大型减压塔现场制造及质量控制.pdf

- -99 2010 年第 22 期 （总第 157 期） no.22.2010 （cumulativetyno.157） 摘要： 炼油装置的大型化促使设备的大型化， 部分设备只能采 用现场制造方式。作为国内目前现场制造最大减压塔的惠州 炼油分公司减压塔， 现场制造方法科学严谨， 质量控制规范严 格。尤其对于质控薄弱环节， 采用了科学方案、 合理工艺、 规 范施工、 实时验收的全程质量控制， 取得了良好效果。 关键词： 大型减压塔； 现场制造； 质量控制； 焊接工艺 中图分类号： te962 文献标识码： a 文章编号： 1009-2374 （2010） 22-0099-03 惠州炼油分公司炼量 1200 万吨 / 年， 主要加工渤海二 号重质原油， 减压塔的处理能力达到 800 万吨 / 年， 最大直径 12800mm， 是常减压装置的重要设备， 也是国内目前现场制 造的最大减压塔。 炼油装置大型化要求现场制造的设备不断提高制造水 平， 研究新材料的制造工艺。本文总结了惠州炼油分公司减 压塔的现场制造过程和质量控制的实际方法， 为同类大型化 设备的现场制造提供参考。 1 减压塔简介 惠 州 炼 油 分 公 司 减 压 塔 壳 体 ( 图 1) 全 部 使 用 16mnr+316l 复合钢板， 总体分为四段。外形尺寸 (mm) 如 图 1， 最下段 dn4400， 材料 （16+3）复合钢板， 下段 dn6400， 材料 （20+3） ）复合钢板， 中段 dn12800 材料 （32+3） ）复合 钢板， 上段 dn6400， 材料 （20+3） ）复合钢板， 总高度 53.377 米， 主体净重 600.555 吨。 图 1 减压塔示意图 减压塔设计温度 410， 设计压力 0.1mpa， 采用全填 料干式减压蒸馏塔， 设 4 条侧线。 减压塔内构件采用苏尔寿公司的专利技术， 分五段填料， 依据每段填料的功能， 采用组合填料床层， 配以重力型组合式 汽、 液体分布器。 2 减压塔现场制造 2.1 减压塔制造过程 大型减压塔现场制造及质量控制 侯艳宏 （中海炼化惠州炼油分公司， 广东 惠州 516086） 图 2 减压塔施工过程 - -100 施工过程如图 2 所示， 设备分八大段 ( 图 1) 预制后进行 吊装， 采用分段正装法。 2.2 减压塔制造难点 由于减压塔直径大， 重量重， 对焊接变形、 焊接收缩控制要 求较高， 且主体材料为复合钢板， 焊接程序复杂， 因此减压塔 制造的难点和重点如下： (1) 减压塔负压操作， 直径大， 现场制造对组对椭圆度控 制、 端口不平控制、 塔内件水平度控制要求极高。 (2) 现场制造场地狭窄， 预制和组对焊接只能现场完成， 焊接质量成为突出难点。 (3) 减压塔整体采用 16mnr+316l 不锈钢复合材料， 焊 接程序复杂， 焊前需预热处理， 焊接过程检测繁多， 对焊接工 艺、 产品保护要求高。 (4)减压塔基础按照设计无法承受水压试验的重量， 制造 完成后只能进行气密试验 （0.35mpa 蒸汽） ， 因此所有受压焊 道进行 100射线或表面检测。 (5) 塔内件安装， 支撑件必须直接与基层母材焊接， 塔内 条件受限， 复合层气刨和焊接的质量较难控制。 3 减压塔质量控制 3.1 过程控制简介 过程控制指对生产过程中进行监控， 在此主要指设备制 造过程中一系列控制方式。加强过程控制， 是可有效保证减 压塔质量。举个例子， 从减压塔预 制到安装， 每步检查记录， 从下料尺寸、 坡口加工， 组对尺寸、 焊接外观、 焊接质量， 焊接 后周长、 椭圆度、 垂直度等指标验收都属于过程控制。 3.2 减压塔现场施工质量控制 3.2.1 根据减压塔的实际制造过程， 需重点把握的质量 控制 (1) 板材下料完成后， 进行坡口加工， 主要控制坡口角度 偏差。 (2) 钢板滚圆之前用样板检查弧度， 同一规格的板材， 保 证延伸量一致。滚圆后的钢板立置在胎具上检查， 垂直方向、 水平方向间隙均要小于允许量。 (3)组对立缝需根据板材厚度确定焊接收缩量， 不同厚度 不同收缩量， 同时采取防止钢板变形的必要措施。 (4) 焊接立缝要保持同步性， 严格遵循焊接顺序： 内侧焊 接外侧气刨外侧焊接内侧打磨内侧 mt 检测过渡 层堆焊复合层堆焊。堆焊过渡层及复合层焊接前， 在焊缝 两侧一定范围内预热至规定温度方可焊接， 严格控制焊缝咬 边、 超高量及周长。 (5) 立缝焊接完成后方可组对环逢， 要保证下圈筒节上 部水平， 注意调节间隙及错边量。 (6)焊接环缝内外部要求多名焊工在周边均匀分布， 同时 施焊， 焊接顺序同立缝焊接。 3.2.2 减压塔复合材料焊接质量控制 减压塔现场制造 焊接工作量大， 焊条种类多， 焊接程序复杂。 要保证焊条选用、 焊接方法、 焊接顺序的正确性， 加强检查， 发现问题及时处理。 减压塔焊接采用电弧焊， 双面全焊透结构。复合钢板焊 接比较复杂， 按照先后顺序分为基层焊接、 过渡层焊接和复合 层焊接。 基层焊接要求焊道不得触及和熔化复合材料， 必须严格 控制图 2 中的 h 值， 在此 h 值采用 0.5mm 以内。由于基 层焊材融入复合层将导致基层厚度不够减弱强度 , 若发现基 层焊材融入复合层， 我们会及时打磨并用 cuso4检查， 确保 完全去除融入部分。 过渡层焊接应极力减少基材的熔入量， 同时采用小电 流减少焊材摆动导致的复合层稀释， 过渡层厚度应不小于 2mm。图 3 中的 2 为过渡层焊缝， 3 为复合层焊缝， 均要求 多道焊。 复合层焊接要采用多道焊、 间歇焊， 控制层间温度。堆焊 层的最小有效厚度不小于 3mm， 焊缝表面应平整、 光滑。 图 3 复合钢板焊接处放大图 复合材料焊接纵缝时， 使用标准样板跟踪检查焊缝棱角， 必要时调整内外焊接顺序， 严禁将复合层焊材焊于基层母材。 焊接环缝时， 纵缝上未堆焊部分应和环缝一起堆焊， 不允许对 纵缝部分单独堆焊。 3.2.3 减压塔焊接质量检测 我厂减压塔全部焊缝进行 了 100% 检测， 检测方法涵盖了外观检查、 射线检查 （rt） 、 超 声波检测 (ut)、 磁粉检测 （mt） 、 渗透检测 (pt)、 测厚 6 种方 式。当日焊接量当日检测， 缺陷焊缝及时处理补救， 保证了减 压塔的制造质量。 4 制造中的问题和改进措施 (1) 我们外委加工的部分复合钢板在运输中缺少保护措 施， 复合层与基层直接接触， 致使复合层表面有渗碳迹象， 复 合层上有明显毛刺、 划痕、 凹坑， 影响了材料品质。因此我们 明确规定了外委加工复合钢板技术质量要求、 确实的允差值、 喷沙防腐和材料运输各环节保护措施。 (2)初期塔内件焊接出现了基层复合层相互熔融、 管嘴焊 接开裂、 复合层刨除不完全等问题， 在检查过程及时发现处 理。我们成立了焊接质量控制小组， 专职负责焊接质量的检 查， 杜绝违反焊接工艺的现象。 同时， 当天所焊焊缝必须检测， 不合格焊缝及时处理， 充分保证焊缝质量。 (3)复合钢材基层焊缝表面按要求应磁粉检测， 但实际情 况是基层焊缝清根后， 非常容易出现较短的细微裂纹， 深度不 一， 我们利用渗透检测 (pt) 检测明确缺陷深度， 保证焊缝缺 陷的彻底返修。 (4)施工安装质量直接决定减压塔的总体分馏效果， 所以 质量控制方面， 我们设定了系统详尽具有可行性的施工质量 控制点， 并建立检查确认程序， 针对施工中的隐蔽工程和对质 量影响较大的关键点， 实行多部门会检制度。 - -101 2010 年第 22 期 （总第 157 期） no.22.2010 （cumulativetyno.157） 摘要： 文章详细分析了某大型化工设备 isep 的常见故障现象 及故障产生机理， 深刻阐述了故障判断处理的基本思路和方 法， 为维修其他大型化工设备 提供了参 考。 关键词： i sep 控制仪表； 化工设备； 故障分析； 报警装置 中图分类号： tq050 文献标识码： a 文章编号： 1009-2374 （2010） 22-0101-02 0 引言 随着现代化水平的提高， 化工仪表自动化水平普遍提升。 大型化工自动化设备整体安装运用与现代化生产中。加速了 现代工业自动化的进程， 极大的提高了生产效率， 随着大型设 备控制仪表智能化水平、 制造工艺及质量逐步提高， 大型设备 仪表故障也较少发生， 但一旦发生故障， 就很难准确判断及处 理， 特别是软故障， 很难解决。这也给仪表维修人员提出了新 的挑战， 除了要掌握大型化工设备仪表的工作原理， 熟知仪表 的电气控制原理图之外， 还需了解相关化工原理， 化工设备及 化工工艺流程等相关知识， 只有这样， 仪表维修人员才能快速 准确判断大型化工设备控制仪表的故障机理， 快速解决故障， 及时恢复生产。 以下结合某大型化工设备 isep(1isep 系统可用于分 离、 精制和回收各种工业用水及其他溶液中的特定有效物质 及有害物质， isep 系统可使用传统的吸附剂 .isep 系统可以 处理杂质浓度较高的物料， 保证产品具有稳定的成分和浓度。 同时， 因非活性树脂用量的减少及采用多通道逆向流动再生 方式， 离子交换树脂的用量及再生剂和洗涤水的消耗量可大 大减少。因为 isep 能使多级分离步骤同时进行， 所以越是 复杂的分离过程， 越能发挥其优越性 ) 的控制仪表， 总结其控 制仪表常见的故障、 故障机理及相应的处理措施， 为维修其它 大型化工设备的控制仪表提供了参考。 1 大型化工设备应用 1.1 大型化工设备 isep 控制仪表的组成 每套系统均有两个编码器、 两个接近开关、 一个限位开 关、 两个驱动电机、 一个触摸屏控制系统。 1.2 大型化工设备 isep 各仪表作用 两个编码器： 上面的编码器控制上面的旋转阀切换， 下面 的编码器控制下面的转台运行工作。一旦有异常就会在触摸 屏控制系统上面出现相应的报警。 两个接近开关： 上面的接近开关对上面的编码器进行近 零处理， 下面的接近开关对下面的编码器进行近零处理。有 异常时在触摸屏控制系统上面出现相应的报警。 一个限位开关： 防止设备在运行时失控使设备断电， 起到 保护设备避免发生重大事故的作用。 两个驱动电机： 上面的电机控制上面的旋转阀的运行， 下 面的电机控制驱动下面的转台的运行。一旦有异常情况就会 在触摸屏控制系统上面出现相应的报警。 一个触摸屏控制系统： 控制 isep 设备的运行， 控制 isep 系统的运行速度， 处理设备的报警， 处理 isep 运行中出现的 各种异常情况， 监控 isep 运行情况等。有报警时会在触摸 屏右上方显现一个小黑方块， 并有报警信息出现在触摸屏相 应菜单里。控制盘用于 plc 及供电控制， 控制盘可用作设备 的位置控制、 转速控制、 客户界面锁定、 操作界面、 以及安全控 制。操作界面终端可控制和监测 isep 的位置和速度。 1.3 大型化工设备 isep 各仪表安装技术要点 (1) 编码器安装时必须保证编码器的中心轴线和各自控 化工设备 is ep 故障剖析及处理方法 崔怀响 1， 宋长宝2 （1. 安徽丰原生物化学股份有限公司， 安徽 蚌埠 233010； 2. 合肥电子工程学院， 安徽 合 肥 230037） 5 结论 惠州炼油分公司减压塔于 2009 年 3 月 25 日一次投用 成功， 使用效果良好。随着炼油行业的装置大型化、 场地节约 化， 必将出现更加大型的现场制造设备， 通过惠州炼油分公司 减压塔在制造过程中积累的施工经验， 形成的质量