S—Zorb脫硫反應(yīng)器的制造

王納新

摘 要：針對(duì)S-Zorb脫硫反應(yīng)器的制造，從筒體焊接、大型錐體成型、電渣堆焊等關(guān)鍵環(huán)節(jié)介紹了產(chǎn)品制造過(guò)程。結(jié)果表明，S-Zorb脫硫反應(yīng)器完全滿足設(shè)計(jì)要求，較好地保證了制造質(zhì)量，為同類設(shè)備的制造提供了更多的技術(shù)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：S-Zorb 脫硫反應(yīng)器 制造 質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TE96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）06（c）-0104-02

1 S-Zorb脫硫反應(yīng)器簡(jiǎn)介

催化汽油吸附脫硫（S-Zorb）是美國(guó)康菲公司開發(fā)的技術(shù)，此次齊魯機(jī)械制造公司承制的脫硫反應(yīng)器是SEI設(shè)計(jì)的陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司煉化公司180萬(wàn)t年S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置的核心設(shè)備，是目前世界上吸附脫硫裝置最大的反應(yīng)器，該反應(yīng)器最大處內(nèi)直徑φ4620 mm，總高度47 165 mm。結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1所示。

2 制作、組對(duì)工藝過(guò)程及質(zhì)量控制

脫硫反應(yīng)器除上、下封頭及下部過(guò)渡段外筒體共有17節(jié)，上部φ4620 mm×92 mm共2節(jié)，錐體1節(jié)，下部φ2450 mm部分14節(jié)分為兩種厚度，δ=50 mm有10節(jié)，δ=64 mm的有4節(jié)，上部φ4620 mm×92 mm規(guī)格的2節(jié)采用溫卷成型，下部φ2450 mm×50/64 mm采用冷卷成型，封頭、錐體、過(guò)渡段單獨(dú)制作。

2.1 殼體制作流程

2.1.1 下料

該設(shè)備材料采用等離子數(shù)控切割，下料尺寸長(zhǎng)度允差±3 mm，寬度允差±3 mm，對(duì)角線允差≤3 mm，相鄰?fù)补?jié)周長(zhǎng)相對(duì)差≤5 mm，以確保筒節(jié)成型后的圓度合格[2-3]。

2.1.2 筒節(jié)成型及焊接

（1）δ=50/64 mm的筒體縱縫坡口加工采用刨邊機(jī)加工，坡口角度25°，允差為±3°，鈍邊為10 mm，對(duì)接間隙≤1 mm。

（2）采用冷卷成型滾圓，用弦長(zhǎng)600 mm的內(nèi)樣板檢驗(yàn)弧度，保證筒體與內(nèi)樣板間隙不大于2 mm，縱縫的錯(cuò)邊量≤1.5 mm，定位焊要求與相應(yīng)焊縫焊接工藝相同。

（3）縱縫坡口采用手工焊，焊接采用普通自動(dòng)焊，焊接材料選用法國(guó)奧林康焊絲，焊前預(yù)熱，坡口兩側(cè)各100 mm范圍內(nèi)預(yù)熱溫度不少于200 ℃，焊后立即進(jìn)行300 ℃～350 ℃保溫3 h的消氫處理[1-2]。

（4）筒體校圓，在公司大型260卷板機(jī)上進(jìn)行，控制圓度在5 mm以內(nèi)。

（5）δ=92 mm筒體縱縫坡口加工采用刨邊機(jī)加工，采用溫卷成型，考慮公司卷板機(jī)能力和鋼板12Cr2Mo1R（H）特性，采用電爐加熱到400 ℃出爐開始卷制，終卷溫度在120 ℃左右。

（6）縱縫焊接完畢校圓后進(jìn)行一次中間熱處理，防止延遲裂紋。

2.2 錐體成型

錐體的成型是一個(gè)制造難點(diǎn)，因直徑大，高度方向尺寸大，無(wú)法一次成型，所以采取分片壓制成型再組焊成錐體的方法。

（1）錐體放樣分6片下料，分片單獨(dú)壓制成型，將檢驗(yàn)合格的瓣片按立體樣板進(jìn)行劃線，大小口端各留20 mm余量不切割。

（2）采用切割機(jī)沿縱縫拼裝線按圖紙要求進(jìn)行切割，切割前需對(duì)切割線200 mm范圍內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度≥200 ℃。

