在线文库
全部分类
  • 实用文档 >
    实用文档
    总结/汇报 工作计划 实施方案 讲话/发言 心得体会 民主生活会专栏 往来文书 党团工作 合同/协议 求职/职场 表格模板 PPT模板区 主题教育专栏
  • 项目前期 >
    项目前期
    环境影响评价报告 可行性研究报告 项目建议书 项目申请报告/资金 项目计划书/策划书 项目选址/土地利用 社会稳定风险评估报 节能评估/清洁生产 矿山地质环境保护/ 安全评价报告/安全 初步设计 水土保持方案 水资源论证报告 矿产勘查/储量核实/ 地质灾害危险性评估 防洪/防震/防雷评价 职业病危害评价及防 招标/投标/评标文件 项目前期工作/项目
  • 工程管理 >
    工程管理
    设计方案 施工组织设计 施工方案 工程监理/造价 施工工艺 技术交底 验收规范/验收标准 环境保护验收报告 验收报告/验收表单 施工/监理合同 工程管理/工程表格
  • 时代专栏 >
    时代专栏
    调研报告/行业分析 发展规划/规划设计 脱贫攻坚战专栏 乡村振兴战略专栏 污染防治攻坚战专栏 扫黑除恶专项斗争专 ppp项目专栏 一带一路专栏 改革开放40周年专栏
  • 教育考试 >
    教育考试
    幼儿/小学教育 初中教育 高中/职业教育 成人/电大/自考 高等教育/毕业论文 教学研究/教育管理 从业资格考试 IT计算机考试 医药卫生考试 公务员/司法考试 知识竞赛试题
  • 专业资料 >
    专业资料
    人文社会/法律 建筑/建材/土木 环境科学/食品科学 电力/水利 能源/化工 冶金/矿山/地质 道路/交通/物流 机械/仪器/仪表 电子/电路 医药/卫生 纺织/轻工业 IT/计算机/通信 材料科学 航空/兵器/核科学 自然科学 农林牧渔
  • 经管营销 >
    经管营销
    经济/金融/财税 人力资源管理 市场营销 财务管理/分析 生产/经营管理 安全/应急管理 采购/供应链管理 商标/专利/知识产权 企业管理 制度汇编/手册
  • 标准规范 >
    标准规范
    市政/建筑/建材标准 冶金/化工/机械标准 矿山/地质/测绘标准 能源/电力/电气标准 IT/计算机/电信标准 道路/交通/物流标准 医药卫生标准 轻工纺织标准 农林牧渔/水利标准 环境保护/食品标准 安全/气象/防灾标准 管理体系认证标准 政务/商务服务标准 国外/国际标准 标准书籍/手册
  • 生活休闲 >
    生活休闲
    家具家电/家装 饮食 保健养生/体育 婚姻家庭 美容服饰 娱乐时尚 旅游购物 摄影/摄像/绘画 影视/动漫/游戏 幽默滑稽 音乐 文学/小说 随笔/综合
  • 综合区 >
    综合区
  • 换一换
    首页 在线文库 > 资源分类 > PDF文档下载
     

    大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析.pdf

    • 资源ID:20171       资源大小:260.79KB        全文页数:4页
    • 资源格式: PDF        下载权限:游客/注册会员/VIP会员    下载费用:8积分 【人民币0.8元】
    快捷注册下载 游客一键下载
    会员登录下载
    三方登录下载: 微信快捷登录 QQ登录   微博登录  
    下载资源需要8积分 【人民币0.8元】
    邮箱/手机:
    温馨提示:
    支付成功后,系统会自动生成账号(用户名和密码都是您填写的邮箱或者手机号),方便下次登录下载和查询订单;
    支付方式: 支付宝    微信支付   
    验证码:   换一换

    加入VIP
     
    友情提示
    2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,既可以正常下载了。
    3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
    4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰   

