大型壓力容器現(xiàn)場整體熱處理技術(shù)方案

1、大型壓力容器現(xiàn)場整體熱處理技術(shù)方案一、工程概況1、工程簡介及技術(shù)參數(shù)某項目共有四級自蒸發(fā)器(4800X 10700X 26) 2臺、五級自蒸發(fā)器( 5000X 10700X 22) 2 臺、六級自蒸發(fā)器( 5000X 10700X 16) 2 臺、七、 八級自蒸發(fā)器(5100X 10700X 16)各2臺、九、十級自蒸發(fā)器(5200 X 10700X 16)各2臺，共有設(shè)備14臺、總重量約547噸。主體材料為 Q345R 鋼板，自蒸發(fā)器(410級)均為一類壓力容器。工程地點在*鎮(zhèn)。由于設(shè)備直徑較大，超過道路運(yùn)輸限制，無法整體運(yùn)輸，須在現(xiàn)場制作， 按設(shè)計要求，須進(jìn)行整體焊后熱處理以消除焊接應(yīng)力。

2、設(shè)備參數(shù)見下表：1)、四級自蒸發(fā)器(4800X 10700X26)共2臺名 稱單位殼體備注設(shè)計壓力MPa1.5設(shè)計溫度C200容 積M164介質(zhì)特性溶出料漿類別一類主要材質(zhì)Q345R焊縫系數(shù)1腐蝕裕度mm2設(shè)備總重Kg47764熱處理要求整體熱處理2)、五級自蒸發(fā)器(5000X10700X22)共2臺名 稱單位殼體備注設(shè)計壓力MPa1.2設(shè)計溫度C195容 積M179介質(zhì)特性溶出料漿類別一類主要材質(zhì)Q345R焊縫系數(shù)1腐蝕裕度mm2設(shè)備總重Kg44013熱處理要求整體熱處理3)、六級自蒸發(fā)器(5000X 10700X16)共2臺名 稱單位殼體備注設(shè)計壓力MPa0.9設(shè)計溫度C178容 積M17

3、9介質(zhì)特性溶出料漿類別一類主要材質(zhì)Q345R焊縫系數(shù)1腐蝕裕度mm2設(shè)備總重Kg35962熱處理要求整體熱處理4)、七、八級自蒸發(fā)器(5100X 10700X16)共4臺名 稱單位殼體備注設(shè)計壓力MPa0.7設(shè)計溫度C155容 積M188介質(zhì)特性鋁酸鈉溶液類別一類主要材質(zhì)Q345R焊縫系數(shù)1腐蝕裕度mm2設(shè)備總重Kg35976熱處理要求整體熱處理5）、九、十級自蒸發(fā)器（520OX 10700X 16）共4臺名 稱單位殼體備注設(shè)計壓力MPa0.4設(shè)計溫度C145容 積M188介質(zhì)特性鋁酸鈉溶液類別一類主要材質(zhì)Q345R焊縫系數(shù)1腐蝕裕度mm2設(shè)備總重Kg36911熱處理要求整體熱處理2、工程特點

4、1）設(shè)備外形直徑大 48005200mm2）設(shè)備殼體及封頭均采用 Q345R（氐合金壓力容器用鋼板。3）焊接質(zhì)量要求高，所有設(shè)備的 A、B類焊縫均進(jìn)行100%寸線（AB級） 探傷，結(jié)果符合JB/T4730-2005 II級合格；并進(jìn)行20%勺超聲波復(fù)查，結(jié)果 符合JB/T4730-2005 II級合格；C、D類焊縫進(jìn)行磁粉檢測，結(jié)果符合 JB/T4730-2005 I 級合格。4）焊后要求進(jìn)行整體熱處理以消除焊接應(yīng)力。5）制造完成后須進(jìn)行水壓試驗并經(jīng)監(jiān)檢合格。 二、熱處理技術(shù)規(guī)范及工曲線1、技術(shù)規(guī)范整體熱處理的技術(shù)要求，按 GB150-1998鋼制壓力容器、NB/T47015-2011壓力容器

