【正文】 在設(shè)計氣化爐主要結(jié)構(gòu)的過程中，我遇到的問題也比較多，但是李老師仍然細(xì)心地給我講解分析，使得我可以繼續(xù)完成設(shè)計。氣化爐殼體三大段分別對接時，為保證整體裝配工差滿足要求，分別在爐頂凸緣法蘭處、托轉(zhuǎn)盤法蘭中心及爐底下大法蘭處各選定一個測量截面，并在所測量的截面上用定心器定出中心點。組裝后的焊縫坡口上、坡口內(nèi)外表面100mm范圍內(nèi)，都不應(yīng)殘留影響焊接質(zhì)量的鐵銹、油污、炭黑、積渣、飛濺等。表47 接管與復(fù)合鋼板筒體焊接工藝焊接過程檢驗要求1清理坡口及坡口檢查，并對不銹鋼測涂保護(hù)涂料100%MT JB/T47302005 Ⅰ級2組對、預(yù)熱，預(yù)熱溫度≧200℃、點焊檢查3里口焊條電弧焊打底焊；里口焊條電弧焊焊到離交界面1mm；4外口清根、打磨100%MT JB/T47302005 Ⅰ級5預(yù)熱溫度≧200℃，外口SMAW焊滿6及時消氫處理，300～350℃/2h100%MT JB/T47302005 Ⅰ級7外口平滑過渡，焊縫余高0～100%MT JB/T47302005 Ⅰ級8堆焊表面磨平檢查100%MT JB/T47302005 Ⅰ級9預(yù)熱溫度≧100℃，SMAW堆焊過渡層≧2mm100%PT JB/T47302005 Ⅰ級 10SMAW堆焊耐蝕層，與母材圓滑過渡100%PT JB/T47302005 Ⅰ級 11整體焊后熱處理100%MT JB/T47302005 Ⅰ級；100%MT JB/T47302005 Ⅰ級 12外表測硬度（母材、焊縫、熱影響區(qū)各一組）HV≦24013水壓試驗后100%MT JB/T47302005 Ⅰ級層次焊接方法焊材牌號規(guī)格/mm電流/A電壓/V烘烤溫度/h保溫時間/hSMAWCMA96MB∮4160～18023～243502∮5230～25024～263502A042∮4120～14023～242002A022∮4120～14023～242002SAWUS511N∮4500～60030～34PF2003502 筒體鍛件與內(nèi)件的焊接 焊接形式如圖所示，焊接工藝見下表。錐封頭與法蘭應(yīng)分別進(jìn)行機(jī)加工，錐形封頭找正，大口加工成直徑并留有加工余量，小口直接加工到位；法蘭焊接坡口并加工到位，密封面留有加工余量，小口直徑加工到位；法蘭焊接坡口并加工到位，密封面留有加工余量，螺栓孔先不加工。由于該環(huán)縫坡口是機(jī)械加工的，為窄間隙坡口。 4）基層焊前預(yù)熱溫度≧150℃，層間溫度控制在300℃以內(nèi)，韓后立即進(jìn)行300～350℃消氫處理。（2）焊接方法與設(shè)備 基層的焊接，一般采用手工焊接、埋弧焊及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。20℃/2h7焊縫內(nèi)外打磨平，焊縫余高0～8校圓100%RT JB/T47302005 Ⅱ級9100%UT JB/T47302005 Ⅰ級；100%MT JB/T47302005 Ⅰ級 層次焊接方法焊材牌號規(guī)格/mm電流/mm電壓/v速度/(cm/min)烘烤溫度/℃保溫時間/hSMAWCMA96MB∮5200～23023～263502SAWUS511N∮4500～60030～34PF2003502 激冷室（復(fù)合鋼板）筒體縱焊縫焊接 復(fù)合鋼板的焊接主要包括坡口設(shè)計、焊接方法、施焊、熱處理、檢驗和焊接工藝評定等過程。（2） 鉻鉬鋼及其焊接接頭在350℃～500℃溫度區(qū)間長期運行過程中發(fā)生劇烈脆變現(xiàn)象。所以在施焊前將坡口兩側(cè)均勻預(yù)熱至200℃左右，而且要保持焊道層間溫度在200℃～250℃之間（層間溫度是指厚壁接頭多層焊接時，焊接區(qū)應(yīng)保持的溫度）。