    大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析.pdf

    第43卷增刊1 2014年8月 石油化工设备 PETR一CHEMICAL EQUIPMENT Vo1.43 Supplement 1 Aug.2014 文章编号100074662014增刊1-00400004 大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析 付维军,雷忠荣,贺旭明,郝伟伟 西安优耐特容器制造有限公司,陕西西安 710201 摘要根据NB/T 47011 2O10锆制压力容器标准、锆材特性及废硫酸储存的工况条件,设计制 作了锆钢复合材质硫酸储槽。此设备环焊缝采用Q形压型覆板焊接结构,接管处采用骑坐式结构 且接管处进行了特殊处理。硫酸储槽在现场的使用时间超过了1 a,证明用锆材制作硫酸储槽设 备,虽然接近了锆材使用的临界值,但通过优化选材、合理的结构设计和特殊的制作工艺可以满足 一些特殊工艺要求。 关键词锆;硫酸储槽;设计;制造 中图分类号TQ050.2;TE969 文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.s1.013 贴胀,完成后再将积液腔短节与外管板的剩余部分 环焊缝焊接完毕。 对焊缝做无损检测,合格后对积液腔分别进行 气、液压试验,以检测换热管与外管板的连接质量。 试验合格后组装管箱,进行管程试压。 耐压试验合格后,应用干燥的空气吹扫,设备内 不允许残留积水。 3 结语 由于结构型式的多样性,对双管板热交换器规 定普遍适用的设计准则是不现实的,内、外管板通过 换热管连接而相互支撑是目前采用较多的结构型 式。值得注意的是,在采用双管板时,换热管应具有 承受该结构所带来的机械载荷和热载荷而不致损坏 的能力。 [3] [4] [5] [6] 参考文献 [1]涂俊宏,于东兴.双管板换热器设计及制造[J].化工设 备与管道,2001,3823436. Fq7 TU J unhong,YU Dongxing.Double Tube Sheet Heat Exchanger Design and Manufacture[J].Chemical Equipment and Pipeline,200l,38234 36. [2] 于顺民.运用SW6进行双管板换热器管板的计算[J]. 化工设备与管道,2000,37256. YU Shunrain.SW6 Calculated Using Double Tube Sheet Heat Exchanger[J].Chemical Equipment and Pipeline,2000,37256. 刘保富,马伟敬.双管板换热器的制造要点[J].压力 容器,200956063. LIU Baofu,MA Weij ing.Main Process of Double Tubesheet Exchanger[J].Pressure Vessel Teehnolo gy,200956063. 朱有庭,曲文海,于浦义.化工设备设计手册[M].北 京化学工业出版社,2005. ZHU Youting,QU Wenhai,YU Puyi.Chemical E quipment Design Manual[M].BeijingChemical Indus try Press,2005. GB 1511999,管壳式换热器[s]. GB 1511999,Tubular Heat Exchangers[s]. 化工部第二设计院译.美国管式换热器制造商协会标 准TEMA第七版[M].北京化学工业部设备设计技 术中心站,1997. Second Institute Ministry of Chemical Industry.TEMA Seventh EditionM].BeOingMinistry of Chemical Indus try Equipment Design Technology Center,1997. 谭天恩,窦梅,周明华.化工原理第三版[M].北京 化学工业出版社,2005. TAN Tian-en,DOU Mei,ZHU Minghua.Chemical Princip1esThird Edition[M].BeijingChemical In dustry Press,2005. 许编 收稿Et期2O14一O328 作者简介付维军1975一,男,陕西西安人,工程师,学士,主要从事有色金属承压设备设计、工艺及制造工作。 