压力容器设计的基本步骤:以稳压罐的设计为例,对容器设计的全过程进行讲解。首先,我们根据用户提出的、在压力容器规范范围内双方签署的具有法律约束力的设计技术协议书,该协议书也可以经双方同意共同修改、完善,以期达到产品使用最优化。根据稳压罐的设计技术协议,我们知道了容器的最高工作压力为,工作温度为200℃,工作介质为压缩空气,容积为2m3,要求使用寿命为10年。这些参数就是用户提供给我们的设计依据。有了这些参数,我们就可以开始设计。一. 设计的第一步就是要完成容器的技术特性表。除换热器和塔类的容器外,一般容器的技术特性表包括a 容器类别b 设计压力c 设计温度d 介质e 几何容积f 腐蚀裕度j 焊缝系数h 主要受压元件材质等项。一般我所图纸上没有做强行要求写上主要受压元件材质一. 确定容器类别 容器类别的划分在国家质量技术监督局所颁发的《压力容器安全技术监察规程》(以下简称容规)第一章第6条(p7)有详细的规定,主要是根据工作压力的大小(p75)、介质的危害性和容器破坏时的危害性来划分(p75)。本例稳压罐为低压(<)且介质无毒不易燃,则应划为第Ⅰ类容器。 另:具体压力容器划分类别见培训教材 p4 1-11 何谓易燃介质见 p2 1-6 介质的毒性程度分级见 p3 1-7划分压力容器等级见 p3 1-9二. 确定设计压力我们知道容器的最高工作压力为,设计压力一般取值为最高工作压力的~倍。至于是取还是取,就取决于介质的危害性和容器所附带的安全装置。介质无害或装有安全阀等就可以取下限,否则就取上限。本例介质为无害的压缩空气,且系统管路中有泄压装置,符合取下限的条件,则得到设计压力为 Pc=。 另:什么叫设计压力?计算压力?如何确定?见p11 3-1 液化石油气储罐设计中,是如何确定设计压力的?三. 确定设计温度一般是在用户提供的工作温度的基础上,再考虑容器环境温度而得。比如为华北油田设计的容器,且在工作状态无保温的情况下,其工作温度为30℃,其冬季环境温度最低可到-20℃,则设计温度就应该按容器可能达到的最恶劣的温度确定为-20℃。《容规》附件二(p77)提供了一些设计所需的气象资料供参考。本例取设计温度为200℃即可。四. 确定几何容积按结构设计完成后的实际容积填写即可。五. 确定腐蚀裕量由所选定受压元件的材质、工作介质对受压元件的腐蚀率、容器使用环境和用户期待的使用寿命来确定,实际上应先选定受压元件的材质,再确定腐蚀裕量。《容规》第三章表3-3(p23)和GB150第节(p5)对一些常见介质的腐蚀裕量进行了一些规定。工作介质对受压元件的腐蚀率主要按实测数据和经验来确定,受使用环境影响很大,变数很多,目前无现成的数据。一般介质无腐蚀的容器,其腐蚀裕量取1~2mm即可满足使用寿命的要求。本例取腐蚀裕量为2mm。另:什么叫计算厚度、设计厚度、名义厚度、有效厚度?何谓最小厚度?如何确定?见p12 3-5 3-6六. 确定焊缝系数焊缝系数的标准叫法叫焊接接头系数,GB150的节(p6)对其取值与焊缝检测百分比进行了规定。 具体取值,可以按《容规》第85条(p43)所规定的10种情况选择:其焊缝系数取1,即焊接接头应进行100%的无损检测,其他情况一般选焊缝系数为。本例选焊缝系数为。七. 主要受压元件材质的确定材质的确定在满足安全和使用条件的前提下,还要考虑工艺性和经济性。GB150第8页材料的使用有严格的规定,对这些规定的掌握是非常必要的。比较常用的材料有Q235-B(Q235-C)16MnR和0Cr18Ni9这几种材料1. 0Cr18Ni9一般用于低于-20℃的低温容器和 对介质有洁净要求的容器,如低温分离器、氟利昂蒸发器等;2. 16MnR一般用于对安全性要求较高、使用Q235-B时壁厚较大的容器,如油、天然气等。3. Q235-B使用最广也最经济,GB150第9页对其使用条件作了详细规定:● 规定设计压力≤;● 钢板使用温度0℃~350℃;● 用于壳体时厚度不得大于20mm,且不得用于高度危害的介质。就本例来说,其使用压力、温度和介质都符合Q235-B的条件,唯有厚度还未知,若超过了20mm则只能使用16MnR,本例就暂定使用Q235-B。当然啦,如果我们按以下:●规定设计压力≤;●钢板使用温度不得超过0℃~400℃;●用于壳体时厚度不得大于30 mm,且不得用于高度危害的介质。Q235-B与Q235-C的主要区别也就是冲击试验温度不同,前者为在温度20℃下做 V型冲击试验;后者为在0℃ 时做V型冲击试验完成了技术特性表,下一步就是容器计算了。◆ 确定容器直径计算时首先要确定容器直径。