再生器制造及内件安装施工工法

再生器制造及内件安装施工工法

本文介绍了约翰逊网等内件的安装方法，以及为保证其安装尺寸要求，在制造过程中对设备壳体合理拆分、确定内部构件加工制造工艺以及允差调整和控制过程。

标签： 再生器;约翰逊网;工法

1.前言

乌石化设备安装公司承接制作的乌鲁木齐石化公司100万吨/年连续重整装置再生器，是采用美国UOP的核心技术使催化剂连续再生的关键设备，再生器是连续重整装中催化剂再生工艺流程的关键设备，其核心内件是位于设备中部的约翰逊网，约翰逊网分内网与外网，由从美国进口，其作用是保证催化剂连续烧焦和再生。

该设备结构紧凑、直径较小、壁厚较薄，总长近20米，为一“细长”的立式设备。为实现约翰逊网等内件的整体安装与检修在设备上端设有设备法兰，且上端椭圆封头上的催化剂出料口对位置度、平面度的要求很高，位于中部壳体上的锥形裙座支撑整台设备。

2.施工工法

2.1制造难点和重点

2.1.1内外约翰逊网安装精度要求高：要求检测内外网环形空间的若干点的尺寸和公差，公差应在±3mm范围之内。

2.1.2设备壳体的直线度、椭圆度、同轴度等直接影响到内件的安装质量，所以精度要求高：椭圆度不大于5mm，错边量不大于2mm，棱角度不大于2mm。且要求所有导流筒和锥体的轴线与壳体轴线重合。

2.1.3要求制造完毕水压试验后，对设备内表面进行酸洗、钝化处理。

2.2工法特点

设备筒体及内部筒体的制造质量将直接影响到约翰逊网的安装质量，所以必须严格检验、步步把关，在设备制作之前我们确定了合理和及组焊加工顺序。其工法主要有筒体（含锥体、内件筒体）单节制作，壳体制作，催化剂入口料腿的安装，约翰逊网的安装，酸洗钝化。其特点就是通过严格控制板材下料、坡口制作（对锥体而言仅制作纵缝坡口）、滚圆、纵缝焊接、校圆、焊缝检验、锥体环缝坡口加工以及单筒（包括内件圆筒）工装的制作，防止单筒变形，便于提高筒体组对精度。通过合理的组装、制造和严格的检验，此法在工期、质量等方面都

比最初预算有了较大的改进和节省。

2.3工法适用范围

此工法适用于由乌石化设备安装公司承接制造的100万吨/年对二甲苯芳烃联合装置100万吨/年连续重整装置再生器的制造过程。并且此工法也可适用于内部填料为催化剂的再生及催化剂装置的设备以及同类设备的制造过程。

2.4工法的工艺原理、质量控制、工艺流程及操作特点

按照《压力容器安全技术监察规程》、《钢制压力容器》GB150-1998、设计图样及制造技术条件的要求，我们对设备在制作过程中的控制作了如下要求。

2.4.1单节筒体制造

2.4.1.1下料

下料前，要根据供料的板幅和管口方位的实际情况，合理确定筒体纵、环焊缝的排版位置。采用等离子数控切割机下料，对锥体而言，扇面径向方向上大、小口应分别预留20mm的焊缝坡口加工余量，同时须用样冲准确清晰标记锥体两端口的尺寸线位置。

2.4.1.2坡口加工

单个筒节的纵、环缝坡口及锥体的纵缝坡口均采用刨边机或半自动坡口加工机进行加工，采用外坡口。

2.4.1.3滚圈

为了避免不锈钢表面铁离子污染，采用预先将上下滚缠好麻绳的25mm卷板机进行滚圆，滚圆时调整纵缝的对口错边量小于或等于1mm，轴向错边小于或等于1mm，然后进行定位焊，定位焊的要求与相应的焊缝焊接工艺相同。

2.4.1.4焊接

焊接前在内外焊道两侧各100mm范围内均匀涂刷防飞溅涂料石灰粉，执行焊接工艺施焊。焊接时，外筒体采用埋弧自动焊，坡口形式为外坡口，4mm钝边组对不留间隙，施焊时为防止产生气孔，在内表面先用手工焊将缝隙消除，焊完后内缝用砂轮机手工清根，然后再用埋弧自动焊焊接。内筒体采用钨极氩弧焊。焊接时要选用最优秀的焊工，焊接一次合格率必须达到98%以上，只有通过以上的一系列措施才能最大限度的减少焊接变形。纵缝焊接完毕后，清除焊道两侧的飞溅等杂物，准备校园。

2.4.1.5校园

单节筒体（含锥体）在滚板机上进行校园。校园时用弦长为1/6内径Di且不小于300mm的内样板或外样板检查纵缝的棱角度，控制焊缝棱角度E小于或等于2mm同时检查筒体的椭圆度，筒体椭圆度保证控制在0.5%Di内，且小于或等于5mm.

