CN101684515A

CN101684515A - 大型压力容器原位逐段热处理方法

Info

Publication number: CN101684515A
Application number: CN 200810167712
Authority: CN
Inventors: 傅家仁; 傅敏杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-09-28
Filing date: 2008-09-28
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2028-09-28
Also published as: CN101684515B

Abstract

本发明公开了一种大型压力容器原位逐段热处理方法，包括以下步骤：把正在安装建造的大型压力容器的每段压力容器筒体的内腔分别设置为炉膛；从底段开始，每安装建造一段压力容器筒体，就对该段压力容器筒体进行热处理；然后在已经过加热处理的该段压力容器之上再安装建造上一段压力容器筒体，对该上一段压力容器筒体进行热处理，直至对已安装建造的最高段压力容器筒体进行热处理。本发明可以节省利用电加热器对焊接环缝进行热处理的步骤。

Description

大型压力容器原位逐段热处理方法

技术领域

本发明涉及一种焊后热处理技术，特别涉及一种大型压力容器逐段热处理的方法，或者涉及对正在安装的大型压力容器进行逐段热处理的方法。

背景技术

压力容器焊后热处理是压力容器制造过程中的最后阶段关键工艺。焊后热处理的质量直接影响到压力容器的整体内在质量，与焊缝缺陷不同，焊后热处理不能返工，热处理耗时长，耗资也大。焊后热处理的效果，是由焊后热处理工艺来保证的。因此忠实执行焊后热处理工艺是确保焊后热处理效果的关键，热处理温度均匀性，保温时间的合理性，温度测量准确性，都是关键。对于大型压力容器(如石油、化工装置中的塔器)在其焊接制作完成后要进行整体焊后热处理，其作用在于消除组装与焊接时产生的残余应力，防止产生应力腐蚀，改善焊接接头和热影响区的组织和性能，达到降低硬度，提高塑性和韧性的目的，进一步释放焊缝中的有害气体，防止焊缝的氢脆和裂纹的产生，稳定容器的几何尺寸，提高设备的使用寿命。

图1显示了一种传统的热处理方法，即把小型压力容器11放入工业炉10内进行热处理，利用电加热器或工业燃烧器对工业炉10内的压力容器1进行热处理。

随着石油、化工装置向大型化发展，压力容器的直径已大于5m，长度也超过10m，如一台2000m³的压力容器直径要大于5m，长度要数十米，这类大型容器很难在工厂内完成，因为如此庞大的压力容器无法整体在铁路、公路上运输，即使通过海路运输，从码头到施工现场的短途陆上运输也是一件难题，而且整体吊装更是难上加难。这类大型容器一般采用在工厂内预制成形或分段制造，然后在现场进行组装、焊接，因此对压力容器的焊后热处理这一工序也必须在现场进行。由于焊接后的大型压力容器体积大，因此图1所示的传统热处理方法不能对此类大型容器进行整体热处理，对其逐段进行热处理是一种切合实际的好方法。

若把压力容器分段送入图1所示的工业炉10内进行热处理，其压力容器段需要放在台车上，并穿过工业炉10的炉门送入工业炉10内，其工作量非常大。此外，这是一种卧式热处理方法，由于大型压力容器体积大、重量大，因此卧放的压力容器在热处理过程中非常容易变形。

发明内容

本发明的目的是提供一种大型压力容器原位逐段热处理方法，随着大型压力容器如塔器的分段安装，从下至上，对已经安装好的一段或多段压力容器筒体，逐段进行热处理，从而实现对大型或超大压力容器的热处理。

根据本发明的一个方面，所提供的大型压力容器原位逐段热处理方法包括以下步骤：

把正在安装建造的大型压力容器分成多段，每段压力容器筒体的内腔分别设置为炉膛；

从底段开始，每安装建造一段压力容器筒体，就对该段压力容器筒体进行热处理；

然后在已经过热处理的该段压力容器之上再安装建造上一段压力容器筒体，对该上一段压力容器筒体进行热处理，直至对已安装建造的最高段压力容器筒体进行热处理。

其中，所述的每段压力容器筒体包括一节或多节压力容器筒体。

根据本发明的第二方面，所提供的大型压力容器原位逐段热处理方法包括以下步骤：

把正在安装建造的大型压力容器的每段压力容器筒体内腔分别设置为炉膛；

安装建造第一段压力容器筒体后，对所述第一段压力容器筒体进行热处理，然后在其上再安装建造第二段压力容器筒体后，对所述第二段压力容器筒体进行热处理，直至对所有段压力容器筒体进行热处理，其中对每一段压力容器筒体进行热处理的步骤包括：

