連續(xù)重整裝置再生器的制造工藝

趙萬里

（中國石油大慶石化公司機械廠，黑龍江 大慶 163714）

某石化公司煉油結(jié)構(gòu)調(diào)整優(yōu)化工程新建連續(xù)重整裝置加氫裂化裝置改造項目120×104t/a連續(xù)重整裝置新增1臺再生器（0208-R-301），再生器是連續(xù)重整裝置中催化劑再生部分的重要設(shè)備，是整個裝置催化劑再生的關(guān)鍵設(shè)備，反應(yīng)后的結(jié)焦催化劑在該設(shè)備內(nèi)燒焦再生。該設(shè)備在高溫環(huán)境下運行，其內(nèi)部催化劑處于流動再生狀態(tài)［1］。

1 設(shè)備結(jié)構(gòu)特點

再生器內(nèi)部分為燒焦區(qū)、氯化區(qū)、干燥區(qū)和冷卻區(qū)。

設(shè)備材質(zhì)為S31608，規(guī)格Φ1 675/Φ2 440×20×24 300 mm，按GB/T150-2011《壓力容器》、NB/T47041-2014《塔式容器》以及1011701D0208 EQ-106/N《工程技術(shù)條件》進行設(shè)計、制造、檢驗和驗收，并接受TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的監(jiān)察［2～4］。該設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、焊接成型及制造難度大、卷制難度大、組裝精度高，為滿足制造質(zhì)量要求，通過制定合理的工藝方案，采取工藝保證措施，解決了如筒體成型控制、翻邊錐體卷制等制造關(guān)鍵技術(shù)問題。設(shè)備主要參數(shù)見表1。

表1 再生器（0208-R-301）設(shè)計參數(shù)

設(shè)備結(jié)構(gòu)制造有6個關(guān)鍵點。（1）材料到貨檢驗及復(fù)驗；（2）橢圓封頭、下錐體機械加工；（3）SB-564 N06600與316H焊接；（4）筒體制造；（5）柵網(wǎng)到貨檢驗；（6）內(nèi)、外層?xùn)啪W(wǎng)安裝；

2 材料檢驗及復(fù)驗

（1）該設(shè)備筒體、封頭、錐殼和裙座上段等承壓件用S31608鋼板應(yīng)符合GB/T24511的要求，鋼板的表面加工類型（交貨狀態(tài)）為1D級（熱軋、固溶處理、酸洗），并須按爐（罐）號進行化學(xué)成分分析，其結(jié)果除須滿足GB/T24511規(guī)定外，化學(xué)成分還需滿足含碳量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）0.04%～0.08%的要求。

（2）非承壓件用S31608鋼板符合GB/T3280或GB/T4237的規(guī)定外，化學(xué)成分也需滿足含碳量0.04%～0.08%的要求。

（3）S31608無縫鋼管應(yīng)符合GB/T14976的規(guī)定，且碳含量為0.04%～0.08%。

（4）S31608鍛件應(yīng)符合NB/T47010-2017的有關(guān)規(guī)定。鍛件應(yīng)以固溶處理狀態(tài)交貨，且含碳量為0.04%～0.08%，鍛件的驗收級別按圖樣規(guī)定。

（5）熱電偶口所用SB-564-600鍛件須符合ASME SB-564 N06600的規(guī)定，以退火狀態(tài)交貨。

（6）熱電偶口所用SB-167-600無縫鋼管須符合ASME SB-167 N06600規(guī)定，以退火狀態(tài)交貨。

（7）該設(shè)備承壓件所用S31608螺柱和螺母，材料應(yīng)符合GB/T150、GB/T1220的規(guī)定，且同材質(zhì)、同規(guī)格組成1批，進行550℃的高溫性能試驗，高溫屈服強度σs0.2≥117 MPa。同時需提供580℃高溫屈服強度供參考。所有與殼體相焊的零件（如保溫支持圈、連接板）材料應(yīng)與殼體相同，即均應(yīng)為S31608，且含碳量為0.04%～0.08%［5］。

