广西石化大型压力容器裙座整体热处理工艺

吴 俊，牛纬涛

（中国石油天然气第七建设公司，山东胶州 266300）

广西石化大型压力容器裙座整体热处理工艺

吴 俊，牛纬涛

（中国石油天然气第七建设公司，山东胶州 266300）

文章介绍了广西石化1 000万t/a炼油项目350万t/a重油催化裂化装置的核心设备——再生器、沉降器及分馏塔裙座的整体热处理工艺，包括热处理炉的搭建、热处理工艺参数曲线和工艺系统，以及相关的质量保证措施，取得了良好的效果，为大型压力容器整体热处理积累了经验。

压力容器；裙座；整体热处理；热处理炉

0 引言

广西石化1 000万t/a炼油项目350万t/a重油催化裂化装置的核心设备再生器、沉降器及分馏塔均分片到现场进行组焊，设计要求进行焊后热处理。3台设备的裙座由于尺寸较大，也是分片到现场进行组焊，按图纸要求需要对焊缝进行焊后热处理。为了保证良好的焊缝质量，采用炉内电加热法对以上3台设备的裙座进行整体热处理。3台设备裙座设计参数如下：

再生器裙座外径8 720 mm，高度1 200 mm，材质为20R，总质量16 826 kg。

沉降器裙座外径8 080 mm，高度2 560 mm，材质为15CrMoR（上段）和16 MnR（下段），总质量14 990 kg。

分馏塔裙座外径8690mm，高度1800mm，材质为20R （下段） 和15CrMoR （上段）， 总质量26 319 kg。

1 热处理炉搭建

1.1 热处理炉基础的施工

热处理炉基础为正方形，边长14 m，地基平整后采用蛙式打夯机夯实至少3遍，基础采用C20混凝土浇筑，浇筑厚度为150 mm。基础在浇筑时做1∶1 000坡度，并在基础周向外1 m设排水沟，以利于雨天排水。热处理炉炉体搭建前，基础混凝土强度应达到设计值75%以上。

1.2 热处理炉搭建 （见图1）

热处理炉为正十二边形全纤维分片拼装式钢网钢架结构炉，高温下不变形。现场拼装前需根据炉体尺寸搭设合适的脚手架。热处理炉发热元件为框架式陶瓷电加热器，炉外壳全部用彩钢板覆盖，确保有效防雨。由于塔体材质的特殊性及严格工艺要求，在炉体上下端各设6个孔径为200 mm的空气对流传热孔，以确保升降温满足技术要求。保温材料全部选用保温性能好、导热系数低的硅酸铝纤维针刺毯，保温层敷设厚度为150 mm，炉内保温层接缝之间应错开至少100 mm。

2 热处理工艺参数及曲线

（1）升温时，400℃以下的升温速度可不限制，400℃以上的升温速度宜控制在50～100℃/h，升温速度应保持均衡，加热区内任意5 000 mm长度内的温差不得大于120℃。

（2） 恒温温度为 （620±20） ℃， 时间120 min，恒温期间应保持各测温点的温度均匀，任意两点间的温差不得大于65℃。

（3）降温时，400℃以上的降温速度宜控制在50～100℃/h，400℃以下的降温速度可不限制。

（4）热处理工艺曲线如图2所示。

3 热处理工艺系统

裙座整体热处理炉的工艺系统由炉内电加热器、热电偶、保温层、电脑控温系统组成。

3.1 加热器布置

根据裙座热处理不同温度段的热工计算，热处理炉采用NJ型框架式加热器72片，总功率720 kW。炉内电加热器的布置固定应尽量做到温差最小，底部布置36片，侧部布置36片，炉内电加热器的连接采用φ6.5～8 mm的圆钢，套上氧化铝瓷管引出炉外，再用特制连接器与外导线连接，接到DWK-A2型电脑温控仪，每组零线焊在一起，所有加热器均采用星形接法，同步通电加热。