2.4.1.6焊缝检验

焊缝表面不允许有咬边、弧坑、焊瘤等缺陷，焊缝余高为0-1.5mm。如局部需要修磨，必须用小砂轮机进行缓磨，并保证打磨处与非打磨处要圆滑过渡，且最大打磨减薄不得大于钢板厚度负偏差，否则，应予补焊。焊缝进行100%RT检验，按JB4730一2000，II级合格。

2.4.2单筒（包括内件圆筒）工装

为防止单筒变形且便于提高筒体组对精度，在每节筒体两端用环形板进行加固，环形板外圆直径小于筒体内径4mm，内径为600mm-1000mm具体根据筒体直径大小、便于人员进出和保证加固效果而定。材质选用碳素钢，在环形板的外圆上用2mm的不锈钢板贴牢点固且打磨光滑，防止铁离子污染不锈钢筒体内表面。环形板放置在距筒体两端200mm位置处，以便于筒体组对环缝。

2.4.3锥体环缝坡口加工

在锥体上、下端口内部采用20mm厚的圆形钢板进行加固支撑，以保证其在加工过程中具有足够的刚度。锥体上、下端口环缝坡口均采用立式车床进行机加工成型，加工的基准按下料时标记的样冲位置线，既要保证锥体的高度，同时又必须保证锥体大、小口的直径。

2.4.4壳体制造

设备壳体分四段预制，然后再合拢、组装，分段示意如图所示：

2.4.5壳体制作流程各管口接管法兰组焊---?2440*?1675锥体上下端口找平及开坡口---第一段上封头与设备法兰组对---第二段筒体﹙包括?2440*?1675锥体﹚与设备法兰组对---第三段?1675五节筒体组焊---第四段锥形封头---每一段环缝焊接及检验---第一段接管与封头组对焊接---第二段裙座及接管与筒体组对焊接---第三段接管及内筒与筒体组对焊接---第四段锥体与接管组对焊接---第二三四段组对焊接---内约翰逊网与第一段组对焊接---外约翰逊网与第二段筒体组对焊接---第一段与第二段两大法兰螺栓连接---水压试验---酸洗钝化油漆---现场调整内约翰逊网。

2.4.6催化剂入口料腿的安装

再生器椭圆封头上有八个位置度要求较高的催化剂入口料腿，料腿下部呈扇

形，要求扇形部分必须均匀分布在内外约翰逊网之间。整个扇形料腿外委加工制造，由我厂安装。为了保证安装精度制定一工装，用工装将八个料腿定位，然后实现料腿与接管法兰及封头之间的焊接，保证扇形料腿与接管法兰所在平面平行。从而保证料腿与约翰逊网之间的配合要求。如图示。

2.4.7约翰逊网的安装

内外约翰逊网是再生器内关键部件，它的制造质量与安装质量直接影响到催化剂的再生效果。经过调研得知约翰逊网的安装基本上是采用在现场立装，这样确实可以保证约翰逊网的安装质量，但是经过到现场勘查得知，再生器是安装在一50米的框架内且在下半部其上部还有一立式设备，这就意味着在现场安装一是要用大型吊装工具，二是只有当再生器全部制作完毕才能实现上部框架和设备的安装。这样既增加成本又延长工期。为此决定在厂房内将约翰逊网进行卧式安装，且将外网按要求固定就位焊接完毕，内网点固在封头上，先大致找正然后待再生器就位后，在现场进行精调使其尺寸偏差达到设计允许范围。卧式安装时需要一个带平衡装置的工装，再配一手吊葫芦和麻绳利用行车将约翰逊网送入筒体内。如图示。

3.材料与设备

本次工法所用材料为用来缠卷板机滚轮用的麻绳、不锈钢焊缝边缘涂刷所用的石灰粉、20mm厚的圆形碳板加固支撑，不锈钢和碳之间所用3mm的不锈钢垫板、酸洗钝化剂以及其它辅助材料。所用材料为刨边机或半自动坡口加工机，25mm卷板机，埋弧自动焊机，钨极氩弧焊机，卧式安装时带平衡装置的工装，手吊葫芦以及化学清洗剂进行整体酸洗钝化系统。

4.安全措施

此工法在设备制作过程中完全考虑了由于大型设备的筒节组对以及大型设备的吊装过程中起重作业的危险性，安排有经验的起重和行车操作人员进行操作。为防止设备卧放时的滑动发生意外等问题，在每节筒节放置时，在其下部安放了专用的支撑工装，为防止在设备内部人员施工和通行时由于尖锐棱角等造成对人员的划伤，安排专人对尖锐和棱角部分进行了修磨，并且检验人员每一处进行细心的检查，确保安全。

5.环保措施

由于本设备材料为不锈钢，由此在进料及施工过程中为了严防碳污染，我们对本设备所用材料通过小件加包装，独立存放进行形式进行了严格的保护。为了防止设备在酸洗钝化后所用的酸液污染环境，我们专门划定了酸洗钝化的场地，在对用过后的酸液用碱中和的同时对所有酸洗时有酸液接触过的场地进行了彻底的清洗，并且对清洗水进行了中和至中性。

6.效益分析

本工法的应用改变了再生器约翰逊网的安装方法，将传统的现场立式安装改为了制造厂内卧式安装，节省了现场400吨吊车的机械台班和人力物力，避免了现场吊装作业风险。最重要的是通过此工法的运用，我们对再生器等此类设备的制作积累了一定的经验，为我公司在以后承接和制作此类设备打下了坚实的基础。

7、结束语

此工法我们不仅运用于100万吨/年连续重整装置再生器的制作过程中，另外我们还运用于大芳烃100万吨/年连续重整装置催化剂再生部分的分离料斗和闭锁料斗的制作过程中，取得了不错的效果，而且在美国UOP专家验收时得到了较高的评价。

参考文献：

1、压力容器安全技术监察规程

2、钢制压力容器（GB150-1998）