（8）焊接材料選用E316H型焊接材料。熔敷金屬的化學(xué)成分和力學(xué)性能須滿足GB/T983中E316H型的規(guī)定。焊接接頭的化學(xué)成分和力學(xué)性能除須滿足GB/T24511的規(guī)定外，化學(xué)成分還須滿足含碳量0.04%～0.08%。按GB/T1954進行鐵素體含量檢測，其FN值應(yīng)為3～8。

（9）裙座下段用Q345R鋼板應(yīng)符合GB/T713的規(guī)定，其使用狀態(tài)為正火。

3 制造總體技術(shù)方案

針對再生器結(jié)構(gòu)特點，采取廠房內(nèi)分2大段預(yù)制，柵網(wǎng)到貨后與上大段立置組裝內(nèi)外2層?xùn)啪W(wǎng)，下大段按外筒體和內(nèi)件部件分別預(yù)制，然后按由下向上順序分別組裝內(nèi)件，最后上、下2大段在廠房內(nèi)組焊成整體的制造方案。

（1）設(shè)備在廠房內(nèi)分成14個部件（或組合件）進行預(yù)制，分別是：錐形封頭、筒體1（分段）、冷卻區(qū)內(nèi)件、氯化區(qū)和干燥區(qū)內(nèi)件、翻邊錐體、裙座組合件、筒體2、擋圈組合件、燒焦口入口擋板組合件、燒焦區(qū)出口組合件、上封頭組合件、外層?xùn)啪W(wǎng)、內(nèi)層?xùn)啪W(wǎng)、料腿組合件、密封盤及絲網(wǎng)組合件。

（2）該設(shè)備的橢圓封頭、翻邊錐體、底部錐形封頭、以及冷卻區(qū)、干燥區(qū)導(dǎo)流椎體均采用壓制結(jié)構(gòu)，在材料檢驗合格后將板料直接發(fā)至封頭壓制廠商，委托封頭制造廠進行壓制，外協(xié)加工前應(yīng)編制相關(guān)的技術(shù)文件并與封頭制造廠簽定技術(shù)協(xié)議，委派專人到封頭制造廠全程監(jiān)造，待制造完畢，將所有相關(guān)的檢驗資料隨封頭一同返廠。

（3）板材到貨檢驗合格后，對筒體和內(nèi)件分別進行下料。嚴(yán)格控制下料和成型尺寸。下段筒體按排版圖分節(jié)預(yù)制，然后按照由下到上的順序逐件進行焊接、無損檢測，組焊接管，組裝內(nèi)構(gòu)件等。

（4）上段部件分別預(yù)制，然后組焊上大段筒體、錐段、裙座組合件以及相應(yīng)接管。

（5）2圈柵網(wǎng)及密封板和絲網(wǎng)組合件到貨后進行檢驗、驗收，到貨前要做好相應(yīng)的檢驗計劃，并做好記錄，其中兩圈柵網(wǎng)檢驗采取立式測量。

（6）將已經(jīng)組焊好的上大段筒體立置于預(yù)制好的平臺上。吊裝兩圈柵網(wǎng)進行預(yù)組裝，然后對外網(wǎng)進行切割和打磨。組焊外網(wǎng)和錐體，上封頭與內(nèi)網(wǎng)，最后臥置組裝上封頭組合件。

（7）廠房內(nèi)臥置組焊上下2段環(huán)焊縫，無損檢測、水壓試驗、酸洗鈍化等。

4 組件加工

4.1 橢圓封頭制造

（1）外協(xié)壓制與檢驗。橢圓封頭（件號：16）規(guī)格為EHA2440×20 mm，材質(zhì)為S31608（316H），上封頭采用帶料加工，由封頭制造廠焊接并壓制成型。上封頭采用δ=24 mm鋼板進行拼焊，并熱壓成形。熱壓成形后進行1 040℃的固溶處理，中心開孔處切下的鋼板同時進行固溶處理，固溶處理后的開孔處鋼板將委托第3方進行力學(xué)性能試驗和晶粒度檢驗。固溶處理后對焊縫進行100%RT和100%UT檢測，并對焊縫內(nèi)外表進行100%PT檢測。封頭設(shè)計直邊40 mm，封頭進廠后嚴(yán)格按GB25198-2010標(biāo)準(zhǔn)進行相關(guān)尺寸偏差檢驗。