3.2 热处理炉内鞍座布置

炉内设置六组鞍座，用于支撑裙座，并在鞍座中间加设带滚动钢珠的钢板，以便裙座在热处理过程中能够自由地热胀冷缩，防止因外力的束缚发生危险或在内部产生应力。

3.3 温控柜设置

整体热处理控温设备采用国内最先进的DWK-A2型电脑控制设备5台，温度控制范围0～1 000℃，控制精度±1℃，2 s扫描一次，每24 s修正一次功率系数，各工作状态由屏幕显示。将设定的工艺参数输入电脑进行温度控制及记录。

3.4 热电偶布置

炉内外侧共布置24个测控温度点，其中底部及距底部1 650 mm处分设12个点，相邻两控温点间距满足规范要求 （见图3）。热电偶选用K型，校验合格后使用，补偿线采用铜—康铜型。

4 质量保证措施

（1）建立两器及分馏塔裙座整体热处理质量保证体系，严格控制，严格管理，管理责任落实到人。

（2）热处理操作人员应严密监视热处理设备温差的告警信号，对于过程中出现的异常要及时处理，充分利用热处理控温设备的软件监视功能。

（3）两器及分馏塔裙座在炉内加热时会产生热胀冷缩，应将处理的裙座放置在提前制作好的带滚珠或滚轴的防变形鞍座上，以减小摩擦阻力，防止产生拘束应力导致变形；必须严格规范热处理工艺，确保裙座在热处理时各部位温差满足工艺要求，控制温差变形；必要时，裙座上下端增设防变形加强撑杆，防止热处理过程中产生变形。

（4）做好各项HSE管理措施。

a.作业人员必须接受岗前安全教育。进入现场作业要各负其责，遵守各自工种的安全操作规范，并相互检查、提醒。明确各组的安全负责人。

b.脚手架搭设应符合安全规范要求，架杆与炉体应分离且不得与炉体的构件接触，防止由于炉体升温造成脚手架不稳定。

c.整个热处理过程应做好消防预防措施，消防通道畅通无阻；警戒区域内无易燃易爆物品。

d.用电设备安全完好，专职电气人员接线无误并经有关人员认定电网合格后方能正式送电。加强施工过程中电网值班维修，以确保电网和人身安全，并确保整个热处理过程连续供电。

e.未尽事项执行国家有关工种安全操作规程。

5 结束语

通过严格管理及上述热处理工艺对两器一塔裙座进行整体热处理，热处理过程安全平稳，热处理后裙座呈均匀的红色，硬度检测符合要求。两器一塔的裙座整体热处理取得了良好的效果。

［1］TSGR 0004-2009，固定式压力容器安全技术监察规程[S].

［2］GB 150-1998，钢制压力容器[S].

［3］SH 3524-1999，石油化工钢制罐、容器现场组焊施工工艺标准[S].

［4］JB 4708-2000，钢制压力容器焊接工艺评定[S].

［5］JB/T 4709-2000，钢制压力容器焊接规程[S].

Integral Heat Treatment Process for Skirt Bases of Large Scale Pressure Vessel in Guangxi Petrochemical Company

WU Jun（China Petroleum Seventh Construction Co.,Jiaozhou 266300,China），NIU Wei-tao

Integral treatment process for the skirt bases of regenerator,sedimentation device and fractioning tower,which are the core facilities of 350×104t/a heavy oil catalytic cracking equipment of 1000×104t/a Oil Refining Project in Guangxi Petrochemical Company,is described including the construction of heat treatment furnace,process parameter curves,process system and relevant quality guarantee measures.The results are perfect and the experience is useful for the integral heat treatment of other large scale pressure vessels.

pressure vessel;skirt base;integral heat treatment;heat treatment furnace

TE966 TG156

B

1001－2206（2011）05－0041－03

吴 俊 （1978-），男，云南昭通人，工程师，一级建造师。2002年毕业于西安石油学院焊接工艺与设备专业，一直从事石化工程建设焊接管理工作。

2010-10-25