CN111991822B

CN111991822B - 降膜管内管及其更换方法

Info

Publication number: CN111991822B
Application number: CN202010603610.6A
Authority: CN
Inventors: 张华强; 王岩; 王立群; 张向峰; 路慧军; 刘扬; 程昭; 李争喜; 张建新; 梁建忠
Original assignee: Shanxi Taigang Engineering Technology Co ltd
Current assignee: Shanxi Taigang Engineering Technology Co ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2040-06-29
Also published as: CN111991822A

Abstract

本发明公开了一降膜管内管及其更换方法，所述方法包括：去除外管与内管连接处的焊缝；打磨修整后抽出内管；新制内管的一端扩孔，另一端进行割缝处理；将新制内管穿入外管中并对准，进行组对焊接；焊后焊缝进行去应力处理；组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正。本发明的降膜管内管，采用了一种新型的镍基合金材质，通过对材质的组分进行改进，解决了内管穿孔、裂口失效等问题，有效提高服役稳定性及使用寿命。本发明的降膜管内管的更换方法，采用修旧维护的方式，利用镍基合金内管更换报废的纯镍内管，降低维护成本。

Description

降膜管内管及其更换方法

技术领域

本发明涉及制碱设备技术领域，尤其涉及一种降膜管内管及其更换方法。

背景技术

降膜管是片碱生产过程中浓缩碱液的核心设备，降膜管由两层套管组成，夹套层物料为熔盐，熔盐由硝酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠三种硝酸盐，按质量百分比为53％：40％：7％的比例配成。固体熔盐在熔盐槽内被其内的加热盘管中的蒸汽加热熔化为液态，经熔盐泵加压进入熔盐加热炉，被加热至430℃后进入夹套层。来自蒸发工序的70％原料碱经调节阀稳定流量后，通过调节阀稳定流量后，进入由10根降膜管组成的最终浓缩器且位于内管中，被夹套层的高温熔盐加热浓缩后得到99％熔融碱，然后回流入熔盐槽，进行往复循环，99％碱进入再分配器，再自流入片碱机，被冷却切片后成为片碱。

现有技术提供的降膜管内管材质一般为Ni201，生产线运行存在的最主要问题为降膜管内管穿孔、裂口失效，严重时，最短服役时间只有20余天，严重影响生产正常运行。并且降膜管采购价格昂贵，使用维护成本高。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种降膜管内管及其更换方法。具体技术方案如下：

第一方面，提供了一种降膜管内管，所述降膜管内管的各组分质量百分比为：

C 0.01～0.03％；Si≤0.3％；Mn 0.3～0.7％；P≤0.008％；S≤0.005％；Cr 20.00～25.00％；Ni 40.00～45.00％；Mo 2.80～4.50％；Cu 1.80～3.50％；Al 0～0.30％；Ti0.70～1.40％；(Nb+Ta)0～2.00％；N≤0.0120％；其余为Fe与不可避免的杂质；

并且62％≤Cr+Ni≤69％；Ti/Al≥5.0。

第二方面，提供了一种如上所述的降膜管内管的更换方法，所述方法包括：

去除外管与内管连接处的焊缝；

打磨修整后抽出内管；

新制内管的一端扩孔，另一端进行割缝处理；

将新制内管穿入外管中并对准，进行组对焊接；

焊后焊缝进行去应力处理；

组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正。

在一种可能的设计中，所述方法还包括：组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正之后，对降膜管进行打压试验，介质为水，压力设置为0.5MPa，保压30min。

在一种可能的设计中，所述方法还包括：打压试验之后，将试验合格的降膜管的外管用钢丝刷清理锈迹，清理干净后喷防锈漆及标识码，然后出厂包装。

在一种可能的设计中，去除外管与内管连接处的焊缝时，采用切割片切割的机械切割方式切除焊缝。

在一种可能的设计中，打磨整修时，切割处焊接坡口打磨至40-60度，外管焊口处周边打磨光洁，法兰周边打磨光洁，外管拆卸下的喇叭口清理、修圆并打磨光亮，清理外管内壁和外壁。

在一种可能的设计中，新制内管的一端扩孔时，采用专用胎具，边加热边扩孔，加热温度控制在400-500℃。

在一种可能的设计中，内管与外管组对焊接时，采用氩弧焊焊接，焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中要保证层间温度低于100度，焊接时采用打底和填充多次焊接，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色。

在一种可能的设计中，焊接完成后进行PT检测，检测是否有气孔、夹渣、焊瘤、过烧缺陷。

在一种可能的设计中，去应力处理时，处理温度为450-550℃，时间为3-5min，并检测去应力处理后布氏硬度HBW是否小于170。

本发明技术方案的主要优点如下：

本发明的降膜管内管，采用了一种新型的镍基合金材质，通过对材质的组分进行改进，解决了内管穿孔、裂口失效等问题，有效提高服役稳定性及使用寿命。本发明的降膜管内管的更换方法，采用修旧维护的方式，利用镍基合金内管更换报废的纯镍内管，降低维护成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明一实施例提供的降膜管内管的更换方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下结合附图，详细说明本发明实施例提供的技术方案。

