè)計(jì)圖紙要求。2.2管束本設(shè)備管束與通常U型管換熱器不同：①因雙殼程，中間插入一密封隔板，②管板厚，鉆孔、脹管困難。我們?cè)谥圃熘胁捎昧讼率龉に?2.2.1密封隔板密封隔板與殼體內(nèi)壁之間間隙控制的好壞，直接影響是否能將上、下殼程有效密封，是此設(shè)備制造關(guān)鍵之一。因此，在制造中，根據(jù)已加工好殼體內(nèi)徑尺寸，采用機(jī)加工手段，嚴(yán)格控制了隔板的寬度、長(zhǎng)度尺寸.隔板上的壓條與之配鉆,從而使0.1厚不銹鋼紙與隔板之間可靠連接,保證了密封的可靠性。2.2.2U形管一般U型管最小R管的煨制難度大，需做大量工藝驗(yàn)證,以滿足壁厚減薄量要求，制造廠還增做逐根通球試驗(yàn)。2.2.2.2為保證U型管質(zhì)量，專(zhuān)用U形管轉(zhuǎn)運(yùn)架和劃線專(zhuān)用胎。2.2.2.3U形管R端部，利用美國(guó)進(jìn)口專(zhuān)用設(shè)備，進(jìn)行固熔化熱處理，以徹底消除殘余應(yīng)力。2.2.2.4穿管前，逐根U形管進(jìn)行了兩倍設(shè)計(jì)壓力的水壓試驗(yàn)。2.2.3折流板該管束因獨(dú)特結(jié)構(gòu)，如工藝不當(dāng)，極易造成U形管無(wú)法穿,我們采用下述工藝。2.2.3.1使用專(zhuān)用鉆模，保證孔間距公差。2.2.3.2折流板與中間隔板接觸部位采用機(jī)加工.由于上述措施及U形管良好的成型尺寸,使后序穿管很順利。2.2.4管箱及管板管箱的制造是本設(shè)備制造過(guò)程中的又一關(guān)鍵。其內(nèi)部采用雙層不銹鋼堆焊，堆焊后需機(jī)加工內(nèi)表面，內(nèi)件多，裝配尺寸要求嚴(yán)格，管箱上兩個(gè)安放式大接管焊接在制造上均有一定難度，工藝還需考慮合理裝配順序,為此我們制定了以下制造工藝：2.2.4.1管箱殼體單獨(dú)堆焊，單獨(dú)加工。2.2.4.2管板鉆孔,采用進(jìn)口的數(shù)控鉆床鉆孔，保證孔的垂直度和光潔度要求。2.2.4.3為保證堆焊層厚度，工藝安排邊加工邊測(cè)量。2.2.4.4管箱內(nèi)件均焊后加工，這樣保證了內(nèi)件的順利裝配及可能因內(nèi)件焊后變形造成管、殼程分隔不好，使之串漏。2.2.4.5兩大安放式接管，采用單面焊，背面機(jī)加工清根辦法。2.2.5管束組裝2.2.5.1換熱管與管板焊接采用焊兩遍，保證焊腳高度。2.2.5.2換熱管與管板貼脹，采用新開(kāi)發(fā)出的液壓漲管技術(shù)。2.3不銹鋼大密封盤(pán)加工密封板是本設(shè)備關(guān)鍵另件之一，其質(zhì)量好壞，直接影響到產(chǎn)品密封可靠性及產(chǎn)品使用安全性.其具有直徑大、壁薄、加工時(shí)變形不易控制、尺寸精度要求高、不易裝卡等難點(diǎn)針對(duì)上述問(wèn)題，我們根據(jù)以往加工經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用裝卡工裝，加工出合格另件。2.4大螺紋的加工大螺紋加工是本設(shè)備制造非常重要的一環(huán)，在技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)，認(rèn)真分析圖紙，研究各部位尺寸，設(shè)計(jì)了專(zhuān)用測(cè)量工具及樣板，編制了專(zhuān)用加工工藝和檢查方法，采用大型落地?cái)?shù)控鏜銑中心加工，殼體與管箱整體熱處理后最終一次性加工出合格螺紋。