Дистилляционная колонна - это важное оборудование, обычно используемое в нефтехимическом производстве, которое обеспечивает тесный контакт между фазами газ-жидкость или жидкость-жидкость, достигая цели массо- и теплопереноса между фазами. С развитием нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности Китая увеличивается использование высокоагрессивных сред, а требования к материалам становятся выше. Коррозионностойкие материалы, такие как цветные металлы и их композитные пластины, становятся все более широко используемыми. В этой статье в качестве примера используется дистилляционная башня из проекта PTA, чтобы объяснить проблемы, возникающие в процессе проектирования дистилляционной башни, и надеется предоставить некоторые ссылки на подобное оборудование в будущем.
1. Основные параметры
Выбор рабочей среды дистилляционной колонны: уксусная кислота, вода и т. д.; Расчетное давление 1,4 МПа/ФВ; Расчетная температура 245 градусов при 1,4 МПа/100 градусов Цельсия при FV. Базовое давление ветра составляет 500 Н/м2; Сейсмическая интенсивность — 7 градусов; Базовое сейсмическое ускорение составляет 0,10g; настраивать
Сейсмическая группировка – первая группа; Тип грунта на площадке относится к классу IV, а категория шероховатости грунта — А. Принципиальная схема размеров конструкции оборудования показана на рисунке 1. Среда на заводе ПТА обладает сильной коррозионной активностью, а титановый материал может лучше соответствовать требованиям по коррозионной стойкости. . Из-за высокой цены титанового материала и его непригодности для изготовления больших сосудов под давлением использование композитных пластин из титановой стали для изготовления сосудов под давлением может значительно снизить затраты на оборудование. ТА1 имеет меньшую прочность, лучшую ударную вязкость и меньшее остаточное напряжение после взрыва. Прочность соединения композитной пластины выше. Поэтому при выборе TA1+Q345R в качестве основного материала компрессионного компонента и композитная пластина из титановой стали, обшивка не учитывается в расчете прочности и учитывается только
Учитывая прочность базового слоя, необходимо предложить требования к углеродному эквиваленту, твердости, испытаниям на удар, ультразвуковому контролю и т. д. для Q345R, используемого в базовом слое, для обеспечения механических свойств базовой стальной пластины. Чтобы обеспечить прочное соединение между титановым материалом с покрытием и базовой стальной пластиной, композитная пластина из титановой стали должна быть соединена взрывным способом в соответствии с положениями NB/T47002.3-2019 уровня B1 и поставлена в снимающем напряжение состояние отжига. Прочность на сдвиг композитной пластины при поставке должна быть не менее 180 МПа.
Из-за производственных процессов, таких как прокатка цилиндров, формование головки и термообработка после сварки во время производства оборудования, прочность композитных пластин на сдвиг может снизиться. Для обеспечения безопасности оборудования после завершения изготовления оборудования также следует обеспечить прочность композитных плит на сдвиг не менее 140 МПа.
2. Основная конструктивная схема оборудования.
2.1 Т-образная конструкция сварного соединения композитной пластины из титановой стали
Конструкция Т-образного соединения на продольных и кольцевых сварных соединениях композитной пластины представлена на рисунке 2. На Т-образном соединении обычно применяется отдельная накладка Т-образной формы с закругленным углом. Для удобства защиты аргоном с тыльной стороны при сварке и течеискания нахлесточного соединения накладки на прокладке каждого продольного и кольцевого сварного шва необходимо просверлить не менее 2 течеискательных отверстий Φ 6, а также место расположения отверстия для обнаружения утечек должны располагаться как можно ближе к верхней и нижней точкам продольного сварного шва и двум концам кольцевого сварного соединения. Для своевременного обнаружения мест протечек и снижения расхода аргона на защиту тыльной стороны при сварке каналы течеискания между каждым футеровочным цилиндром не связаны между собой. Поэтому площадку под Т-образной накладкой следует герметизировать серебряной пайкой при соединении с продольным сварным швом другой секции футеровки цилиндра.
2.2 Замена фланца
Из-за большой нагрузки на устье технологической трубы, чтобы обеспечить безопасность соединения между соединительной трубой и оболочкой, соединительная труба имеет толстостенную кованую конструкцию для общего усиления. Внутренняя стенка соединительной трубы имеет конструкцию титановой футеровки, которая должна обеспечивать плотное прилегание титановой футеровки к внутренней части соединительной трубы. Из-за различных материалов приемной оболочки и футеровки напряжение, возникающее в результате теплового расширения,
Аналогично, суперпозиция напряжений может легко привести к повреждению места соединения соединительной трубы и футеровки корпуса. Поэтому конструкция соединения футеровки соединительного трубопровода с футеровкой обечайки должна обеспечивать достаточную гибкость в месте соединения и избегать значительных напряжений в сварном соединении. Соединение между кожухом и соединительной трубой должно иметь фланцевую конструкцию, чтобы обеспечить плавный переход. Для проверки герметичности титановой футеровки во время работы оборудования и в качестве выхода газа между соединительной трубой и футеровкой на задней стороне каждой облицовки соединительной трубы, расположенной в горловине соединительной трубы, следует установить два отверстия для обнаружения утечек диаметром 6 мм. фланец трубы и самая нижняя точка близлежащей оболочки. Конструкция отбортовки футеровки и конструкция отверстия для обнаружения утечек приемного фланца подробно показаны на рисунке 3.
Конструкция уплотнительной поверхности фланца является ключевым фактором, влияющим на уплотнение фланца. В дистилляционной башне используется длинный кованый фланец с высокой горловиной, а поверхность уплотнения фланца изготовлена изкомпозитная пластина из титановой стали. Подробный тип конструкции показан на рисунке 4. Базовый слой композитной пластины уплотняющей поверхности фланца прочно приварен к поковке фланца, а титановая облицовка внутри соединительной трубы приварена к облицовке композитной пластины уплотнительной поверхности с помощью полностью сварного уголка. соединение с опорной пластиной. Этот тип уплотнительной поверхности значительно повышает безопасность фланцевого уплотнения. Из-за легкой утечки на уплотнительной поверхности фланца отверстия для болтов фланца также должны быть покрыты титановой конструкцией, чтобы избежать быстрой коррозии деталей фланца из углеродистой стали и обеспечить безопасное использование оборудования.
