压力容器大型化考验企业设计制造水平气弹簧

压力容器大型化考验企业设计制造水平-

在目前一些正在设计或处于审批阶段的炼油和煤液化项目中，需要一大批特大压力容器设备。这些大型的压力容器一方面对用材、设计、制造、检验、运输和安装提出了新要求，同时也为此行业带来了新的发展机遇。 　　设备大型化对材料强度要求更高 　　设备大型化首先要求强度高的材料，以尽可能降低容器壁厚，达到减轻重量的目的，便于运输和安装。比如说加氢反应器的用材。由于加氢反应器直径逐渐增大，其壁厚度有的已达到300mm以上，急需强度更高的材料。 　　从20世纪80年代开始，国际上就着手研制用钒改进的Cr－Mo钢来代替普通的2.25Cr－1Mo钢来制造大型加氢设备，并用开发成功的3Cr－1Mo－0.25V和2.25Cr－1Mo－0.25V钢制造了几十台加氢设备，大部分已投入使用。 　　由于改进型Cr－Mo钢设计应力强度比普通的2.25Cr－1Mo钢高8％～10％，因此其设备重量也降低8％～10％。这对大型反应器来说意义重大。例如，一台1500吨的反应器，减轻重量8％就是120吨，按一般销售价每吨6万元计算，就可节省资金720万元，再考虑运输和吊装方面的因素，节省费用十分可观。 　　采用分析设计法经济效益显著 　　为了尽量减轻设备的重量和确保使用安全性，对大型承压设备往往需要采用以应力分析为基础的设计方法。有的整体设备需要按分析设计规范进行设计，如加氢反应器等；有的设备就其总体而言可按常规设计规范进行设计，但其局部需进行详细的应力分析，如某些大型立式容器的支座与筒体连接处、大开孔补强等。大型压力容器采用分析设计方法具有明显的经济效益。例如，一个单重1000吨的加氢反应器按分析方法设计比常规方法设计可减轻设备重量约20％，节省投资1000万～1200万元。 　　迫切需要先进高效的制造技术 　　大型设备意味着规格大、器壁厚、重量大以及制造难度大和工作量大，因此制造技术的先进性、高效性显得尤为重要。 　　首先是先进、高效的焊接技术。例如一台大型贮罐，焊缝总长度达几千米，提高焊接速度是保证按期完工的关键因素。因此，罐体圈板的纵焊缝广泛采用一次成形的气电立焊（EGW）技术，环焊缝采用埋弧自动焊横焊技术。　　再比如大型加氢反应器，其壁厚可达300mm以上，一条焊缝要焊几十道，甚至上百道。为减少焊接工作量，提高焊接速度，广泛采用窄间隙单丝或双丝埋弧自动焊方法。 　　目前我国很多承担大型油罐建造的施工单位均掌握了一次成形的气电立焊技术，并购置了相应焊接设备。大型石化设备制造厂基本都能熟悉地使用窄间隙单丝埋弧焊技术，但对窄间隙双丝埋弧焊技术使用得还较少。 　　其次是锻件空心浇注技术。大型加氢反应器绝大多数采用锻焊结构，对于其筒形锻件坯料的生产，国外一些公司采用空心浇注技术，而国内只能采用整体浇注技术。前者具有成材率高、加工量小、成本低的优点，具有强大的市场竞争力。 　　第三是现场组装技术。对于一些大型加氢反应器由于运输条件的限制，已不能完全在制造厂内制造，只能在制造厂先制成几部分，然后再在使用现场进行组焊，这就为一些制造企业提供了商机。如我国第一重型机械集团公司为燕山石化公司现场组焊过2台加氢反应器。2003年上半年，该公司又在大庆石化公司现场组焊了2台500吨级的加氢反应器。 　　现场组焊技术中很重要的一项是热处理，过去很多设备不能大型化主要是热处理问题解决不了。近年来，国内企业做了不少尝试，也从中获得了可观的经济效益。如江苏吴县热处理公司采用电热带式热处理装置对金山石化公司覫8400mm和上海高桥石化公司覫8800mm各2台15CrMoR材质的焦炭塔进行了现场焊后热处理，这些设备已投入使用。另一种方法是采用体内直接燃烧的加热方式对焦炭塔进行现场热处理，该技术已在吉林石化和齐鲁石化付诸实践。

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