20℃/h7縱向接頭無損檢測20%UT檢測，符合JB473094中的Ⅰ級要求；表面100%MT檢測，符合JB473094中的Ⅱ級要求 8表面清理錐體內(nèi)表面噴砂除銹，噴砂等級按GB892388中Sa2級合格9過渡層堆焊采用同心圓焊道帶極埋弧焊堆焊309L，保證堆焊厚度≧3mm10檢測堆焊表面進(jìn)行100%UT檢測，； 堆焊表面進(jìn)行100%PT檢測，符合JB473094中的Ⅰ級要求11耐蝕層堆焊采用同心圓焊道帶極埋弧焊堆焊316L，保證堆焊厚度≧3mm12檢測堆焊表面進(jìn)行100%UT檢測，；堆焊表面進(jìn)行100PT檢測，符合JB473094中的Ⅰ級要求13車采用立式車床加工小端接頭坡口14檢測坡口表面進(jìn)行100%MT檢測15凈化處理酸洗、鈍化4 氣化爐制造中的焊接技術(shù)研究對于高壓壓力容器，焊接接頭的質(zhì)量直接關(guān)系到容器的安全運行，所以在壓力容器制造中最關(guān)鍵的焊接質(zhì)量的好壞。加熱曲線見圖33所示。檢驗合格后施焊。取為2mm。 e)設(shè)備制造完畢，有防腐蝕要求的復(fù)層表面應(yīng)進(jìn)行酸洗鈍化處理。達(dá)到要求后加工焊接坡口，再與其它筒節(jié)或者封頭進(jìn)行對接組裝，組裝時進(jìn)行環(huán)焊縫的對接焊接。確定尺寸下劃線后，就可以下料了。筒體展開長度：=π(+)=π(3188+81)=取展開長度=10270mm；筒體展開寬度：H=B=8795mm。預(yù)熱溫度≥200℃→檢驗，包括焊縫的PT、X光射線探傷以及焊縫及熱影響區(qū)的硬度試驗）；打磨焊縫與母材齊平。拼接焊縫的位置應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。如圖32所示：圖32 厚壁球形封頭的沖壓（2）封頭的號料根據(jù)面積法展開封頭，此時： π/4=π+π(+) (31)式中 ——球形封頭邊緣的機(jī)械加工余量，mm； 此外，也可按近似公式計算： (32)mm取=4600mm。球形封頭的毛坯厚度是68mm，毛坯直徑4600mm。 主要部件成型前的通用工藝流程表31 各部件成型前的通用工藝流程序號工作內(nèi)容要求、加工方法、加工設(shè)備或工具1原材料入庫續(xù)表31序號工作內(nèi)容要求、加工方法、加工設(shè)備或工具2原材料復(fù)驗 外觀檢驗、幾何尺寸檢驗、理化檢驗和鋼板的超聲波探傷，有時可委托鋼廠進(jìn)行，其中超聲波探傷結(jié)果ZBJ7400388《壓力容器用鋼板超聲波探傷》規(guī)定的質(zhì)量分級，應(yīng)不低于Ⅲ級。 技術(shù)要求（1）用作殼板的鋼板、鍛件和焊接材料到達(dá)鍛件制造廠后需要對材料的化學(xué)檢驗及復(fù)驗化學(xué)成分按ASMESA20進(jìn)行。操作溫度較高時，為了避免產(chǎn)生溫差應(yīng)力，一般應(yīng)設(shè)置特制的滑動支撐板，其結(jié)構(gòu)如圖24所示?！獨んw開孔處的名義厚度，mm；——殼體有效厚度，mm。 a)開孔殼體上的有效補強范圍，是以受拉伸開孔大平板孔邊應(yīng)力的衰減范圍進(jìn)行考慮的，即補強范圍取2倍的開孔直徑。 因此，在開孔接管部位某些局部區(qū)域的應(yīng)力將大大超過容器在正常設(shè)計狀態(tài)下的應(yīng)力水平，因而在靜載荷下可能引起過大的變形或破壞，或在交變載荷下可能逐步萌生疲勞裂紋直至破壞。 高壓設(shè)備的密封原理與中壓和低壓設(shè)備的密封原理基本相似，防止流體在密封口處泄露的基本途徑是在密封面處增加流體流動的阻力。 上球形封頭的設(shè)計球形封頭壁厚計算方法： (26) 已知球形封頭的壁厚為3200mm，雙面對接焊縫100%無損探傷，=1；MPa。 主要部件的設(shè)計計算 燃燒室筒體壁厚的計算與校核1） 高壓容器的筒體壁厚計算公式為： (21)——筒體的壁厚，mm；P——設(shè)計壓力，MPa；——燃燒室筒體的內(nèi)徑，mm；——焊接接頭系數(shù)；——設(shè)計溫度下材料的許用應(yīng)力，MPa。 2）質(zhì)量檢驗 因運輸條件的限制，大型設(shè)備制造過程中的很多工作往往會遺留到現(xiàn)場進(jìn)行，對焊接質(zhì)量等的檢查也提出了更高的要求。設(shè)備裝置的大型化給中國化工機(jī)械制造行業(yè)帶來機(jī)遇的同時，也改變了大型壓力容器制造方式。在所有的鉻鉬鋼里，SA387Gr11CL2板材的韌性、強度、焊接性能都比較好，所以作為反應(yīng)室的殼體材料使用。 b）水煤漿氣化工藝要求原料水煤漿要有良好的穩(wěn)定性、流動性，較低的灰熔點及泵易輸送等。 德士古氣化爐介紹 德士古爐型氣化爐的技術(shù)特點 GE水煤漿氣化爐是一種以水煤漿為原料、氧氣為氣化劑的加壓氣化技術(shù)。