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大型压力容器的现场热处理 2004 年 第2 期
大型压力容器的现场热处理
俞松柏 机械制造厂
摘要:通过热工分析计算和合理的工装设计,有效地制定了大型压力容器现场焊后热处理这一较复杂
的施工工艺,在焦炭塔等塔设备的热处理施工实际应用中,取得了良好的工艺效果。
关键词:现场热处理 热工计算 工装设计
1 前言 2.1 现场整体热处理
压力容器的焊后热处理,作为一项保证其制 设置一12 边形、上下二段可拆式热处理炉。
造质量的关键工艺,有着相当重要的地位。它不 炉盖和炉壁采用硅酸铝纤维保温;炉壁和炉底设
仅可以消除或降低横向和纵向残余应力、改善焊 置足够数量的框架式加热器,利用热辐射和热空
接热影响区和焊缝金属的显微组织,还可以减少 气对流原理使容器达到均匀加热的目的;炉膛内
焊接接头延迟裂纹和断裂的发生、延长设备的使 和工件上设置一定数量的测温热电偶,用电脑温
用寿命。一般地,结构不太大的压力容器可采用 控仪进行多点显示、自动修正功率系数并自动记
炉内整体热处理。随着石油化工装置加工能力的 录温度曲线。
扩大,塔体结构设计随之大型化,一些超大直经 2.2 现场局部热处理和预后热
和(或)超长的压力容器如焦碳塔(主材15CrMoR、 环焊缝的局部热处理和预后热。将特制的高
规格 Dn6400~8800 ×26~40 )、吸附塔(主材 温磁铁式电加热器直接吸附于环焊接头外侧,铠
16MnR、规格 Dn7200×60)等,由于受热处理炉 装热电偶设置于焊缝的内外侧合理位置,内外均
尺寸的限制,只能进行现场整体和 (或)局部热 敷设足够厚度和宽度的保温层,并由电脑温控仪
处理。 控温并记录,从而达到消应力热处理和预后热的
2 现场热处理施工工艺设计 目的。
以往压力容器的现场整体和局部热处理,采 为满足环缝自动焊需要,在电加热器上设置
用在容器焊缝上设置绳式或履带式电加热器进行 支架并固定微型滚珠轴承,使得壳体转动时电加
加热,外敷保温材料,用温控仪显示加热温度和 热器不动,从而达到预热的目的。
调温。其缺点是温度场不均匀、温度升降控制不 3 热工分析及计算
均、局部部位加热器损坏无法发现和更换,而且 热工分析及计算是制定热处理工艺方案的前
随着温度升高加热器本身发生松弛而脱离筒体进 提。制定热处理工艺参数(如加热所需功率、保
而无法达到热处理所要求的温度。因此用这种方 温宽度和厚度等)之前,需进行准确的热工分析
法进行热处理,地方压力容器监检部门对其结果 和计算。
持否定态度。为满足镇海炼化延迟焦化和PX、高 3.1 整体热处理
桥石化延迟焦化等扩建和新建装置大型塔设备热 对于分段热处理来说,整体是一个一维非稳
处理的需要,我厂和吴江电热电器厂等热处理专 态导热过程,利用热辐射和热空气对流使炉内容
业单位合作,根据容器的材料结构特点、热处理 器达到均匀加热的目的,炉体保温层为变热流作
工艺要求和现场条件,从工艺计算、操作方法、 用下的非稳态导热过程,但加热升温后,能在较
工装设计等做了较大的改进和提高。 短时间内达到稳定传热,可近似按稳态传热进行
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2004 年 第2 期 大型压力容器的现场热处理
热工计算。由于壁厚远小于直径,可按平板处理。 (3)炉体散热损失
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