機(jī)械儀表]尿素合成塔制造工藝-資料下載頁(yè)

【導(dǎo)讀】尿素作為化學(xué)肥料，由于其含氮量高，施用后對(duì)土壤無(wú)副作用，深受農(nóng)業(yè)工作者的歡迎。尿素除用作化肥外，還廣泛用于其他工業(yè)和經(jīng)過(guò)深加工。因此尿素工業(yè)自實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后，發(fā)展很快，尿素的生產(chǎn)也一直成為工。食需求量也是世界首位，尿素總需求量仍然滿足不了要求。由于原料原因，我國(guó)。效生產(chǎn)流程和新型設(shè)備是今后發(fā)展的方向。可以說(shuō)尿素工業(yè)的發(fā)展與尿素合成塔的。設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展是緊密相連的。這些介質(zhì)的混合物在一定溫度和壓力下，會(huì)生成氰酸和氰氧銨。尿素介質(zhì)對(duì)普通碳鋼的年腐蝕率。目前，尿素合成塔內(nèi)筒所用的材料越來(lái)越多，其中有316L型。這之前的尿素合成塔結(jié)構(gòu)多為雙套筒式，容器的有效反。進(jìn)13套年產(chǎn)48~52萬(wàn)噸的大型尿素生產(chǎn)裝置，尿素合成塔的內(nèi)徑為φ2100mm~和16Mpa兩種系列，操作溫度均小于200℃。直徑增大以后，活塞流被破壞，發(fā)生物料反混現(xiàn)象，即已合成的尿素部分下。造竣工后進(jìn)行認(rèn)真的質(zhì)量評(píng)議，得到行業(yè)專家的認(rèn)可后才能出廠交付使用。

　　

【正文】 小型尿素合成塔的上下半球形封頭均采用厚板在水壓機(jī)上整體沖壓成形，這在國(guó)內(nèi)的多數(shù)制造廠均能做到。而大型尿素合成塔的上下半球形封頭（內(nèi)徑φ 2800mm 左右），整體沖壓成形只有少數(shù)幾個(gè)廠家才能做到，其關(guān)鍵條件是必須要有大噸位、大開(kāi)檔、大行程的大型沖壓水壓機(jī)和相應(yīng)的工裝模具、高溫加熱爐以及合理的沖壓工藝。 以直徑φ 2800mm，厚度為 125mm的尿素合成塔半球形封頭整 體沖壓成形為例。 根據(jù)封頭材料如 19Mn6 的高溫拉力強(qiáng)度（見(jiàn)表）按下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 P=(~)π Dφ S t中坯DDln 沖壓力。沖壓時(shí)溫度應(yīng)控制在 920~960℃，其時(shí)的σ b≈ 48Mpa，則可算出沖壓力約在 27000N~31000N 之間。據(jù)此則可以選擇適當(dāng)?shù)乃畨簷C(jī)能力和設(shè)定相應(yīng)的沖壓工藝。 下面是尿素合成塔下部半球形封頭的制造過(guò)程： 原材料檢驗(yàn)→打砂→超聲波探傷→標(biāo)志移植→氣割下料→刨削拼板坡口→預(yù)組合并在大型立車上夾緊→車削外圓邊緣坡度（如圖十八）→在 龍門刨床上精加工拼接焊縫坡口→組對(duì)焊接。組對(duì)時(shí)在特制的裝有預(yù)熱裝置的場(chǎng)地上進(jìn)行。 圖十八 預(yù)熱溫度 200177。 30℃→檢驗(yàn)，包括焊縫的 PT、 X 光射線探傷以及焊縫及熱影響區(qū)的硬度試驗(yàn)→加熱，溫度控制在 960~980℃，不能超過(guò) 980℃→沖壓，始?jí)簻囟葢?yīng)控制在 920~950℃最合適，不能高于 960℃，終壓溫度不應(yīng)低于 850℃。