5、焊接規(guī)程、圖紙技術(shù)要求和熱處理工藝。2、熱處理工藝曲線如下圖一620 20 C溫度3最短保溫6540分鐘一時間（分鐘）三、熱處理方法由于設(shè)備直徑較大，采用建造整體退火爐方式成本較大，且工期也無法 滿足要求。經(jīng)仔細(xì)研究計算后，決定采用電加熱方式進(jìn)行設(shè)備焊后整體熱處 理。在設(shè)備筒體內(nèi)布置框架式加熱器，外部鋪設(shè)保溫絕熱材料，加熱器采用 星形布置，根據(jù)熱流上升的規(guī)律，熱源中心位置要求偏下，利用熱輻射和熱對 流達(dá)到均勻加熱之目的。上述熱處理過程由ZWK-I-360KW智能溫控儀，實現(xiàn) 多點控溫，智能儀表顯示各點溫度，自動修正加熱功率系數(shù)，自動記錄溫度 曲線，確?？販鼐取Ｋ摹F(xiàn)場熱處理工藝設(shè)計加熱器在容

6、器內(nèi)避開容器內(nèi)件的位置布置。熱處理現(xiàn)場工藝設(shè)計由供電系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、測溫和控溫系統(tǒng)、保溫層的鋪設(shè)等部分組成。1、供電系統(tǒng)經(jīng)與甲方溝通在制作容器的廠房附近布置800KVA變壓器一臺，專為制作車間使用，從變壓器至熱處理施工現(xiàn)場設(shè)置DZ-600/330自動空氣開關(guān)2只，變壓器至2臺ZWK-I-360KV曬能型溫控儀的一次導(dǎo)線（中間經(jīng)空氣開關(guān)）為2X185/1 X 95mrH同蕊電纜2根,總長約200米。2、加熱系統(tǒng)熱處理的熱源數(shù)量和布置是本項目熱處理的重要環(huán)節(jié)，設(shè)計的加熱功率必須滿足總能耗的需要才能達(dá)到加熱至退火溫度的目的。1）、整體熱處理熱源選用框架式電加熱器，每片額定功率10kW外形尺寸1000

7、X 400X 90mm共72片，最大輸出功率 720Kw實際操作時由于容器內(nèi)部空間限制，只安放了56片，實際輸入功率為560Kw實踐證明也能滿足熱處理要求。2）、加熱器的連接利用0 6.5的圓鋼作為內(nèi)接導(dǎo)線，圓鋼外套上氧化鋁 高溫瓷管與外接專用接長導(dǎo)線連接，再接到電腦溫控儀。所有零線焊為一體， 作為公共零線引出，各自形成獨(dú)立電網(wǎng)，加熱器均采用星形接法，每三片作為 一個加熱單元同步加熱。實際操作中，由于在筒體中上部布置臨時支撐有一定困難，只在容器下部約1/3的部位安放了加熱片，根據(jù)熱氣流上升原理，也能使整個容器達(dá)到 相應(yīng)的熱處理溫度。（附加熱片實際布置圖）3、測溫和控溫系統(tǒng)熱處理采用K型熱電偶測

8、溫，熱電偶的補(bǔ)償采用銅補(bǔ)償導(dǎo)線并通過 JF-D-360kW智能型溫控儀控溫，每臺智能型溫控儀輸出功率為360kW溫度控制范圍01000C,控制精度為士 3C,將設(shè)定的工藝參數(shù)輸入儀表進(jìn)行溫 度控制。控溫過程均由儀表進(jìn)行 PID調(diào)節(jié)溫控并顯示，并由連續(xù)式記錄儀自 動記錄工藝曲線。熱電偶按設(shè)備圓周方向上、下、左、右布置。4、保溫層的鋪設(shè)保溫材料應(yīng)符合QJ/GN30-89標(biāo)準(zhǔn)，加熱時外層溫度不高于60C,選用 保溫性能好，導(dǎo)熱系數(shù)低，容重輕的硅酸鋁纖維棉，為了減少熱損失，保溫 層用100m粒酸鋁纖維棉，保溫層之間接縫錯開搭接嚴(yán)密，以防止熱量散失。在現(xiàn)場用鍍鋅薄鐵皮作為支撐，將保溫棉用耐火纖維布包裹后

9、，再覆 蓋上鐵絲網(wǎng)與鍍鋅鐵皮綁扎固定成一體， 大小可根據(jù)實際調(diào)整，以便于搬運(yùn)、 安裝和拆卸為原則，多次重復(fù)使用而不損壞。（附圖）5、整體熱處理的防變形措施為使設(shè)備加熱、冷卻時能自由伸縮，將設(shè)備吊裝在專用鞍式托架上，減 少設(shè)備與底座的摩擦阻力，達(dá)到有效的控制軸向殘余變形。6、熱處理所需設(shè)備見下表JF-D-360KW序號 名稱型號數(shù)量智能溫控柜2框架式加熱器100OX 400X9080片3硅酸鋁纖維棉6000X 600X50200箱4導(dǎo)線210mm1000 米5簡裝熱電偶K型20支6熱電偶補(bǔ)償導(dǎo)線2X 1mr2,K 型600米7瓷管 17X 11X 5250008接插件10150付五、成本核算采用