（2）橢圓封頭的機械加工。在封頭直邊段和封頭的翻邊上口分別進行“米”字支撐加固，使用3.5 m立式車床加工直邊、過渡段、坡口、上口翻邊的過渡段和坡口，在封頭內(nèi)表面劃出內(nèi)筒的安裝位置線，并做好相應(yīng)的記錄和標(biāo)識。

4.2 翻邊錐體制造

翻邊錐體（件號：5）規(guī)格為Φ2 440/Φ1 675×16×915 mm，材質(zhì)為S31608（316H），翻邊錐體采用帶料加工，翻邊錐體采用δ=20 mm鋼板進行拼焊，并熱壓成形。熱壓成形后進行1 040℃的固溶處理，固溶處理后對焊縫進行100%RT和100%UT檢測，并對焊縫內(nèi)外表進行100%PT檢測。翻邊錐體設(shè)計直邊40 mm/25 mm，上、下口同軸度要求不大于5 mm，。翻邊錐體參照GB25198-2010標(biāo)準(zhǔn)進行相關(guān)尺寸偏差檢驗。

4.3 下錐體制造

下錐體（件號：2）采用帶料加工，并提供焊材、焊接工藝評定指導(dǎo)書，由制造廠焊接并壓制成型。下錐體規(guī)格為Φ1 675×Φ97×12×2 170 mm，鋼板下料的厚度為12 mm，由封頭制造廠分段冷壓成型焊接整體交貨。參照GB/T25198-2002進行檢驗和驗收。

4.4 筒體制造

筒體總體制造要求：再生器設(shè)備整體分成2大段預(yù)制，并在廠房內(nèi)合口最終環(huán)焊縫，然后再組焊裙座和接管等附件，設(shè)備無損檢測壓力試驗合格后運輸?shù)浆F(xiàn)場，現(xiàn)場設(shè)備就位后安裝2層?xùn)啪W(wǎng)。

（1）殼體總體分上、下2大段進行預(yù)制。殼體上段預(yù)制包括設(shè)備法蘭、筒體（2）和錐殼部分，其中筒體（2）規(guī)格為：Φ2 440×26×4 180 mm；殼體下段預(yù)制包括筒體（1）、錐形封頭以及氯化區(qū)、干燥區(qū)、冷卻區(qū)內(nèi)件等組合件部分，其中筒體（1）規(guī)格為：Φ1 675×12×14 100 mm；

（2）筒體分段預(yù)制。其中筒體（1）按規(guī)格分成8節(jié)進行預(yù)制：由下向上每節(jié)下料寬度分別為：1 814、1 790、1 810、1 813、1 850、2 211、1 812和1 022 mm，根據(jù)組裝順序由下向上將1、2節(jié)組焊、3、4節(jié)組焊、6、7節(jié)組焊，第5節(jié)和第8節(jié)各自單節(jié)成型，共組成5段筒體。第1段為上封頭、筒體、進料口、法蘭等；第2段為法蘭、筒體、裙座、錐體等；第3段為與氯化和干燥區(qū)內(nèi)件相連的部分筒體；第4段為與冷卻區(qū)內(nèi)件相連的部分筒體；第5段為下部錐體與催化劑出口法蘭部分。

以上分段目的是為減少內(nèi)件安裝的行程距離，使內(nèi)部構(gòu)件的安裝盡量在分段口部位進行，大大降低了內(nèi)件的安裝難度。筒體內(nèi)部應(yīng)修磨光滑，筒體組件及其附件均要進行酸洗鈍化處理。

