脱乙烯塔的制造

摘 要：低温压力容器的设计温度在-20℃以下；液化乙烯、液化天然气、液氮和液氢等的储存和运输用容器均属低温压力容器。一般压力容器常用的铁素体钢在温度降低到某一温度时，钢的韧性将急剧下降，而显得很脆，通常称这一温度为脆性转变温度，压力容器在低于转变温度的条件下使用时，容器中存在因缺陷、残余应力、应力集中等因素引起的较高局部应力，容器就有可能在没有出现明显塑性变形的情况下发生脆性破裂而酿成灾难性事故。对于低温压力容器首先要选用合适的材料.09MnNiDR可用到-70℃，在使用温度下具有良好的韧性。为避免在低温压力容器上产生过高的局部应力，在设计容器时应避免有过高的应力集中和附加应力，在制造容器时应严格检验，以防止容器中存在危险的缺陷。对于因焊接引起的过大残余应力，应在焊后进行消除焊接残余应力热处理。本文就低温压力容器的主体结构、主体材料的技术参数作了介绍，对其主要部件的制造进行了重点阐述。

关键词：低温压力容器；材料的技术参数；制造

低温压力容器在目前的工业装置中，气体的液化、分离以及液化气体的产生、储运和应用日趋普遍，低温技术的发展促进了各种低温压力容器的运用。

由于环境低温或介质低温的影响，随着使用温度的降低压力容器可能发生脆性破坏，脆性破坏前容器结构不出现或是只有局部的极小塑性变形，而在结构的大范围内没有宏观的整体屈服迹象或其他明显征兆，因此这种脆性破坏会造成出奇不意的极大危害。所以在选材、试验方法和制造等方面均要采取措施，防止低温脆性断裂事故发生，保证设备的安全使用。

容器的低温脆性破坏取决于容器材料（包括焊接材料）、设计结构和制造工艺检验三个方面的综合因素。低温压力容器的设计、制造、检验、验收不仅要满足一般的压力容器的要求，还要满足低温压力容器的特殊要求。例如：我国的GB150附录C、GB151附录A以及HG20585《钢制低温压力容器技术规定》专门针对低温容器提出了其特殊的要求。

1低温压力容器的结构设计特点

低温压力容器及其部件的结构设计应充分考虑以下各项要求：

1.1结构尽可能简单，减少焊接件的拘束程度；

1.2结构各部分截面应避免产生过大的温度梯度；

1.3结构拐角和过度应减少局部的应力集中以及截面尺寸和刚度的急剧变化；

2低温钢压力容器设备概况

2.1设备结构

大连金州重型机器有限公司承制了神华宁煤煤化工副产品深加工综合利用项目，脱乙烯塔为其中一台设备。该设备规格为φ6000×72×49500mm，容积925m3，设备净质量572265kg，主体材料为09MnNiDR。

2.2设备材料

09MnNiDR钢板应符合GB3531-2008《低温压力容器用低合金钢钢板》及第1号修改单的要求，并进行-70℃低温冲击试验，平均冲击功值不小于60J，对于厚度大于80mm的09MnNiDR板材，增加一组在钢板厚度1/2处取样的冲击试验、厚度大于20mm的09MnNiDR板材应逐张进行超声检测、质量等级不低于JB/T4730.3-2005规定的Ⅱ级要求；厚度大于60mm的09MnNiDR钢板应每张热处理钢板进行拉伸和冲击试验。

2.3 适用的主要标准和规范

TSG R0004—2009《固定式压力容器安全技术监察规程》

GB 150.1～4—2011《压力容器》

GB 3531—2008《低温压力容器用低合金钢钢板》及其1号修改单

3 筒体制造

组对筒体，整个筒体采用卧式组对；组对时按Q/JHM 3S10《容器铆工工艺守则》，对接间隙0～1mm，对口错边量b≤9mm；清除坡口及两侧至少20mm范围内的氧化皮、油污、熔渣及其他有害雜质。预热、焊后消氢。焊接接头表面不允许咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹渣等缺陷。焊接完成后，焊接接头内外表面进行100%MT，按JB/T4730.4-2005中的Ⅰ级合格。进行100%UT，按JB/T4730.3-2005中的Ⅰ级合格，技术等级B级。进行100%RT，按JB/T4730.2-2005中的Ⅱ级合格，技术等级AB级。焊缝两侧的熔渣、飞溅物必须打磨和清除干净。焊接接头棱角E≤5mm；筒节同一断面上最大内经和最小内经之差≤25mm。

划筒体上各接管开孔切割线。按气割线气割，气割前预热，并清除切口熔渣，打磨出开孔坡口，开孔坡口表面进行100%MT，按JB/T4730.4-2005中的Ⅰ级合格。按Q/JHM 3S10《容器铆工工艺守则》组对筒体上的接管法兰组件，组对间隙2～3mm；法兰面与筒体外表面或基准面之间的尺寸允许差为±5mm；保证法兰面与壳体水平或垂直，其偏差均不得超过法兰外径的1%，且≤3mm；K45A/B液位计两接管距离允差±1.5mm，通过两接管中心垂线的间距≤1.5mm，通过两接管法兰中心的垂直线间距≤1.5mm，法兰面的垂直度公差

≤0.825；清除坡口及两侧至少20mm范围内的氧化皮、油污、熔渣及其他有害杂质。预热、焊接、焊后消氢；焊接接头表面不允许咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹渣等缺陷。

打磨清理焊缝，保证焊接接头内表面应与母材齐平。焊接接头内外表面进行100%MT，按JB/T4730.4-2005中的Ⅰ级合格。DN≥200的D类焊接接头，进行100%UT，按JB/T4730.3-2005中的Ⅰ级合格，技术等级B级。

4 结束语

通过本次低温压力容器的制造，我们认为严格控制板材的焊前预热、焊后消氢和焊后热处理，由检察人员负责，跟踪检验，努力遵守各项设计标准、条件，产品设备的各项性能指标均能符合标准的要求，为今后同类加氢反应器设备的制造积累了宝贵经验。

参考文献：

[1]TSG R0004—2009《固定式压力容器监察规程》

[2]GB 150.1～.4—2011《压力容器》

[3]GB 3531—2008《低温压力容器用低合金钢钢板》

[4]JB/T 4730.1～.5—2005《承压设备无损检测》

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