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高压换热器是工作在高压下的用以完成各种不同传热过程的设备,被广泛用于化工、冶金、轻工等工业领域的通用设备,而且是加氢裂化装置的核心设备之一,在 10~25MPa 高压、400~480℃高温、临氢及硫化氢等苛刻条件下工作,其设备质量直接决定整个加氢裂化装置的运行状况。
作为加氢裂化装置核心设备的高压换热器,近年来,随着石油化学工业的迅速发展,对高压换热器的强度和韧性等综合机械性能的要求也越来越苛刻,为满足这种要求,高压换热器的设备制造也在不断地精细化。一般情况下,高温、高压工况下采用 2.25Cr-1Mo材质制作高压换热器,而 2.25Cr-1Mo 钢材的焊接工艺性很差,为制造出合格的2.25Cr-1Mo 钢的高压换热器,应重点对 2.25Cr-1Mo 钢高压换热器的焊接工艺及焊接工艺参数进行研究。
高压换热器所用的材料选择能耐高温的耐热钢2.25C-1Mo,同时为防止氢腐蚀,容器内表面还须堆焊E309L、E347L两层不锈钢。并且设备内介质压力高,需选择厚壁板。所以设备主体焊缝必须采用焊接效率高的埋弧自动焊,而容器内表面堆焊则需采用效率高的带极堆焊,位置不易达到的采用手工电弧堆焊。主要工作包括:
(1) 详细分析手工电弧焊工艺及其工艺参数,认真探讨埋弧自动焊工艺及其工艺参数,同时避免由于各种原因产生的缺陷。
(2) 从焊接热循环、热应力等方面进行分析,研究影响压力容器质量的焊接因素;通过焊缝加强高、角变形的产生等方面研究,阐述焊接对压力容器产品质量的影响。
(3) 通过2.25Cr-1Mo低合金耐热钢焊接接头的理论研究,通过控制焊材中的Cr、Ni、S、P的含量,施焊过程中的焊接电流、预热温度、以及焊后后热消氢,通过实验得出检验结果,2.25Cr-1Mo钢焊接接头抗回火脆化性能很好,其焊缝及热影响区的回火脆化度很小,满足图纸的技术条件要求,显示出2.25Cr-1Mo钢焊缝金属具有优越的高温性能,其高温性能远高于母材的性能。
(4) 通过.25Cr-1Mo低合金耐热钢内表面堆焊材料的选择及堆焊方法分析,对大面积带极不锈钢堆焊工艺进行了研究探讨,需选择合理输送焊丝速度、堆焊层的厚度等因素进行分析论证,按研究工艺进行实际施焊取得了令人满意的效果,既保证要铁素体含量及化学成分的要求,又满足了无损检测的要求,对其它锻件进行检查结果同样合格,验证该工艺研究具有可行性。