增刊1 付维军,等大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析 Difficulty Analysis of Design and Manufacture of Largescale Zirconium Storage Tank FU Wei-j un,LEI Zhong-rong,HE Xu-ming,HAO Weiwei Xi’an United Pressure Vesse1 Co.Ltd.。Xi’an 710201。China AbstractThe rational selection of the use of zirconium in acrylonitrile production is stated.E quipment design.manufacture。inspection and test con tO NB/T 4701 12O10 Zirconium Pressure Vesse1.Since working conditions in the sulfuric acid and other working conditions of the different s,the structure of pipe connecting to equipment uses ride sitting,cover plate uses Q type of plate.Through actual use,proven zirconium used in the sulfuric acid storage tank,the reliability of such conditions for the use of zirconium tO provide a realistic basis. Key wordszirconium;sulfuric acid storage tank;design;manufacture 丙烯腈是一种易燃、剧毒、有苦杏仁味的无色液 体,可同大多数有机溶剂互溶。作为一种重要的有 机化工原料,丙烯腈在合成纤维、合成橡胶、合成树 脂等高分子材料中占有重要的地位。丙烯腈的生产 方法主要有氰乙醇法、乙炔法、丙烯氨氧化法和丙烷 氨氧化法 。 以丙烯和氨气为原料生产丙烯腈,在生产过程 中会产生大量含硫酸及硫酸氢氨的废酸水。 在丙烯腈生产过程中,往往会配套下游产品丙 烯酸甲酯MMA,按丙烯腈总产能32万t/a、甲基 丙烯酸甲酯MMA产能1O万t/a计算,丙烯腈装 置副产u.[NH 。SO ]一14.64 的稀硫酸铵液 40万t/a,甲基丙烯酸甲酯MMA装置的副产品为 砌H SO420 的废硫酸3O万t/a。 随着生产规模的扩大,含硫酸废水量不断增加, 成为制约丙烯腈生产的主要因素_2]。因此,需要更 多的大型储槽来储存。大型储罐指的是容量为 100 m。以上、由罐壁、罐顶、罐底及附件组成的储存 类的大型容器。由于稀硫酸在质量分数2O 的条 件下,腐蚀性很强,因此,对于设备的设计与选材有 很高的要求。 设备使用方原采用钢内衬耐酸砖的方式制作了 1台硫酸储槽。对于这种钢内衬耐酸砖制作的储 槽,在使用过程中,因硫酸酸水的排放为间歇式,酸 水进口的温度为13O~140 C,酸水在储槽中自然冷 却,温度变化较大,耐酸砖热稳定性较差,在温度变 化较大的场合,由于热胀冷缩的原因,耐酸砖砖面容 易产生裂纹。如果酸进入素面,耐酸砖的腐蚀性大 幅降低甚至不耐腐蚀,硫酸会腐蚀钢外壳引起泄漏。 文中对大型锆硫酸储罐设计及制造的一些重点 和难点进行了阐述。 1储槽材料选择 设备为储存容器,体积为500 m。,常压下使用, 工作温度为120~140℃,设计温度180。C,设备规 格为直径高度8 920 mm8 920 mm,介质为 20 废硫酸。 硫酸为腐蚀最严重的介质之一,在此温度下,耐 硫酸腐蚀的金属材料有金属钽、钽铌合金以及金属 锆这三种选择[3]。 金属钽、钽铌合金与金属锆相比较,材料的价格 高得多。同样1台硫酸储槽,用钽材或者钽铌合金 制作的造价为用锆材制作造价的3~4倍,而且钽材 设备的制造难度很大,工艺不成熟,设备的可靠性得 不到保证。 采用锆材制作设备,可以按照NB/T 47011 2003{锆制压力容器进行 ]。尽管锆材价格比钽材 低得多,但与钢材相比仍属昂贵金属。因此,可采用 锆钢复合材料,既能充分利用锆材耐硫酸腐蚀的性 能,又能兼顾材料强度、刚度而大幅降低材料的成本。 故本次硫酸储槽的主体拟采用锆钢复合板制作。 2锆材耐蚀机理及腐蚀试验 2.1 耐蚀机理 金属锆是一种活性金属,其氧化还原电位为 一1.53 V。