否則會(huì)因高溫脆性而沖裂→測(cè)定成形后球殼各部位實(shí)測(cè)厚度→焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)外表面 MT→整個(gè)球面進(jìn)行 UT→正火 +回火（帶焊接試板）→試板機(jī)械性能試驗(yàn)→精加工環(huán)向端面→球殼內(nèi)壁用砂輪打磨光滑呈金屬光澤 →用酒精清洗內(nèi)表面→在專用的焊接變位器上夾緊、找正→在球殼外壁安裝遠(yuǎn)紅外電加熱板及保溫→ 23 通電預(yù)熱，使球殼溫度到達(dá)≥ 100℃→進(jìn)行第一層（過(guò)渡層）帶極堆焊和球底中心部位的手工堆焊→打磨焊接接頭部分→堆焊層表面 PT（抽查 30%面積）→超聲波探傷（也抽查 30%），以焊帶搭接處為主）→消除應(yīng)力熱處理→清洗表面，不得有油污等影響繼續(xù)堆焊質(zhì)量的雜物→堆焊第二層（耐蝕層）不銹鋼（包括手工堆焊）→鐵素體測(cè)定→ 100%PT→ 100%UT→測(cè)量堆焊層厚度→加工環(huán)向焊接坡口→鏜制底部和側(cè)面物料接管焊接坡口→所有坡口的碳鋼部分進(jìn)行 MT→清洗坡口表面，用酒精擦洗除去油污→組對(duì)接管→球殼接管周圍適當(dāng)預(yù)熱→焊接→焊縫鐵素體測(cè)定→焊縫表面 PT→與筒體組對(duì)焊接。 上封頭 制造工藝過(guò)程在球殼沖壓成形部分與下封頭相同，以后的工序如下： 上封頭球殼沖壓成形并經(jīng)正火 +回火處理，機(jī)械性能試驗(yàn)合格后→在立車上加工人孔開(kāi)孔與人孔法蘭的焊接坡口→檢驗(yàn)坡口合格后→與人孔法蘭鍛件組對(duì)→點(diǎn)焊固定（預(yù)熱）→預(yù)熱（≥ 150℃）焊接，焊到 30mm進(jìn)行 X光探傷檢查，然后再焊到 60 mm，再進(jìn)行 X光射線探傷檢查→消除應(yīng)力熱處理→再次預(yù)熱（≥150℃）→再焊到滿厚度→ UT、 MT→硬度檢查→直線加速器射線探傷（有條件的廠家）→組對(duì)兩個(gè)吊耳→局部預(yù)熱≥ 150℃→焊接吊耳→焊滿后表面打磨→MT、 UT→消除應(yīng)力熱處理→ UT、 MT→硬度檢查→球殼內(nèi)壁打磨光滑呈金屬光澤→清洗干凈→堆焊不銹鋼（堆焊程序與下封頭相同）→堆焊人孔襯里過(guò)度層→精加工人孔內(nèi)圓及人孔密封面鑲環(huán)槽→組對(duì)人孔內(nèi)圓襯里和密封座鑲環(huán)→焊接→焊縫鐵素體檢查→焊縫表面 PT→精加工人孔密封面→螺栓孔加工→檢驗(yàn)。 φ 2800mm半球形封頭整體展開(kāi)尺寸直徑為φ 4140mm，厚度 125mm。來(lái)料板寬 2100mm，長(zhǎng)度 2400mm，所以二 張板可以拼成一個(gè)封頭毛坯。其拼接焊縫坡口見(jiàn)圖十九。為了防止焊接變形，應(yīng)按圖中順序號(hào)① ~⑥進(jìn)行反翻身焊接。 圖十九 封頭毛坯拼焊坡口示意圖及焊接順序 24 封頭毛坯加熱工藝曲線如圖二十所示。 圖二十 球形封頭沖壓加熱工藝 封頭內(nèi)壁堆焊情形見(jiàn)圖二十一，帶極堆焊共分二層，第一層作為碳鋼層的過(guò)渡，一般采用 309L或 308L焊帶，與也可以采用 25/22/2LMn焊帶。焊劑可采用國(guó)產(chǎn)的 HT260或 SJ602或比利時(shí)的 13BLFT。焊帶寬 60mm，厚度 ，焊接電流 750A，電壓 28V，焊速 120mm/分。第二層為 耐蝕層。焊帶必須采用耐尿素腐蝕的材料，采用 25/22/2LMn焊帶和 13BLFT焊劑，焊接規(guī)范基本上同第一層，只是焊速可略低一些。第一層基體金屬要預(yù)熱，第二層不必預(yù)熱。 圖二十一 封頭內(nèi)壁帶極堆焊情形（照片） ㈢封頭與筒體的組焊 封頭與筒體的組合焊縫見(jiàn)圖二十二和圖二十三。由于封頭內(nèi)壁帶極堆焊層不可能焊到環(huán)焊縫的邊緣，因此，這道環(huán)焊縫內(nèi)口不銹鋼 的焊縫較寬，應(yīng)采用手工堆焊過(guò)渡。 