2.5產(chǎn)品最終裝配及水壓試驗(yàn)由于前期嚴(yán)把各工序質(zhì)量，各另、部件制造均符合圖紙要求，這就為產(chǎn)品最終組裝奠定了良好的基礎(chǔ)。2.5.1殼體水試，此次水試，重點(diǎn)檢驗(yàn)管板與管頭的焊接質(zhì)量。2.5.2安裝管箱內(nèi)件，采用新設(shè)計(jì)旋螺紋工裝，旋入大螺紋，旋螺紋仔細(xì)測(cè)量尺寸，以確保螺紋環(huán)旋到位。2.5.3管程水試，按圖紙要求，管、殼程同時(shí)升壓，管程升壓到保壓1小時(shí)，水試一次合格通過(guò).根據(jù)工藝方案,利用從ESAB等購(gòu)置的窄間隙焊接裝置和帶板堆焊裝置等，可完成管箱、殼體和大接管內(nèi)壁的帶極埋弧堆焊（或帶極電渣堆焊）和TIG自動(dòng)堆焊，厚板窄間隙埋弧自動(dòng)焊和換熱管頭的TIG焊.----儲(chǔ)備有“Y射線機(jī)”和直線加速器，探傷厚度達(dá)250毫米?？蓪?duì)管箱安放式接管的馬鞍型焊縫作100%的RT.串列式等UT設(shè)備齊全，可按設(shè)計(jì)院提出的UT技術(shù)條件或按國(guó)標(biāo)及美國(guó)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)作堆焊層的UT.----根據(jù)原設(shè)計(jì)要求，自制了“烘干處理裝置”。堆焊設(shè)備備完工后內(nèi)部充N(xiāo)2保證了設(shè)備運(yùn)輸和放置期間的質(zhì)量要求.----此外，還設(shè)計(jì)、制造和配備有全套工裝.如U形管單根高壓試壓裝置，管束起吊工具;穿裝管束裝置（變滑動(dòng)為滾動(dòng)），裝拆大螺紋鎖緊環(huán)的工裝等，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了工作效率。焊接管箱堆焊3.1.1管箱的堆焊，堆焊加工后，都能滿足圖紙要求，我們采取的工藝措施是：3.1.1.1堆焊過(guò)渡層時(shí)，對(duì)管箱進(jìn)行均勻加熱達(dá)到堆焊予熱溫要求，3.1.1.2堆焊時(shí)采用進(jìn)口鋼帶，較小焊接規(guī)范，管箱、殼體間的環(huán)縫焊接采取的焊接方法為內(nèi)手工單面焊雙面成型，埋弧自動(dòng)焊，這樣就可以解決由于管箱內(nèi)部清根操作困難，焊后環(huán)縫徑向內(nèi)縮量大的問(wèn)題，在產(chǎn)品實(shí)際施焊時(shí)，我們將選派水平較高且具有相應(yīng)焊工資格的焊工進(jìn)行焊接，均能保證100%UT、100%RT、100%MT一次合格，3.3接管與管箱的焊接接管與管箱的焊接，由于管箱壁較厚，為了減少由于焊接填充量大引起焊接應(yīng)力增大而造成的焊接變形，以保證管箱橢圓度的要求，選擇了最佳坡口，焊接采用手工電弧焊，國(guó)內(nèi)已完全掌握了這種焊接技術(shù)，可保證接管與管箱焊縫100%UT、100%RT、100%MT一次合格4、熱處理4.1管箱、筒體管箱采用2.25Cr-1Mo及1.25Cr-0.5MoSi鋼鍛件制造管箱，內(nèi)壁堆焊防腐不銹鋼層，管箱壁厚不均勻，形狀不規(guī)則，在焊后消除應(yīng)力過(guò)程中，我們采取了較慢的升降速度，并根據(jù)技術(shù)條件要求在管箱環(huán)縫上布置了熱電偶，準(zhǔn)確的測(cè)量并控制了工件的退火溫度。