锆与氧具有较强的亲和力,当金属锆暴 露在含氧环境中时,表面会形成一层连续致密的氧 化膜,这层氧化膜在空气或者水中可以自发的形成, 且具有自我修复功能,可以使基层金属在300。C以 下耐大多数矿物质、有机酸、强碱、盐溶液以及熔融 石油化工设备 2014年第43卷 盐的腐蚀。 硫酸是一种强腐蚀性介质,在质量分数低时具 有还原性,在高质量分数时具有氧化性。当硫酸质 量分数低于7o 的情况下,在沸腾及以上温度的硫 酸中,锆均具有良好的耐蚀性;当硫酸质量分数在 7O 9/6~8O 时,锆的耐腐蚀性能随温度升高迅速下 降;当硫酸质量分数高于80 的情况下,即使在常 温下,锆的腐蚀速率也随质量分数增加而迅速增加。 储存废硫酸水的工作温度为130~140℃,介质 中有2O 的硫酸、53 9/6的硫酸氢氨、22 的水及其 它一些高沸点组分,其中腐蚀性最强的介质为稀硫 酸。根据文献Es]中锆在硫酸中的腐蚀曲线可知,在 本例温度下,质量分数为20 的硫酸溶液中,锆的 腐蚀速率接近于0.127 mm/a,硫酸质量分数继续增 大,腐蚀速率会急剧增加。 2.2 腐蚀试验 根据温度与介质状况,在此介质中使用3 mm 厚度的锆材挂片进行腐蚀试验,结果见表1。 表1 锆材在废硫酸介质中的腐蚀速率 由表1可以看出,锆材在此介质中腐蚀速率 R0.127 mm/a,根据腐蚀数据与选材中对金属材 料腐蚀性能等级的划分,0.05R0.5,为耐腐蚀 性能良好。因此,锆材可以在本例混合介质情况下 使用 。 。 3锆硫酸储槽设计与制作 3.1 设计依据与思路 根据设备的设计参数,储槽筒体壁厚取16 mm, 底板厚度取20 mm。 根据设备耐腐蚀性能要求,该复合板覆层厚度 取3 mm,锆钢复合板中间过渡层取2 Tnm的TA1 板材,复合板交货状态要求为退火态,锆硫酸储槽的 设计按照NB/T 47011 2011锆制压力容器_4]、 HG 20502.21992钢制立式圆筒形浮顶储罐系 列L7]以及NB/T 47003.12OO9钢制焊接常压容 器l_8 进行,其结构示意图见图1。 根据以往废硫酸储槽的制作经验,钛、镍、锆、钽 等复合材设备的泄漏往往发生在管与容器的连接 处。因此,必须设计合理的接管衬里与简体衬里的 连接方式。 根据文献[4],接管与筒体的连接方式有插入式 和骑坐式两种,见图2。在此次设计中,锆钢复合板 储槽的管和筒体连接采取了骑坐式结构,此种结构 可省去简体复层的剔边工作,节省垫环,提高局部可 靠性。其它结构可按NB/T47011 2011锆制压力 容器[4 以及有色金属设备设计的实际经验来进行 的设计。 . nN 8 920 』鱼- l_ ●●,l f a9。58 J 图1 500 m。锆废硫酸储槽结构示图 I I b l I l I I I I I 。 目翻【‘ c z a插入式 b骑坐式 图2接管与筒体的两种连接形式 3.2 制作关键点[9,1o] 1锆钢复合板硫酸储槽的制作按照文献[4]进 行。此储罐设计温度为200℃,锆材在180。C时的 热膨胀系数为5.810 /℃,而钢材在2O~300℃ 的热膨胀系数为12.1~13.51O /。C。焊接时, 增刊1 付维军,等大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析 随着焊接温度的升高,锆材与钢材的膨胀量不同,导 致焊缝处存在较大的应力,容易发生应力腐蚀成为 设备的薄弱环节。因此,在锆钢复合板储槽筒体的 纵、环焊缝连接处,采用覆板压型的办法,覆板压型 的形状为Q型,见图3。与平行的覆板相比,Q型覆 板结构在温度升高时,可以对膨胀量小的锆材起到 补偿作用,减少焊缝处的热应力,从而提高锆复合板 储槽的使用寿命。 1 ’ I ’ ,t, , f,~ 图3覆板的压型形状 2根据文献[43制作锆复合板硫酸储槽时,复 合板过渡层为钛材,由于锆的熔点为1 845℃,钛的 熔点为1 668℃。因此,锆材焊接要比钛材吸收的 热量高,焊缝冷却所用的时间和保护的时间都比钛 材相对要长。且所采用的保护装置也与钛材的保护 装置不同。 保护气体需使用体积分数为99.999 高纯氩, 以保证设备的焊缝在焊接冷却过程中不被过度氧 化,满足设备耐腐蚀性能的要求。 3设备在现场制作。对于锆材设备,需要确保 在焊接时焊缝金属得到良好保护,因此,在焊接过程 中,使用自制防风装置,确保焊接过程中氩气的保护 效果。 4对于锆钢复合板设备,设备设计及使用过程 中的泄漏检测是一个必须控制的关键点。对于筒 体,通过每条焊缝设置检漏孔进行泄漏检测对于底 板,由于受复合板规格的限制,筒体底部必须由多块 复合板拼接制作。 