25 圖二十二 上封頭與筒體環(huán)焊焊縫示意圖 圖二十三 下封頭與筒體之間不環(huán)焊縫示意圖 26 ㈣其它零件的制造 人孔頂蓋、內(nèi)件、溢流管 、塔板和物料接管等制造比較簡(jiǎn)單，可參照一般零件的加工工藝，在此不再贅述。要注意的就是內(nèi)件不銹鋼件的所有焊縫必須做到全焊透，外觀要圓滑，避免造成縫隙腐蝕。 . 組合、竣工檢驗(yàn) 1）筒體、封頭組合后，內(nèi)壁應(yīng)清理干凈，外壁所有檢漏孔用絲堵塞死，每一節(jié)留兩個(gè)作為氨滲漏進(jìn)出口，然后進(jìn)行氨滲漏檢查。氨滲漏檢查合格后組裝頂蓋等密封件，上緊螺栓，準(zhǔn)備灌水進(jìn)行水壓試驗(yàn)，有要求時(shí)還要進(jìn)行外壁應(yīng)變測(cè)定。氨滲漏檢查方法按 HG/T3176， A法或 B法，任選一方法均可。 2）水壓試驗(yàn) 水壓試驗(yàn)用水氯離子含量應(yīng)小于 25毫升 /升 （ 25PPM）的干凈自來(lái)水，并應(yīng)預(yù)先進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，提供報(bào)告，經(jīng)質(zhì)檢部門認(rèn)可后方可使用。水壓試驗(yàn)其他有關(guān)注意事項(xiàng)和操作程序按“壓力容器安全監(jiān)察規(guī)程”及制造廠的工藝規(guī)程。 3）水壓試驗(yàn)時(shí)是否進(jìn)行外壁應(yīng)力測(cè)定要根據(jù)用戶的要求來(lái)定。一般在制造廠首次制造多層式尿素合成塔時(shí)，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力測(cè)定。應(yīng)力測(cè)定可采用在筒節(jié)中部和環(huán)焊縫處貼電阻應(yīng)變片的方法測(cè)定，也可以用鋼絲圍筒節(jié)中部和環(huán)焊縫處的周長(zhǎng)來(lái)測(cè)定。測(cè)量數(shù)值可根據(jù)水壓試驗(yàn)時(shí)壓力的分級(jí)升壓 —— 保壓或降壓停留時(shí)間內(nèi)記錄下來(lái)，然后進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)在動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)控制的電阻應(yīng)變儀，可直接打出 各個(gè)壓力等級(jí)的應(yīng)變值或應(yīng)力值。應(yīng)變測(cè)定的目的是考核多層筒節(jié)包扎貼緊度，與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，多層筒節(jié)中部外壁的應(yīng)變值小于理論值且大于 理論值即為合格，環(huán)焊縫處的應(yīng)變值小于 理論值且大于 理論值即為合格。 4）水壓試驗(yàn)合格后，清理內(nèi)壁，重新進(jìn)行氨滲漏檢查，要求氨滲漏的持續(xù)時(shí)間在 8~10 小時(shí)以上，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)方為合格，這次的氨滲漏試驗(yàn)才作為驗(yàn)收依據(jù)。 5）水壓試驗(yàn)后還要對(duì)高壓螺栓、筒體環(huán)焊縫和其他受壓部件的焊縫進(jìn)行一次磁粉探傷檢查。目的是檢查經(jīng)過(guò)水壓強(qiáng)度試驗(yàn)后，是否有裂紋出現(xiàn)， 這對(duì)容器安全使用是十分必要的。 6）內(nèi)壁酸洗 水壓試驗(yàn)層，內(nèi)部清理干凈，用酸洗液對(duì)內(nèi)壁進(jìn)行酸洗，酸洗液灌進(jìn)筒體內(nèi) 27 以后應(yīng)不斷轉(zhuǎn)動(dòng)塔體，使酸洗液浸蝕整個(gè)內(nèi)表面，避免局部過(guò)酸蝕。