在已安装建造的每一段压力容器外表面包覆保温层；

在包覆了保温层的所述每一段压力容器的顶部加盖均温装置；以及

用燃烧器对所述每一段压力容器进行热处理。

其中，燃烧器喷头通过所述第一段压力容器筒体的下人孔与第一段压力压力容器筒体进行对接。

其中，燃烧器喷头通过第一段或第一段以上各段压力容器筒体的侧人孔对准第二段或以上段压力容器筒体。

其中，燃烧器喷头通过对接装置对接第二段或第二段以上段压力容器筒体。

其中，对接装置被放置在待加热的一段压力容器筒体之下的一段压力容器筒体之中。

其中，所述对接装置是一个锥形体，其上端直径小于待加热的压力容器筒体的直径，其下端的直径与燃烧器的喷头直径相适应。

其中，每段压力容器筒体包括一节或多节压力容器筒体。

其中，均温装置包括用于折返燃烧气的锥形盖体和用于排烟的烟囱。

本发明具有如下技术效果：

1、对竖立的大型压力容器进行原位热处理，由于压力容器壁板垂直地面，壳体只受压应力，变形量极小，从而避免了卧式热处理带来的压力容器变形缺陷；

2、可以省略利用电加热器对焊接环缝进行热处理的步骤；

3、利用对接装置实现大型压力容器段与燃烧器的对接，可以使筒形压力容器段得到燃烧器直接对热处理的效果。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是显示对压力容器进行热处理的一种传统处理方法的示意图；

图2是显示执行本发明的大型压力容器原位逐段热处理方法的示意图；

图3是显示本发明对已经安装的第一段压力容器筒体进行首次热处理的原理图；

图4是显示本发明对已经安装的第二段压力容器筒体进行第二次热处理的原理图。

附图标记说明：10-工业炉；11-小型压力容器；1-压力容器底座；2-燃烧器；31-第一段压力容器筒体；32-第二段压力容器筒体；33-第三段压力容器筒体；34-第四段压力容器筒体；35-第五段第一节压力容器筒体；36-第五段第二节压力容器筒体；37-第五段第三节压力容器筒体；38-第六段第一节压力容器筒体；39-第六段第二节压力容器筒体；40-第六段第三节压力容器筒体；41-第一节焊接环缝；42-第二节焊接环缝；43-第三节焊接环缝；44-第四节焊接环缝；45-第五节焊接环缝；46-第六节焊接环缝；47-第七节焊接环缝；48-第八节焊接环缝；49-第九节焊接环缝；5-对接装置；6-均温装置；61-锥形盖体；62-烟囱。

具体实施方式

本发明的大型压力容器是指不能在公路上运输的整体压力容器，这类压力容器的直径通常等于或大于4米。

图2显示了本发明的大型压力容器原位逐段热处理方法。图2所示的大型压力容器是第一至第十共10节压力容器筒体环焊接在一起构成的，焊后热处理公分六段。相邻压力容器筒节焊接后形成焊缝，在图2所示的大型压力容器中，共有从第一至第九共9条焊缝41～49。显然这样的大型压力容器不可能采用图1所示的传统热处理方式来完成整体热处理，因此本发明人发明了，在大型压力容器安装建造过程中，对已经安装完成的大型压力容器逐段进行热处理的方法。该方法包括以下步骤：

把正在安装建造的大型压力容器的每段压力容器筒体的内腔分别设置为炉膛；

从底段开始，每安装大型压力容器的一段，就对该段压力容器筒体进行热处理；

然后再安装大型压力容器的上一段，再对该上一段压力容器筒体进行热处理，直至对已安装的大型压力容器的最高段进行热处理。

这里所述的大型压力容器的一段可以是一节压力容器筒体，也可以是几节压力容器筒体，比如，图2所示的大型压力容器被划分成六段，其中第一节压力容器筒体31为第一段；第二节压力容器筒体32为第二段；第三节压力容器筒体33为第三段；第四节压力容器筒体34为第四段；第五节、第六节、第七节压力容器筒体35、36、37为第五段；第八节、第九节、第十节压力容器筒体38、39、40为第六段。

