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加氢反应器的焊接制造
一、概述
加氢反应器是炼油化工行业中加氢装置的核心设备,工作条件十分苛刻,要求设备既耐高温(约400 ~ 450℃)、高压(8 ~ 18MPa),还要能抗氢腐蚀,为此,一般选用Cr-Mo耐热钢制造壳体,有的选用1Cr---Si,-1Mo钢,为了适应更高温和抗氢性能更苛刻的条件,近年来又研制了3Cr-1Mo--1Mo-。
从结构形式讲,加氢反应器分冷壁加氢反应器和热壁加氢反应器,20世纪60年代初由于冶炼水平与制造水平有限,加氢反应器多数冷壁结构形式,即在反应器内衬上很厚的大颗粒珍珠岩混凝土保温层以保证反应器壳体的壁温不致过热。20世纪70年代以后随着技术的不断发展逐渐由冷壁加氢反应器转向热壁加氢反应器。热壁加氢反应器克服了冷壁反应器的不足,内壁不需要衬保温层,具有有效体积利用率高、施工周期短、生产维护方便、安全可靠等特点,因此为世界各国普遍采用并且向大型化发展。
二、加氢反应器的焊接
-1Mo制造的热壁加氢反应器壳体作为焊接实例介绍加氢热壁反应器的焊接。
某石化总厂一台直径为Φ1 800mm,壁厚δ=108mm,长度为30869mm的热壁加氢反应器。主壳体包括筒体、封头,-1Mo钢板制造,接管法兰、弯管、-1Mo锻件制造,所有部件内壁堆焊双层不锈钢(309L+347L)耐蚀层。
在产品制造前,应按产品技术条件和JB 4708《钢制压力容器焊接工艺评定》进行以下评定:
①用于筒体纵、环缝埋弧焊工艺评定一项;
②用于接管法兰环缝、弯管间环缝手工钨极氩弧焊、焊条电弧焊工艺评定各一项;
③用于接管法兰与壳体焊接焊条电弧焊工艺评定一项;
④用于筒体内壁带极堆焊工艺评定一项;
⑤用于封头内壁带极堆焊工艺评定一项;
⑥用于Φ内
%干磁粉(MT)检测→预热(预热温度≥200℃) →装配、点焊→手工钨极氩弧焊打底(两层、层间温度200 ~ 250℃)→焊条电弧焊盖面→后热(200 ~ 300℃×2h) →24 h后无损检测(100%MT+100%UT+100%RT)。

手工钨极氩弧焊焊接电流I=160 ~ 180A; 焊接电压U=15 ~ 17V; 焊接速度v=80mm/min;氩气流量16 ~ 18L/min;钨极直径D=。
焊条电弧焊电流IΦ4=170 ~ 190A;电流IΦ5=190 ~ 210A,;电压UΦ4、Φ5=22 ~ 26V;焊接速度vΦ4=130 ~ 150mm/min;焊接速度vΦ5=140 ~ 160mm/min。
6. 内壁耐蚀层堆焊
①封头内壁堆焊
a. 堆焊位置平焊(堆焊时将封头放置于变位机上,堆焊时保证堆焊位置始终处于平焊状态)。
b. 堆焊方法埋弧带极堆焊
c. 堆焊材料见表
封头内壁耐蚀层堆焊焊材
注意因封头是曲面,采用HJ107、HJ107Nb焊剂与同类型进口焊剂相比,其熔深大,使堆焊层结合面不容易产生夹渣,堆焊质量好。
d. 堆焊工序预热封头(预热温度≥150℃) →埋弧带极堆焊过渡层→后热(250 ~ 300℃×2