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)一定時(shí)間以后，酸洗操作人員可進(jìn)塔檢查，但必須穿戴防酸、防毒服、面具和鞋具，塔外應(yīng)有人監(jiān)護(hù)。酸洗完畢后，用清水將內(nèi)筒沖洗干凈，并通壓縮空氣進(jìn)行干燥，然后試裝一層塔板。最后安裝頂蓋等緊固件，裝運(yùn)出廠。 大型尿素合成塔整體起吊情形見(jiàn)圖二十四 . 油漆、包裝、運(yùn)輸 尿素合成塔外殼表面油漆按 JB253680 的要求，尿素合成塔是屬于 大型設(shè)備，最小的有 60多噸，最重的達(dá) 350多噸。最大的外徑有φ 3200mm，最大長(zhǎng)度45000mm，因此在包裝和運(yùn)輸上有特殊的要求。 1）包裝以裸裝為主，內(nèi)件另外裝箱隨車發(fā)運(yùn)。在外殼上要標(biāo)明重心位置，注明最大起吊重量等嘜頭標(biāo)記。支撐采用鞍式支座，鞍座上面應(yīng)墊上橡皮墊，然后與殼體用環(huán)箍緊。鞍座與車皮底板用鉚釘鉚死。以防運(yùn)輸過(guò)程中打滑、竄動(dòng)，造成危險(xiǎn)。大型尿素合成塔發(fā)運(yùn)見(jiàn)圖二十五。 圖二十四 大型尿素合成塔整體起吊 圖二十五 大型尿素合成塔整體發(fā)運(yùn) 28 2）運(yùn)輸車輛一般采用專用的車皮，大型尿素合成塔（年產(chǎn) 52萬(wàn) 噸）要采用D350 專用車皮并申請(qǐng)鐵道部門專列運(yùn)輸，事先應(yīng)查勘沿途橋梁涵洞，是否通暢無(wú)阻或需要檢修加固，運(yùn)輸時(shí)間由鐵道部批準(zhǔn)后一路派人監(jiān)控，用戶也派代表隨車跟蹤監(jiān)護(hù)，遇有緊急情況必須及時(shí)向運(yùn)輸部門及時(shí)通報(bào)，火急處理。因?yàn)檫@種大型設(shè)備運(yùn)輸時(shí)，一路上基本上是開(kāi)綠燈不能有所耽誤，否則不但影響本身交貨時(shí)間，而且還會(huì)造成沿途線路的交通堵塞，影響人民的日常生活和旅行，造成的損失是十分巨大的。 3）在某些地方建廠時(shí)，無(wú)法用鐵路、公路或輪船將尿素合成塔整體運(yùn)輸?shù)綇S時(shí)，可采用分段出廠運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)組合焊接并進(jìn)行竣工檢驗(yàn)的方案解決。南 化公司化工機(jī)械廠為蘭州化學(xué)公司制造的φ 2800mm 大型尿素合成塔由于包蘭鐵路改造成電氣化鐵路，無(wú)法整體運(yùn)輸，就是采取這個(gè)辦法。該設(shè)備現(xiàn)已投入運(yùn)行，情況良好。現(xiàn)場(chǎng)的組裝焊接質(zhì)量控制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 尿素合成塔是屬于尿素生產(chǎn)裝置中的關(guān)鍵設(shè)備，產(chǎn)品質(zhì)量對(duì)生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行至關(guān)重要。該設(shè)備又是長(zhǎng)周期運(yùn)行并有多年的使用壽命，因此，根據(jù)“壓力容器安全技術(shù)規(guī)程”和用戶的要求，都必須有完整的能證明其產(chǎn)品性能和質(zhì)量可靠性及制造過(guò)程中所有修改返修記錄的文件資料，一方面提供給用戶，一方面制造存檔保 存，作為今后備查。 制造記錄包括內(nèi)容很豐富，各制造廠都有自己的規(guī)定，在此不予贅述。而出廠技術(shù)文件應(yīng)包括的內(nèi)容見(jiàn) GB9842的規(guī)定。 1 附件： 典型的φ ：