5制作过程中,通过合理排版,对焊缝进行分 区,设置检漏孑L位置,使每条焊缝如果有泄漏,都可 以通过设置的检漏孔检查出有无泄漏并判定其发生 的位置。 4 结语 此锆钢复合板硫酸储槽在设计、制造及检验等 方面做了细致的优化及改进,现场使用一年多来,该 设备运行安全,达到了预期的目的。 参考文献 [1]纪立春,刘权益。孙亚斌,等.丙烯腈生产技术进展及国 内外市场动态[J2.弹性体,200966974. JI Lichun,LIU Quanyi,SUN Yabin,et a1.Review on Technology Progress and Market Prospect of Acry lonitrilel,J2.China Elastomerics,200966974. Eel 马文华.吉化集团公司400 kt/a含硫废水制酸装置简 介[J].硫酸工业,200922226. MA Wen hua.Introduction to Jilin Chemical Group S 400 kt/a Sulphuric Acid Plant Based on SulphurCon- taining Wastewater[J].Sufuric Acid Industry,2009 22226. [3]R Scheel P E.活性和高熔点金属在硫酸中的应用EJ]. 硫酸工业,200352328. R Scheel P E.Reactive and Refractory Metals for Use in Sulphuric AcidEJ].Sufuric Acid Industry,20035 2328. [4] NB/T 470112O1o,锆制压力容器[s]. NB/T 4701 12O1 1,Zirconium Pressure Vessels l,s2. E s] Winston Revie R.Uhlig’S Corrosion Handbook3 rd EditionEM].USA,New JerseyJohn Wiley&Sons, Inc.,2011. I-6]左景伊,左禹.腐蚀数据与选材手册[M].北京化学 工业出版社,1995. ZUO Jiwyi,ZUO Yu.Cossosion Data and Materials Selection Manual[M].Beij ingChemical Industry Press。1995. [7]HG 20502.21992,钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列 l-s]. HG 20502.2~1992.Steel Vertical Cylindrical Inner Floating Roof Tank Series Es]. E83 NB/T 47003.1~2oo9,钢制焊接常压容器Es]. NB/T 47003.1--2009,we【ded Steel Nonpressurized Vessels[S. [9] Ackerman Edco H.Donald R.Adolphson.ASM Metal Handbook,Volumn 13[M].USAASM International, 1995. [10]Bruce D Craig,David B Anderson.Handbook of Cor rosion Data2nd EditionEM].USAASM Internation al,1995. 许编

    注意事项

    本文(大型锆硫酸储罐的设计及制造难点分析.pdf)为本站会员(紫百合)主动上传,在线文库仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知在线文库(发送邮件至zaixianwenku@163.com或直接QQ联系客服),我们立即给予删除!

    温馨提示:如果因为网速或其他原因下载失败请重新下载,重复下载不扣分。




    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 帮助中心 - 广告服务 - 诚邀英才 - 联系我们

    文库交流QQ群:630737895 在线文库交流群      联系客服QQ:1726005040  联系客服QQ:1518322126

         联系邮箱:zaixianwenku#163.com (请把#改为@)

     在线文库网版权所有   青公网安备:63010402000280号   青ICP备13000082号-5

    展开