（3）坡口加工。自動焊坡口，對于筒體（1）上口加工采用刨邊機加工，坡口角度允差±3°，鈍邊允差1.0 mm，滾圓時用弦長300 mm的內(nèi)樣板檢驗弧度，保證筒體與內(nèi)樣板間隙不大于2 mm。

5 焊接控制

（1）筒節(jié)組焊嚴(yán)格按已評定合格的焊接工藝參數(shù)執(zhí)行。焊接過程中注意層間清理，組焊成型后在滾板機上進行2次校圓及焊縫棱角的修正。

（2）無損檢測：筒體（1）、（2）環(huán)縫焊接無損檢驗按焊接工藝卡要求執(zhí)行，焊后進行20%射線檢測，符合NB/T47013.2-2015《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)要求，Ⅲ級合格。

6 內(nèi)件安裝

（1）內(nèi)件按由下向上分成5大組合件分別進行預(yù)制，預(yù)制深度要求：各內(nèi)件筒體和錐段需全部組焊成整體，內(nèi)筒找圓后2端加可拆卸式支承圈，圓周均布的導(dǎo)向板預(yù)制后先與筒節(jié)預(yù)組對實測，尺寸修正后方可與內(nèi)件相焊。

（2）對于導(dǎo)流錐體的上段需等其全部安裝完后方可組對焊接，與下段是配裝的Φ660法蘭面?zhèn)认虻臄嗪?，也需等其全部安裝完后進行。焊接完畢后，焊接接頭打磨至平滑過渡，并清除毛刺。

（3）組裝順序。先組焊最下端1、2節(jié)成1小段筒體，組焊本段所有接管，然后將此段與最下端內(nèi)件1組合件進行找正焊接，隨后再組焊下錐形封頭，RT檢測合格后進行酸洗，合格后再組對3、4節(jié)組焊的小段；RT檢測合格后，組焊內(nèi)件2組合件（冷卻區(qū)導(dǎo)流錐體），其上錐段先不組裝（為方便安裝人員進出），最后酸洗合格后再組對5節(jié)小段RT檢測合格后，組焊內(nèi)件3組合件，按此順序直至全部組焊完成。

焊接和無損檢測按焊接工藝卡執(zhí)行，焊接完畢后進行20%RT檢驗，符合NB/T47013.2-2015《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)要求，Ⅲ級合格。

7 柵網(wǎng)檢驗

柵網(wǎng)制造廠應(yīng)嚴(yán)格按柵網(wǎng)采購技術(shù)協(xié)議執(zhí)行，將2圈柵網(wǎng)整體交付并應(yīng)符合總體檢驗要求。

（1）2圈柵網(wǎng)到貨需檢查柵網(wǎng)制造廠所提供的資料是否齊全，包括：材質(zhì)證明書、過程檢驗報告、柵網(wǎng)安裝工藝、環(huán)狀檢驗報告、鐵素體數(shù)檢定報告、單點抗拉強度試驗報告、再生器V型柵網(wǎng)安裝操作和維護手冊、特殊工具表等。

（2）2層?xùn)啪W(wǎng)到貨后按柵網(wǎng)制造商提供的實測尺寸進行復(fù)核，將測量尺寸做好記錄以備后查。

（3）柵網(wǎng)檢驗關(guān)鍵點如下：內(nèi)、外柵網(wǎng)和與其相接的篩孔板從頂?shù)降兹秶鷥?nèi)作為1個組合體焊后整體交貨；柵網(wǎng)軸縫隙平均值的最大標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.076 mm和0.064 mm；縫隙最大值為0.89 mm和0.686 mm；縫隙最小值為0.38 mm和0.28 mm；施工現(xiàn)場檢驗最大縫隙為0.686 mm；外柵網(wǎng)全長的直線度偏差為6 mm；柵網(wǎng)表面上所有的焊接接頭應(yīng)打磨光滑并擦拭干凈，不允許有尖利的邊緣或毛刺。打磨時不得損傷柵條表面；柵網(wǎng)表面不得有焊接臨時件留下的劃痕或凹痕；柵網(wǎng)的垂直度，每300 mm長度的允許偏差為1 mm，柵網(wǎng)總長的垂直度允許偏差為10 mm；以上各項實際偏差檢查數(shù)據(jù)應(yīng)如實檢查、記錄，存檔。