（3）切割合格的瓣片按預(yù)組裝圖要求組焊成錐體，在工裝平臺(tái)上，利用上下支撐環(huán)，采取雙面手工焊，為防止和減少變形，采取6個(gè)焊工同時(shí)在外側(cè)施焊，從下往上立向焊接[1-2]。

（4）焊前進(jìn)行坡口兩側(cè)300 mm范圍內(nèi)預(yù)熱200 ℃～ 250 ℃，焊接完畢后立即進(jìn)行300 ℃～350 ℃消氫處理，24 h后進(jìn)行100%RT無(wú)損檢測(cè)，按JB/T4730.1-2005Ⅱ級(jí)合格[3]。

2.3 筒體分段預(yù)制

筒體分四段分別組焊成型：第一段是上部封頭與頂部吸附劑過(guò)濾器口與δ=92 mm筒體2節(jié)；第二段是錐體；第三段是筒體φ2450 mm部分；第四段為硫化床與過(guò)渡段、下封頭及裙座。

2.4 下部筒體、下封頭的單層堆焊

筒體分段成型后，對(duì)下部筒體進(jìn)行單層堆焊，采用的是電渣堆焊（ESW）方法，焊接試驗(yàn)室根據(jù)該容器所選擇的堆焊技術(shù)條件進(jìn)行了焊接工藝評(píng)定，并委托撫順石化研究院進(jìn)行了抗氫剝離試驗(yàn)。單層堆焊關(guān)鍵質(zhì)量控制點(diǎn)是焊前預(yù)熱和焊后消氫到位，焊道排列致密且厚度均勻。

（1）對(duì)筒體待堆焊部位用磨光機(jī)打磨出金屬光澤，并對(duì)表面進(jìn)行100%MT檢測(cè)，按無(wú)損檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4730-2005執(zhí)行，I級(jí)合格[3]。

（2）用自制加熱工裝對(duì)堆焊部位先進(jìn)行200 ℃～250 ℃的焊前預(yù)熱。

（3）在預(yù)熱溫度范圍內(nèi)，采用ESW堆焊，堆焊厚度為（4±0.5）mm，要求厚度均勻，表面平滑，焊道間排列致密，搭接量為10～12 mm，堆焊層凹凸量≤1 mm，接頭不平度≤1.5 mm。

（4）堆焊后進(jìn)行消氫熱處理：消氫溫度300 ℃～350 ℃，保溫1.5 h后緩冷。

2.5 過(guò)渡段的加工成型及硫化床孔板焊接

過(guò)渡段筒體采用整體鍛件加工，并采用6.3 m數(shù)控立車加工成型。重點(diǎn)是控制焊前預(yù)熱和焊后消氫，施工過(guò)程中采用電加熱片將整體鍛件環(huán)向包裹起來(lái)，這樣有利于加熱均勻，焊接完后也便于短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行消氫熱處理。

3 水壓試驗(yàn)

試驗(yàn)用水的Cl-含量不得超過(guò)20 ppm，水溫應(yīng)保證在整個(gè)試壓過(guò)程中容器壁溫不低于15 ℃。試驗(yàn)過(guò)程除執(zhí)行GB 150的相關(guān)規(guī)定外，必須在試驗(yàn)壓力下保持至少2 h。合格后立即將水放凈、吹干，然后進(jìn)行相關(guān)的無(wú)損檢測(cè)[2]。

4 使用效果

該180萬(wàn)t/年S-Zorb催化汽油吸附脫硫裝置符合脫硫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)要求。陜西延長(zhǎng)石油（集團(tuán)）有限責(zé)任公司延安石油化工廠一次開車成功，目前裝置運(yùn)行平穩(wěn)，工作壓力3.1 MPa，最高工作溫度為441 ℃，產(chǎn)出汽油的硫含量指標(biāo)合格，符合設(shè)計(jì)預(yù)期要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB 150.1～150.4-2011，壓力容器[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)版社，2012.

[2] 國(guó)家能源局.NB/T 47014-2011，承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定[S].北京：新華出版社，2011.

[3] 國(guó)家能源局.NB/T 47015-2011，壓力容器焊接規(guī)程[S].北京：新華出版社，2011.endprint