第一方面，本发明实施例提供了一种降膜管内管，降膜管内管的各组分质量百分比为：

并且62％≤Cr+Ni≤69％；Ti/Al≥5.0。

本发明实施例提供的降膜管内管，采用了一种新型的镍基合金材质，通过对材质的组分进行改进，解决了内管穿孔、裂口失效等问题，有效提高服役稳定性及使用寿命。

第二方面，本发明实施例提供了一种如上所述的降膜管内管的更换方法，如附图1所示，该方法包括：

去除外管与内管连接处的焊缝(4-5处)。

打磨修整后抽出内管。

新制内管的一端扩孔，另一端进行割缝处理。该步骤中，通过在新制内管的一端扩孔作为安装孔，便于组装后的降膜管与外部设备连接。割缝一方面起到散热作用，另一方面能够在组装时作为定位基准确定安装到位。

将新制内管穿入外管中并对准，进行组对焊接。

焊后焊缝进行去应力处理。通过去应力处理，降低焊缝的硬度。

组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正。

本发明实施例提供的降膜管内管的更换方法，可以在原有内管失效报废后，采用镍基合金管材的内管替换报废的纯镍内管，采用修旧维护的方式，降低了成本。

可选地，本发明实施例提供的更换方法还包括：组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正之后，对降膜管进行打压试验，介质为水，压力设置为0.5MPa，保压30min。通过打压试验确定降膜管是否组装良好，密封性能否达到使用需求。

可选地，本发明实施例提供的更换方法还包括：打压试验之后，将试验合格的降膜管的外管用钢丝刷清理锈迹，清理干净后喷防锈漆及标识码，然后出厂包装。出厂包装时，制作包装箱，确保运输过程安全，装入包装箱后外部进行塑料布覆盖固定，确保运输过程防雨，避免生锈。

可选地，本发明实施例提供的更换方法中，去除外管与内管连接处的焊缝时，采用切割片切割的机械切割方式切除焊缝，以保证焊缝切除后基体成分无变化。

可选地，本发明实施例提供的更换方法中，打磨整修时，切割处焊接坡口打磨至40-60度，外管焊口处周边打磨光洁，法兰周边打磨光洁，外管拆卸下的喇叭口清理、修圆并打磨光亮，清理外管内壁和外壁。如此设置，一方面，便于抽出内管，另一方面，便于后续焊接时保证焊接质量，再一方面，保证组装成型的降膜管整体干净光洁。

可选地，本发明实施例提供的更换方法中，新制内管的一端扩孔时，采用专用胎具，边加热边扩孔，加热温度控制在400-500℃，例如，可以为400℃、450℃、500℃等。通过在扩孔时进行加热，降低扩孔难度，且便于控制孔型使孔型均匀。

可选地，本发明实施例提供的更换方法中，内管与外管组对焊接时，采用氩弧焊焊接，焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中要保证层间温度低于100度，焊接时采用打底和填充多次焊接，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色，以确保焊接质量。其中，镍基合金焊丝优选上述与内管材质相同的镍基合金，避免异钢中材质焊接焊缝腐蚀失效问题。

在焊接过程中严格控制焊接质量，不允许出现气孔、夹渣、焊瘤、过烧等缺陷，任何焊接方面的细小瑕疵都会影响到焊缝的质量和后续设备运行的稳定性。焊接完成后，进行PT检测。

可选地，本发明实施例提供的更换方法中，去应力处理时，处理温度为450-550℃，例如，可以为450℃、500℃、550℃等，时间为3-5min，例如，可以为3min、4min、5min等，并检测去应力处理后布氏硬度HBW是否小于170，通过去应力退火，改善焊接接头的显微组织和性能，消除焊接残余应力，以布氏硬度HBW小于170作为退火处理合格的标准。

以下结合具体示例对本发明实施例提供的降膜管内管及其更换方法进行进一步说明：

实施例一：

降膜管内管为新型镍基合金，成分在上述给出的控制范围之内。首先采用树脂叶片切割机去除外管与内管连接处所有焊缝。切割处打磨修整，焊接坡口制作55度。外管焊口处周边打磨光洁，法兰口周边打磨光洁；清理外管内壁及外壁，确保结晶物清理干净，并打磨干净。外管拆卸下的喇叭口清理、修圆、保证打磨光亮。缓慢匀速的抽出内管，拆卸过程中要保证外套管无损伤。内管一端进行扩孔处理，加热温度420℃。内管准备好后，穿入旧件外管中，进行组对焊接。焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中层间温度70-85℃，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色，确保每层焊接质量。焊后进行PT检测。焊缝进行去除应力处理，处理温度470℃，时间4min，焊缝硬度检测布氏硬度HBW小于154。降膜管打压试验合格。