換熱器對(duì)筒體的直線度和橢園度有很高的要求，直線度不大于±1mm，橢園度不大于2.5mm。因此，我們采用冷卷成型，縱縫組焊后經(jīng)過(guò)消除應(yīng)力熱處理，再進(jìn)行冷校，這樣就保證了筒體加工前的尺寸精度.在焊后熱處理中，在筒體外壁加支撐圈固定，并合理擺放了熱處理支座的位置，保證筒體在熱處理過(guò)程中無(wú)較大變形.根據(jù)技術(shù)條件要求，在焊后熱處理過(guò)程中，在筒體縱縫和環(huán)縫上布置熱電偶，測(cè)控工件本身溫度。4.3U型管固溶化處理U型管為無(wú)縫鋼管，材質(zhì)符合SA213標(biāo)準(zhǔn).為了避免管子彎曲部分在使用過(guò)程中引起腐蝕，我們采用意大利進(jìn)口設(shè)備對(duì)U型管的變曲部分進(jìn)行固溶處理，固溶處理范圍包括U型管煨彎的部分及相連至少300mm長(zhǎng)的直管段，處理前將這部分管子用丙酮擦試干凈,整個(gè)固溶處理過(guò)程中采用光學(xué)高溫計(jì)來(lái)測(cè)定、校對(duì)處理溫度，管子固溶化處理完畢后，對(duì)其逐根進(jìn)行試壓。U型管固溶處理工藝為:1050±20°C:10秒保溫后，管內(nèi)充氣冷卻,3分鐘內(nèi)降到300C以下，經(jīng)實(shí)際認(rèn)真檢測(cè)，多項(xiàng)指標(biāo)均可符合圖紙要求，工藝是合理可行的。5.2在投料前對(duì)每個(gè)關(guān)鍵部位的工藝方案進(jìn)行論證，所有工藝評(píng)定要為生產(chǎn)留有足夠的裕量。5.3在制造過(guò)程中執(zhí)行質(zhì)控負(fù)責(zé)人制。要對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，實(shí)行技術(shù)準(zhǔn)備、材料采辦、工藝措施、工序檢驗(yàn)、設(shè)備保障分工負(fù)責(zé)制，以確保各部門(mén)工作質(zhì)量.產(chǎn)品質(zhì)量必須在受控狀態(tài)下運(yùn)行。5.4為保證產(chǎn)品按期交貨，煉化設(shè)備廠領(lǐng)導(dǎo)班子個(gè)人交納風(fēng)險(xiǎn)抵押金，按期完成獎(jiǎng)勵(lì)，否則扣罰。5.5與駐廠勞動(dòng)監(jiān)檢部門(mén)和代表用戶的第三方檢驗(yàn)人員建立密切合作關(guān)系，配合他們完成監(jiān)檢大綱的編制和對(duì)產(chǎn)品的監(jiān)造工作。5.6加強(qiáng)與原設(shè)計(jì)單位聯(lián)系，主要技術(shù)問(wèn)題的處理須得到原設(shè)計(jì)的確認(rèn)。5.7產(chǎn)品交貨后，按產(chǎn)品"三包"規(guī)定，積極做好售后服務(wù)工作。三、螺紋鎖緊環(huán)式換熱器簡(jiǎn)明工藝流程圖I 1材檢超探下料沖壓成形正火+回火熱處理探傷二次下料加工坡口TOC\o"1-5"\h\zI封頭卜____O——O——O O O O O O AI 1材檢初加工超傷精加工堆焊過(guò)渡層退火熱處理著色探傷加工堆焊層堆焊表層探傷加工開(kāi)孔I管箱筒體卜---O-----O-----O-----O O O O O O——O——O —ILI————」加工螺紋探傷 退火熱處理 組焊接管IB— -O O O O-----」I 1 材檢 初加工探傷精加工fI冗程同體卜---O O O- O -f CI 1材檢初加工探傷精加工堆