8 柵網(wǎng)安裝

8.1 柵網(wǎng)吊裝

（1）將柵網(wǎng)的外部運輸保護木箱或帆布清除掉，并注意防止拆卸工具碰傷或劃傷柵網(wǎng)本體表面。

（2）在廠房內(nèi)用天車將柵網(wǎng)立式放于平臺上，采用1臺30 t吊車主吊并配合1臺15 t吊車輔吊。主吊采用吊裝橫梁，防止由于吊裝而使柵網(wǎng)上口變形，輔吊采用柵網(wǎng)廠商提供吊裝夾具溜尾。

（3）主吊不卸鉤，防止柵網(wǎng)傾倒，然后將柵網(wǎng)內(nèi)部的加強環(huán)拆除掉。

8.2 外層?xùn)啪W(wǎng)安裝

（1）根據(jù)柵網(wǎng)制造商在柵網(wǎng)上的標(biāo)記來確定柵網(wǎng)安裝方位；

（2）將外柵網(wǎng)與再生器設(shè)備上段在已超平的平臺上立置組對，柵網(wǎng)下端面與下錐形封頭形成單面內(nèi)角焊縫坡口，焊前檢查對口間隙是否均勻。按柵網(wǎng)設(shè)計技術(shù)要求檢查柵網(wǎng)安裝尺寸偏差，并做好記錄，合格后方可進行焊接；

（3）外柵網(wǎng)找正后組對，在四分線位置點焊，由上到下依次拆除運輸支撐圈，保留最底層1圈先不拆除，測量柵網(wǎng)整體垂直度，要求每300 mm長度的允許偏差為1 mm以內(nèi)，柵網(wǎng)總長的垂直度允許偏差為10 mm以內(nèi)。檢查合格后焊接環(huán)縫，焊接采用氬電聯(lián)焊，打底焊采用氣保藥芯焊絲，焊接時應(yīng)分區(qū)跳焊。焊縫焊后要求100%PT檢測，符合NB/T47013-2015《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)，Ⅰ級合格。檢驗合格后拆除最底層支撐圈。

8.3 內(nèi)層?xùn)啪W(wǎng)安裝

（1）根據(jù)柵網(wǎng)制造商在柵網(wǎng)上的匹配（與支撐環(huán)板）標(biāo)記來確定柵網(wǎng)安裝方位。

（2）將內(nèi)柵網(wǎng)立置安放在再生器錐形封頭的支撐環(huán)板上（需提前預(yù)焊），實測內(nèi)、外柵網(wǎng)間隙滿足設(shè)計圖樣要求，按設(shè)計技術(shù)要求檢查柵網(wǎng)安裝尺寸偏差，并做好記錄，合格后進行焊接。吊裝上封頭組合件進行預(yù)組，并與上封頭內(nèi)吊筒吊環(huán)進行點焊，完畢后將內(nèi)柵網(wǎng)與上封頭整體吊離，最后在滾動胎臥置找平后進行此角焊縫的焊接。

（3）筒體坡口角度允差、成型圓度允差、組對錯邊量等制造允差均應(yīng)符合GB/T150.4-2011《壓力容器》標(biāo)準(zhǔn)的要求；

（4）設(shè)備制造過程中要防止鐵離子污染和磕碰劃傷，在卷板時針對不銹鋼材料采用專用的滾板機，滾輪纏繞麻繩等防護措施。

9 結(jié)束語

大慶石化公司煉油廠“再生器（0208-R-301）”的制造工作經(jīng)過業(yè)主及公司相關(guān)檢驗部門的聯(lián)合驗收，全部滿足設(shè)計所要求的各項技術(shù)指標(biāo)，并交付業(yè)主現(xiàn)場單位已投入使用。