沸騰床渣油加氫反應(yīng)器降液管的制造

張繼亮 孫亞杰 朱莎莎 陳愷 張力

(二重(鎮(zhèn)江)重型裝備有限責(zé)任公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000)

隨著石油資源的不斷開(kāi)采，優(yōu)質(zhì)原油產(chǎn)量不斷降低，開(kāi)采的原油不斷向高密度、高硫、高酸、高金屬含量和高殘?zhí)康闹刭|(zhì)化、劣質(zhì)化趨勢(shì)發(fā)展[1]。社會(huì)對(duì)運(yùn)輸燃料和化工原料的需求日益增強(qiáng)，環(huán)保對(duì)油品質(zhì)量的要求也日益嚴(yán)格，促使煉油技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展集中在重質(zhì)、劣質(zhì)原油加工、清潔燃料生產(chǎn)及煉油化工一體化等方面。根據(jù)沸騰床-固定床組合渣油加氫處理技術(shù)研究表明，劣質(zhì)渣油在沸騰床工藝加氫處理后，其金屬含量、殘?zhí)亢匡@著降低，成為催化裂化的優(yōu)質(zhì)原料[2]。因此沸騰床渣油加氫技術(shù)為高硫、高金屬和高殘?zhí)康牧淤|(zhì)原油深度加工和提高原油利用率提供了技術(shù)支撐。

我公司承制的國(guó)內(nèi)某煉化廠重油加工結(jié)構(gòu)調(diào)整改造項(xiàng)目——沸騰床渣油加氫反應(yīng)器如圖1所示，其內(nèi)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且技術(shù)要求很高。內(nèi)件中降液管又稱中心管，基本慣穿整個(gè)反應(yīng)器，連接頂部循環(huán)杯和底部分配盤(pán)，將進(jìn)入循環(huán)杯內(nèi)的液相組分經(jīng)降液管進(jìn)入循環(huán)泵，由循環(huán)泵送回反應(yīng)器。根據(jù)圖紙要求，本項(xiàng)目的降液管材料為S31609，規(guī)格為?789 mm×13 mm的鋼管，總長(zhǎng)度超過(guò)41m。按照技術(shù)條件要求，降液管的垂直度偏差要求每300 mm長(zhǎng)度不大于1.0 mm，總偏差不大于總長(zhǎng)度的1‰，降液管在反應(yīng)器內(nèi)安裝完后也須滿足上述垂直度要求。

1 降液管來(lái)料控制

由于降液管總長(zhǎng)度超過(guò)41 m，無(wú)法進(jìn)行整體制作，考慮到成本與運(yùn)輸?shù)仍?，最終確定按照六接一的方案進(jìn)行制造。為保證焊后直線度要求，嚴(yán)格控制來(lái)料尺寸。來(lái)料尺寸必須滿足直線度偏差每300 mm長(zhǎng)度不大于1 mm的要求，且接料端端口不得有翻邊等缺陷，來(lái)料的其中一端上留有一定配作余量。

2 裝焊

為保證接料后的尺寸公差滿足要求，需制定合理的接料裝焊方案。

2.1 接料前尺寸測(cè)量

接料前分別測(cè)量降液管的六段鋼管兩端頭的周長(zhǎng)和直線度，選擇周長(zhǎng)相近或相差不大的兩端頭組合，以減小裝配時(shí)的尺寸偏差。

2.2 裝配平臺(tái)選擇

降液管總裝后的總長(zhǎng)度超過(guò)41 m，且裝焊后的直線度要求非常高。要保證該尺寸要求，必須找到合適的裝配平臺(tái)。經(jīng)過(guò)對(duì)我公司現(xiàn)有場(chǎng)地的測(cè)量，最終選擇在50 m數(shù)控鏜床的機(jī)加平臺(tái)上進(jìn)行組焊，見(jiàn)圖2。