氣流床技術(shù)由于煤種適應(yīng)性強，效率高，合成氣中有效成分高，運行可靠且環(huán)保性能良好。由于煤化工的氣頭，即氣化方式是煤產(chǎn)品的根源，因此煤氣化爐就成為煤化工產(chǎn)品的龍頭。國外煤氣化技術(shù)早在20世紀(jì)50年代已實現(xiàn)工業(yè)化，20世紀(jì)70年代因石油天然氣供應(yīng)緊張使得煤氣化新工藝研究和開發(fā)得到快速發(fā)展，并成功地開發(fā)出對煤種適應(yīng)性廣、氣化壓力高、氣化效率高、污染少的新一代煤氣化爐。所以氣流床技術(shù)在我國也運用的較為普遍，其代表爐型為德士古氣化爐和殼牌干粉煤氣化兩種氣化爐。水煤漿經(jīng)原料加壓泵加壓后與高壓氧通過氣化爐頂部的氣化燒嘴進(jìn)入氣化爐，在燃燒室（氣化反應(yīng)室），約1400℃條件下水煤漿與氧發(fā)生部分氧化反應(yīng)，生成CO、H、CO、HO和少量CH、HS、COS及微量的NH、HCOOH等氣體。 c）與干粉進(jìn)料相比，簡化了干粉煤給料及加壓煤倉加料的過程，體現(xiàn)出了安全并容易控制的特點，取消了氣化前對原料的干燥，節(jié)約能源。但由于Gr、Mo元素提高了鋼的淬透性，使焊接性能變差，易產(chǎn)生冷裂紋和再熱裂紋。主要存在的問題有： 運輸問題 由于現(xiàn)在設(shè)備的大型化，直接面對的便是設(shè)備高參數(shù)、大直徑、重噸位。如今國內(nèi)大型設(shè)備制造廠家采用TOFD超聲檢測方法代替射線檢測，對焊縫進(jìn)行探傷。SA387Gr11CL2的機(jī)械性能為：常溫 =310MPa =515MPat=455℃ =230MPa =373MPa 已知燃燒室筒體的直徑為3200mm,；雙面對接焊縫100%無損探傷，=1。所以有： (mm)取球封壁厚t=60mm。當(dāng)壓力介質(zhì)通過密封面的阻力大于密封面兩側(cè)的壓力差時，介質(zhì)就能夠被密封住。所以，壓力容器設(shè)計中心開孔及其補強設(shè)計就顯得非常重要。 b)接管上的有效補強范圍，是以端部受均勻分布載荷的圓柱殼的環(huán)向薄膜應(yīng)力的衰減范圍進(jìn)行考慮的，補強范圍取（d為開孔直徑；為接管名義厚度）?！庸芡鈧?cè)有效補強高度，mm；；接管的外伸高度為600mm，mm，所以mm。氣化爐制作采用耳式支座，所以以下針對耳式支座的兩種結(jié)構(gòu)進(jìn)行討論。逐張檢驗鋼板表面質(zhì)量和材料標(biāo)志，鍛件JB47262000的Ⅲ級鍛件要求訂購，且符合技術(shù)條件及附件二技術(shù)條件中《SA387Gr11CL2及SA 182 F11，CL2壓力容器鍛件材料說明書》的要求，鋼板和鍛件還必須按模擬焊后熱處理累積最長時間做常溫和設(shè)計溫度下的力學(xué)性能復(fù)驗。3劃線及標(biāo)記鋼印標(biāo)記、板材矯平、劃線、鋼印移植4下 料對于直邊用剪切；曲線邊用氣割；對于不銹鋼和有色金屬，氣割用等離子?。粚τ谔睾癜宀?，若剪切困難則用氣割。所以，該球形封頭采用整體熱沖壓。劃線時考慮以后加工過程的加工余量、切割余量、邊緣加工余量、焊縫收縮量等。即焊縫距封頭中心不得大于1/4公稱直徑，公稱直徑可預(yù)先經(jīng)100%無損檢測合格。5熱沖壓6檢測、加工測定成形后球殼各部位實測厚度→焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)外表面MT正火+回火（帶焊接試板），試板機(jī)械性能試驗、精加工環(huán)向端面7車在立車上加工中心孔與法蘭鍛件的焊接坡口，檢驗坡口合格8組對、焊接與法蘭鍛件組對→焊條點焊固定（預(yù)熱）→預(yù)熱（≥200℃）焊接，焊接9加工加工環(huán)向焊接坡口。——展開尺寸，mm；——切割下料線尺寸，mm；——切割余量，與切割方法有關(guān)，一般為2~3mm，取3mm；表33 邊緣加工余量不加工機(jī)加工要去除熱影響區(qū)0厚度≦25厚度252535——邊緣加工余量，與加工方法有關(guān)，厚度大于25mm時，取為5mm。不銹鋼復(fù)合板可以用機(jī)械切割、氣割、等離子弧切割等方法，無論采用哪種方法，首先必須保護(hù)復(fù)層材料在該工序中不至于破壞。對接