下面结合图3和图4对上述方法进行详细说明，其中图3显示了对大型压力容器第一段进行热处理的方法；图4显示了对大型压力容器第二段进行热处理的方法。由于大型压力容器第一段即为第一节压力容器筒体31，第二段即为第二节压力容器筒体32，因此以下说明中，第一段等同于第一节，第二段等同于第二节，也就是大型压力容器第一段就是第一节压力容器筒体31，大型压力容器第二段就是第二节压力容器筒体32。

首先参见图3，对第一段压力容器进行热处理的方法包括：把已安装的大型压力容器的第一段压力容器筒体31的内腔设为炉膛；在大型压力容器第一段压力容器筒体31的外表面包覆保温层(图中未显示)；将均温装置61加盖在第一段压力容器筒体31的顶部；用燃烧器2加热第一段压力容器筒体31。

然后参见图4，待已经进行过热处理的第一段压力容器筒体31冷却后，在其上焊接第二段压力容器筒体32，由此在筒体31与筒体32之间形成第一节焊接环缝41。

对第二段压力容器筒体32进行热处理的方法包括：把已安装的大型压力容器的第二段压力容器筒体32的内腔设为炉膛；在大型压力容器第二段压力容器筒体32的外表面包覆保温层(图中未显示)；将均温装置6加盖在第二段压力容器筒体32的顶部；然后用燃烧器2加热第二段压力容器筒体32。

显然，可以用同样的大型压力容器的其它段例如第三段至第六段压力容器筒体进行热处理。这里所要说明的是，由于第二段和第二段以上的压力容器筒体没有下人孔，因此燃烧器2只能通过下一段的侧人孔与其进行对接，例如对第二段压力容器筒体32进行热处理时，燃烧器2应当通过第一段压力容器31的侧人孔与第二段压力容器32进行对接。

此外，由于第二和以上段压力容器筒体没有下人孔，不能实现与燃烧器2的直接对接。为此，本发明设计了一个用于燃烧器2与压力容器筒体32～40实现对接的对接装置5，该对接装置5可以是一个锥形体，其上端的直径略小于压力容器筒体的直径，以便安装在压力容器筒体之内；该锥形对接装置5的下端的直径与燃烧器2的喷头直径相适应，使燃烧器2喷头对接锥形对接装置5的下端，从而实现燃烧器2与待加热的压力容器筒体的对接，燃烧器2喷头对准压力容器筒体的内腔，这样火焰可以从炉底部升起，熠热的烟气充满了压力容器筒体的内部，加热压力容器。因此本发明具有燃烧器直接对接大型压力容器进行热处理的技术效果。

当然本发明的对接装置5也可以设计成其它形状，例如瓶口形状或阶梯形状。需要说明的是，当连接燃烧器2后，其对接装置5本身又成为位于待加热的压力容器筒体下部的燃烧室，这可以提高加热效果。

本发明的大型压力容器原位逐段热处理方法包括以下步骤：

安装建造第一段压力容器筒体31后，对所述第一段压力容器筒体31进行热处理，然后在其上再安装建造第二段压力容器筒体32，并对所述第二段压力容器筒体32进行热处理，直至对所有段压力容器筒体进行热处理，其中对每一段压力容器筒体进行热处理的步骤包括：

在已安装建造的一段压力容器外表面包覆保温层；

在包覆了保温层的所述一段压力容器的顶部加盖均温装置6；以及

用燃烧器2对所述一段压力容器进行热处理。

其中，燃烧器2喷头通过第一段压力容器筒体31的下人孔与第一段压力压力容器筒体进行对接；

其中，燃烧器2喷头通过第一段或以上段压力容器筒体的侧人孔对准第二段或以上段压力容器筒体。例如，燃烧器2喷头通过第一段压力容器筒体31的侧人孔对准第二段压力容器筒体32，燃烧器2喷头通过第二段压力容器筒体32的侧人孔对准第三段压力容器筒体33。