实施例二：

降膜管内管为新型镍基合金，成分在上述给出的控制范围之内。首先采用树脂叶片切割机去除外管与内管连接处所有焊缝。切割处打磨修整，焊接坡口制作50度。外管焊口处周边打磨光洁，法兰口周边打磨光洁；清理外管内壁及外壁，确保结晶物清理干净，并打磨干净。外管拆卸下的喇叭口清理、修圆、保证打磨光亮。缓慢匀速的抽出内管，拆卸过程中要保证外套管无损伤。内管一端进行扩孔处理，加热温度450℃。内管准备好后，穿入旧件外管中，进行组对焊接。焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中层间温度75-85℃，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色，确保每层焊接质量。焊后进行PT检测。焊缝进行去除应力处理，处理温度500℃，时间4.5min，焊缝硬度检测布氏硬度HBW小于152。降膜管打压试验合格。

实施例三：

降膜管内管为新型镍基合金，成分在上述给出的控制范围之内。首先采用树脂叶片切割机去除外管与内管连接处所有焊缝。切割处打磨修整，焊接坡口制作55度。外管焊口处周边打磨光洁，法兰口周边打磨光洁；清理外管内壁及外壁，确保结晶物清理干净，并打磨干净。外管拆卸下的喇叭口清理、修圆、保证打磨光亮。缓慢匀速的抽出内管，拆卸过程中要保证外套管无损伤。内管一端进行扩孔处理，加热温度470℃。内管准备好后，穿入旧件外管中，进行组对焊接。焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中层间温度70-85℃，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色，确保每层焊接质量。焊后进行PT检测。焊缝进行去除应力处理，处理温度510℃，时间3.5min，焊缝硬度检测布氏硬度HBW小于150。降膜管打压试验合格。

采用本方法前，降膜管服役时间为4-6个月，失效形式为焊缝腐蚀穿孔。上述三个实施例中，降膜管服役时间12-18个月，失效形式为降膜管内管正常均匀腐蚀薄化失效。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，本文中“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中表示的放置状态为参照。

最后应说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种降膜管内管的更换方法，其特征在于，

所述降膜管内管的各组分质量百分比为：C 0.01～0.03％；Si≤0.3％；Mn 0.3～0.7％；P≤0.008％；S≤0.005％；Cr 20.00～25.00％；Ni 40.00～45.00％；Mo 2.80～4.50％；Cu 1.80～3.50％；Al 0～0.30％；Ti 0.70～1.40％；(Nb+Ta)0～2.00％；N≤0.0120％；其余为Fe与不可避免的杂质；并且62％≤Cr+Ni≤69％；Ti/Al≥5.0；

所述降膜管内管的更换方法用于采用镍基合金管材的内管替换报废的纯镍内管，包括：

去除外管与内管连接处的焊缝，去除外管与内管连接处的焊缝时，采用切割片切割的机械切割方式切除焊缝；

打磨修整后抽出内管，其中，打磨整修时，切割处焊接坡口打磨至40-60度，外管焊口处周边打磨光洁，法兰周边打磨光洁，外管拆卸下的喇叭口清理、修圆并打磨光亮，清理外管内壁和外壁；

新制内管的一端扩孔，另一端进行割缝处理，其中，新制内管的一端扩孔时，采用专用胎具，边加热边扩孔，加热温度控制在400-500℃，在新制内管的一端扩孔作为安装孔，以用于组装后的降膜管与外部设备连接，割缝用于起散热作用、以及在组装时作为定位基准；

将新制内管穿入外管中并对准，进行组对焊接，其中，内管与外管组对焊接时，采用氩弧焊焊接，焊材选用镍基合金焊丝，焊接前先将焊接管线处抛光处理，露出金属底色，焊接过程中要保证层间温度低于100度，焊接时采用打底和填充多次焊接，每层焊缝均抛光处理，漏出金属底色，镍基合金焊丝为与新制内管材质相同的镍基合金；

焊后焊缝进行去应力处理，其中，去应力处理时，处理温度为450-550℃，时间为3-5min，并检测去应力处理后布氏硬度HBW是否小于170，去应力处理用于改善焊接接头的显微组织和性能，降低焊缝的硬度，消除焊接残余应力；

组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正。

2.根据权利要求1所述的降膜管内管的更换方法，其特征在于，所述方法还包括：组装后的降膜管管口打磨，进行管线校正之后，

对降膜管进行打压试验，介质为水，压力设置为0.5MPa，保压30min。

3.根据权利要求2所述的降膜管内管的更换方法，其特征在于，所述方法还包括：打压试验之后，将试验合格的降膜管的外管用钢丝刷清理锈迹，清理干净后喷防锈漆及标识码，然后出厂包装。

4.根据权利要求1所述的降膜管内管的更换方法，其特征在于，焊接完成后进行PT检测，检测是否有气孔、夹渣、焊瘤、过烧缺陷。