10、本方案退火費(fèi)用主要由電費(fèi)和設(shè)備購置費(fèi)組成：電費(fèi)：退火一次按10小時考慮，耗電720 X 10=7200度，電費(fèi) =7200X 1 元/度=7200 元/臺；設(shè)備購置費(fèi)合計234300元，按14臺攤銷234300+ 14=16735.7元/臺；退火一臺合計成本=7200+16735.7=23935.7元/臺。該成本為所有退火裝置一次攤銷，直接成本低于燃油退火，與燃?xì)馔嘶?成本相當(dāng)，本套退火裝置今后可在其他工程中使用，實際攤銷成本會更低。 六、見證資料1、熱處理結(jié)束后，取下記錄紙，并做好相關(guān)記錄，退火溫度一時間自 動記錄曲線。（附實際記錄曲線）2、熱處理報告。七、安全措施1、所有參加施工的人員應(yīng)嚴(yán)

11、格遵守各工種的安全操作規(guī)程。2、吊裝時要有專人負(fù)責(zé)，專人指揮，要求指揮信號明確。3、對施工中的專用設(shè)備，要有專人負(fù)責(zé)，專人操作。4、對吊裝索具、扣及起重或纜風(fēng)繩、鋼絲繩在吊裝前要仔細(xì)檢查，發(fā) 現(xiàn)斷股等損壞現(xiàn)象應(yīng)及時更換或修復(fù)。5、對熱處理設(shè)備和照明電源，上、下班時要有專人負(fù)責(zé)送、斷電，確 保用電安全。線路上禁止帶負(fù)荷接電或斷電，并禁止帶電操作。6、操作人員應(yīng)注意防火、防暴、防毒、防燙、防觸電，并掌握有關(guān)救 護(hù)知識和消防器材的使用。工作場所的消防器材應(yīng)經(jīng)常保持完備良好狀態(tài)；7、工作中不得任意離開工作崗位，臨時離開應(yīng)向代管人交代清楚；8、工作前應(yīng)對電氣設(shè)備（熱電偶）、儀表、使用工具等所有相關(guān)工具

12、進(jìn)行檢查。工作完畢應(yīng)做好場地及設(shè)備清掃工作；9、工作前應(yīng)配齊所有相關(guān)勞保、安保用品才可開工；10、作業(yè)場地周圍禁止堆放易燃、易暴物品；11、在配電裝置進(jìn)行操作時，對開關(guān)設(shè)備每一項操作均應(yīng)檢查裝置是否正確，發(fā)現(xiàn)位置指示有錯誤或懷疑時，應(yīng)立即停止操作，查明原因排除故 障后方可繼續(xù)操作。12、進(jìn)行熱處理時，技術(shù)人員、班組長負(fù)責(zé)技術(shù)指導(dǎo)巡視檢查，熱處理 場地應(yīng)有可靠的安全防護(hù)設(shè)施，并應(yīng)經(jīng)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人和安全質(zhì)量部門檢查 認(rèn)可，熱處理地應(yīng)劃上范圍標(biāo)記，無關(guān)人員不得在熱處理現(xiàn)場停留，熱處理 過程中，不得進(jìn)行與熱處理無關(guān)的工作。13、把熱處理后的設(shè)備應(yīng)設(shè)置警示牌，以免造成燙傷。八、技術(shù)創(chuàng)新與注意事項（一）技術(shù)亮點：1、內(nèi)置加熱片的方式成功實現(xiàn)了在低成本的條件下在施工現(xiàn)場對大型 壓力容器現(xiàn)場整體熱處理的技術(shù)難題，達(dá)到了近乎完美的熱處理效果。2、加熱片數(shù)量可根據(jù)容器體積的大小和實際情況進(jìn)行調(diào)整，能滿足不 同負(fù)荷下的熱處理要求。3、保溫棉制成適宜人工搬運(yùn)重量大小，且采用纖維布、鐵絲網(wǎng)、薄鐵 皮加以固定，可多次重復(fù)使用，提高耐用程度，減少損耗量，減少污染