2.3 接料制備坡口

將兩兩組對(duì)的降液管分別放于專用小滾輪架上進(jìn)行預(yù)組對(duì)，合格后分別劃出坡口線和切割線，采用不銹鋼專用切割片去除余量后，打磨出接料坡口。將坡口寬度控制在最小，以減小焊接過(guò)程中的變形量。坡口打磨過(guò)程中，使用專用樣板進(jìn)行比對(duì)檢測(cè)。

圖1 沸騰床渣油加氫反應(yīng)器Figure 1 Fluidized bed residue hydrogenation reactor

圖2 降液管在裝配平臺(tái)上進(jìn)行組焊Figure 2 Assembly welding of downpipeon assembly bench

2.4 裝配

裝配前將專用小滾輪架放置于裝配平臺(tái)上調(diào)整水平，檢測(cè)合格后用專用卡扣固定。把坡口制備完成的降液管分別放于專用小滾輪架上進(jìn)行組對(duì)，裝配時(shí)注意調(diào)整，使四周坡口間隙均勻，直線度滿足要求。合格后用專用不銹鋼連接工裝固定。

2.5 焊接

為保證焊接質(zhì)量，打底焊接時(shí)，在降液管內(nèi)壁采用氬弧焊全位置焊接，焊接速度快，以減小線能量，同時(shí)在外側(cè)采用壓縮空氣輔助降溫。打底完成后再?gòu)耐鈧?cè)快速填充焊接。要求每層焊接完后必須冷至室溫才能進(jìn)行下一層焊接，最后一層焊接時(shí)，要求留有約1 mm左右的焊縫余高。

2.6 焊縫外觀處理

冷卻至室溫時(shí)，測(cè)量降液管直線度，用拋光片拋光焊縫表面，并去除兩側(cè)的焊接熔合線。

2.7 無(wú)損檢測(cè)

對(duì)焊縫及工裝去除部位進(jìn)行100%PT檢測(cè)，標(biāo)準(zhǔn)NB/T 47013.5—2015《承壓設(shè)備無(wú)損檢測(cè) 第5部分：滲透檢測(cè)》，I級(jí)(技術(shù)等級(jí)B級(jí))。

2.8 直線度檢測(cè)

重復(fù)以上步驟，將降液管焊接成一個(gè)整體，并采用激光測(cè)量?jī)x測(cè)量降液管整體的直線度。組焊后的降液管如圖3所示。

圖3 組焊完成的降液管Figure 3 Downpipe after assembly welding

3 降液管的裝配

組焊后的降液管滿足各項(xiàng)技術(shù)條件要求，但其轉(zhuǎn)運(yùn)以及與反應(yīng)器裝配也需要制定合理的方案。

3.1 轉(zhuǎn)運(yùn)

為減小運(yùn)輸過(guò)程中的變形，利用現(xiàn)場(chǎng)槽鋼制作專用吊具，以分散受力，用行車起吊，將降液管轉(zhuǎn)運(yùn)至裝配位置。

3.2 總裝

根據(jù)要求，降液管須在水壓后進(jìn)行裝配。通過(guò)精確計(jì)算，去除降液管上的人孔蓋板及連接板后，即可順利從項(xiàng)部人孔裝入。為減少裝配廠區(qū)道路的影響，裝配時(shí)間選擇在晚間進(jìn)行。裝配時(shí)廠房外側(cè)用汽車吊配合，廠房?jī)?nèi)用行車配合進(jìn)行。降液管裝入殼體內(nèi)的過(guò)程見(jiàn)圖4。

圖4 降液管裝入殼體內(nèi)的過(guò)程Figure 4 Downpipe charged into shell body

4 總結(jié)

沸騰床渣油加氫反應(yīng)器中的降液管材料為S31609，由規(guī)格為?789 mm×13 mm的鋼管制作而成，總長(zhǎng)度超過(guò)41 m。通過(guò)采用合適的焊接工藝及控制措施，制造出的降液管滿足垂直度偏差每300 mm長(zhǎng)度不大于1.0 mm，總偏差不大于總長(zhǎng)度的1‰的要求。