其中，燃烧器2喷头通过对接装置5对接第二段或以上段压力容器筒体。例如，燃烧器2喷头通过对接装置5对接第二段压力容器筒体32；燃烧器2喷头通过对接装置5对接第三段压力容器筒体33。

其中，对接装置5应当放置在低于每段待加热的压力容器筒体底部的位置上，或者说应当放置在待加热的一段压力容器筒体的下一段压力容器筒体之中。例如当待加热处理的筒体为第二段筒体32时，对接装置5应当放置在第一段压力容器筒体31的上部，这样可以同时加热焊接环缝41，从而省去了利用电加热器对节与节之间的焊接环缝进行热处理的工序。显然对接装置5又充当了炉底燃烧室。

其中，每段压力容器筒体包括一节或多节压力容器筒体。

在加热之后，应当取出对接装置5，以便重复利用，因此对接装置5外表面最好包覆隔热材料。

需要说明的是，图2所示的六个燃烧器只是用来说明需要进行六段加热处理，并不是需要同时安装6个燃烧器进行燃烧处理，实际上只需使用一个燃烧器2，该燃烧器2通过类似于手脚架的炉体架从底段移动到上段。

均温装置6包括用于折返燃烧气的锥形盖体61和用于排烟的烟囱62。锥形盖体61可以折返燃烧气的火焰和烟气，从而使大型压力容器节腔体内温度均匀。烟囱62上可以设置排烟量控制装置。

另外，保温层可以用石棉保温材料或其它保温材料制成。

本发明具有如下技术效果：

1、对竖立的大型压力容器进行热处理，由于压力容器壳体垂直地面，壳体只受压应力，变形量极小，从而避免了卧式热处理带来的压力容器变形缺陷；

2、可以节省利用电加热器对焊接环缝进行热处理的步骤；

3、利用对接装置实现大型压力容器段与燃烧器的对接，可以使筒形压力容器段得到燃烧器直接热处理的效果。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims

1、一种大型压力容器原位逐段热处理方法，包括以下步骤：

然后在已经过热处理的该段压力容器之上再安装建造上一段压力容器筒体，并对该段压力容器筒体进行热处理，直至对已安装建造的最高段压力容器筒体进行热处理。

2、根据权利要求1所述的方法，其中所述的每段压力容器筒体包括一节或多节压力容器筒体。

3、一种大型压力容器原位逐段热处理方法，包括以下步骤：

安装建造第一段压力容器筒体(31)后，对所述第一段压力容器筒体(31)进行热处理，然后在其上再安装建造第二段压力容器筒体(32)后，对所述第二段压力容器筒体(32)进行热处理，直至对所有段压力容器筒体进行热处理，其中对每一段压力容器筒体进行热处理的步骤包括：

在已安装建造的一段压力容器外表面包覆保温层；

在包覆了保温层的所述一段压力容器的顶部加盖均温装置(6)；以及

用燃烧器(2)对所述一段压力容器进行热处理。

4、根据权利要求3所述的方法，其中，燃烧器(2)喷头通过所述第一段压力容器筒体(31)的下人孔与第一段压力容器筒体(31)进行对接。

5、根据权利要求3或4所述的方法，其中燃烧器(2)喷头通过第一段或第一段以上段压力容器筒体的侧人孔对准第二段或以上段压力容器筒体。

6、根据权利要求5所述的方法，其中燃烧器(2)喷头通过对接装置(5)对接第二段或第二段以上各段压力容器筒体。

7、根据权利要求6所述的方法，其中对接装置(5)被放置在位于待加热的一段压力容器筒体之下的一段压力容器筒体之中。

8、根据权利要求5或6所述的方法，其中所述对接装置(5)是一个锥形体，其上端直径小于待加热的压力容器筒体的直径，其下端的直径与燃烧器(2)的喷头直径相适应。

9、根据权利要求1-8任一项所述的方法，其中每段压力容器筒体包括一节或多节压力容器筒体。

10、根据权利要求3所述的方法，其中均温装置(6)包括用于折返燃烧气的锥形盖体(61)和用于排烟的烟囱(62)。