CN101279335B - 超大型管板热校平方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及炼油化工、医药等行业用超大型列管式固定床反应器、管壳式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中的管板校平技术，该技术通过热处理过程中压配重的方式进行管板校平，一方面通过热处理消除管板的焊接残余应力，另一方通过压重物进行整体热校平。本发明快速实现了将拼焊管板进行校平，其工艺简单、成本低、效率高、效果好，同时减少管板的制造加工余量，并能确保管板的密封性，保证设备的安全运行。

Description

超大型管板热校平方法

技术领域

本发明涉及炼油化工、医药等行业用超大型列管式固定床反应器、管壳式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中的管板校平技术。

背景技术

炼油化工领域的2万吨/年顺酐装置核心设备——列管式固定床反应器的为目前国内设计参数(P·V乘积)最大的设备，该反应器外形尺寸为

管板厚90mm，共有18796根Φ25×2×6000mm的反应管两端与上下管板相焊，共计37592个焊接管头，形成管程和壳程；反应器结构紧密，总重达200吨。其制造管程介质为空气、正丁烷，壳程介质为450℃熔盐，工作时原料气自反应器底部进入管程，高温熔盐通过壳程加热原料气，原料气与填装在管束内的催化剂经熔盐加热反应生成产品。

反应器上下两块管板规格为

材质为16MnR正火钢板。由于受国内钢板生产能力的限制，管板只能由两块2500×5000×110mm的钢板拼接成形，焊接24小时后对拼接焊缝进行100％RT和20％UT无损检测合格后再进行整体消应力热处理。

由于管板直径和厚度较大，而且焊接时处于自由状态，没有任何约束，很难控制由于焊接应力、温差应力等造成的管板变形。

发明内容

本发明的目的是为了减少石油化工、医药等领域大型列管式固定床反应器、管壳式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中管板加工余量，降低制造成本，提高工作效率，提供一种超大型管板热校平方法。

本发明大型管板热校平方法，是在管板毛坯热处理时在凸面放置配重进行热校平。这样，一方面通过热处理消除管板的焊接残余应力，另一方面通过热处理过程中压配重的方式进行管板校平。具体方法如下：

具体为热处理时将管板毛坯平置于H型钢支架上，使管板下方距炉底400～600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撑一层高为250～350mm的工型钢支架，并在工型钢支架上放置配重，使火焰从管板毛坯上下两面均匀加热，防止加热不均造成管板毛坯变形和温差应力。

所述配重是管板重量的2～2.5倍。配重包括交错配置的三层配重，其中第一层配重是管板重量的0.5～0.8倍，第二层配重是管板重量的1.0～1.5倍，第三层配重是管板重量的0.3～0.5倍。

管板整体热处理的参数为：装炉温度≯400℃，升温速度＜45.5℃/h，加热温度625±25℃，保温时间4.5h，冷却速度40～50℃/h，冷却条件，随炉冷却至400℃后空冷。

本发明可快速、简单的将拼焊管板进行校平，成本低、效率高、效果好，同时减少管板的制造加工余量，并能确保管板的密封性，保证设备的安全运行。

附图说明

图1为管板热校平支架及配重摆放图

1——H钢型支架      2——管板         3——配重1

4——配重2          5——配重3        6——工型钢支架

图2为管板热处理工艺参数曲线

具体实施方式

下面以兰州石油化工公司2万吨/年顺酐装置核心设备——列管式固定床反应器的制造为例，对本本发明的超大型管板热校平方法进行进一步说明。

(1)由于管板焊接完毕后实测管板焊接完毕后不平度为36mm。设计图纸和标准要求管板机加工后的平面度≤10mm。管板的加工余量为16mm，因此确定校平后的管板毛坯不平度应≤20mm，以确保管板毛坯校平合格后有足够的余量进行机加工。

(2)热处理过程中在管板上面压重物进行整体热校平：即在管板毛坯热处理时在凸面侧压放置配重进行热校平的工艺。一方面通过热处理消除管板的焊接残余应力，另一方面通过热处理过程中压配重的方式进行管板校平。具体方法如下：

热处理时将管板毛坯2平置于H型钢支架1上，使其下方距炉底400～600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撑一层高约250～350mm的工型钢支架6，并在其上放置吊车配重，使火焰从管板毛坯上下两面均匀加热，防止加热不均造成管板毛坯变形和温差应力。

热处理支架及配重摆放如图1所示：其中管板热处理时配重1、3的规格：55000×2200*50，单重5.4吨，共用3块。配重2的规格：55000×2200*200，单重10.0吨，共用2块。热处理支撑平台H型钢支架1用H型钢规格：300(腹板宽度)×500(翼板宽度)×24(腹板厚度)×12(翼板厚度)mm，共用L＝6000mm的H型钢4根。

(3)管板整体热处理参数：见表1；管板热处理工艺参数曲线见图2.

表1管板整体热处理参数

装炉温度	升温速度	加热温度	保温时间	冷却速度	冷却条件
						≯400℃	≤45.5℃/h	625±25℃	4.5h	40～50℃/h	随炉冷却至400℃后空冷

(4)管板毛坯热处理前后经实测，热处理前的不平度为36mm，热处理并经热校平后的不平度为24mm，之后采用立式车床加工至图纸规格后，最终管板的不平度为8mm，完全满足设计图纸和制造标准的要求。

Claims (1)

1.一种大型管板热校平方法，其特征在于：在管板毛坯热处理时在凸面放置配重进行热校平：将管板毛坯平置于H型钢支架上，使管板下方距炉底400～600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撑一层高为250～350mm的工型钢支架，并在工型钢支架上放置配重；

所述配重包括交错配置的三层配重，其中第一层配重是管板重量的0.5～0.8倍，第二层配重是管板重量的1.0～1.5倍，第三层配重是管板重量的0.3～0.5倍；所述配重是管板重量的2～2.5倍；

所述管板整体热处理的参数为：装炉温度≯400℃，升温速度≤45.5℃/h，加热温度625±25℃，保温时间4.5h，冷却速度40～50℃/h，冷却条件，随炉冷却至400℃后空冷。

Images