除非用户有要求,一般取长径比为2~5,很多情况下取2~3就可以了。本例要求容器的几何容积为2m3 。我们只得先设定直径,再根据此直径和容积求出筒体高度,验算其长径比。设定的直径应符合封头的规格。我们设定为800mm,查标准JB/T4746《钢制压力容器用封头》附录B,得知此规格的封头容积为 m3,则:筒体高度为 3664mm,长径比为 3664/800=若加上封头的高度,可知其长径比太大,我们先前设定的直径太小。再设定直径为1000mm,查得封头容积为立方。得到:筒体高度为 2164mm长径比为 2164/1000=比较理想,则我们确定本例稳压罐的内直径为1000mm,筒体高度圆整为2200mm。有了容器直径,即可按照GB150公式5-1(p26)计算出厚度为。此厚度即为计算厚度,其名义厚度为计算厚度与腐蚀裕量之和,再向上圆整到钢板的商品厚度。本例腐蚀裕量为2mm,与计算厚度之和为,与之最接近的钢板商品厚度为12mm,故确定容器厚度为12mm,并且此值符合Q235-B对厚度不超过20mm的要求。另外本例若选择腐蚀裕量为1mm经济性会好得多,可以思考一下为什么至此,我们已得到容器外形。◆ 下一步该是按用户要求和《容规》的规定配置各管口的法兰和接管。容器上开孔要符合GB150第节(p75)的规定,一般都要进行补强计算,除非满足GB150第节(p75)的条件,则可不必再计算补强。选择接管时应尽量满足GB150第节的条件,其安全性和经济性都最好,避免增加补强圈。本例要求的管口直径都在GB150第节的范围内,因此进气口和出气口接管选择φ57x5的无缝钢管,排污口选择φ的无缝钢管。法兰按HG20592选择的突面(RF)板式平焊法兰(PL)。◆ 法兰及其密封面型式法兰及其密封面型式是设计协议书中要求的,1. 压力等级必须高于设计压力;2. 其材质一般与筒体相同;3. 确定管口在壳体上的位置时,在空间较为紧张的情况下,一般也应保持焊缝与焊缝间的距离不小于50mm,以避免焊接热影响区的相互叠加。本例选定进气口、出气口距上下封头环焊缝各300mm。因本例稳压罐工作温度为200℃,故其工作状态下必定有保温层,考虑到保温层厚度以及螺栓安装的需要,选定法兰密封面到筒体表面的距离为150。◆ 检查孔除了用户要求的管口外,《容规》第45条(p26)还对检查孔的设置进行了规定。本例直径为1000mm,按规定必须开设一个人孔。查《回转盖平焊法兰人孔》标准JB580-79 压力容器与化工设备实用手册p614,选择压力级、公称直径450的人孔,密封型式为A型,其接管为φ480x10。因人孔开孔较大,所以人孔一定要使用补强圈补强,查《补强圈》标准JB/T4736,补强圈外径为760,厚度一般等同于筒体。人孔的位置以方便出入人孔为原则,应尽量靠近下封头。本例选定人孔中心距下封头环焊缝500。立式容器的支座一般选用支承式支座JB/T4724(压力容器与化工设备实用手册第599页),另:锻件的级别如何确定?对于公称厚度大于300mm的碳素钢和低合金钢锻件应选用何级别?◆ 管口表的填写◆ 技术要求的书写1 本设备按 GB150-1998《钢制制压力容器》进行制造、试验和验收,并接受国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》的监督。2 焊接采用电弧焊,焊条牌号:焊接采用J422。3 焊接接头型式和尺寸除图中注明外,按HG20583的规定进行施焊:A 类和 B 类焊接接头型式为DU3; 接管与筒体、封头的焊接接头型式见接管表;未注角焊缝的焊角尺寸为较薄件的厚度;法兰的焊接按相应法兰标准的规定。4 容器上的 A 类和 B 类焊接接头应进行射线探伤检查,探伤长度不小于每条焊缝长度的20%,其结果应以符合JB4730 规定中的 Ⅲ 级为合格。5 设备制造完毕应进行水压试验,试验压力为 MPa。6 管口、支座及铭牌架方位按本图。7 设备检验合格后,外表面涂 C06-1 铁红醇酸底漆两道,再涂 C04-42 灰色醇酸磁漆一道。8 设备检验合格后,内部清理干净,各管口用盲板封严。10 设备筒体的计算厚度为 mm,封头计算厚度为 mm。 建议使用年限为10年。交个朋友,刚好我也要用,我是过程装备与控制的.先给你
浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
浅谈小型热水锅炉及其配套工艺应用分析论文关键词:小型热水锅炉二合一采暖炉分析 论文摘要:目前供热方式多种多样,主要供热设备分为“二合一”采暖炉、相变真空采暖炉、小型热水锅炉三种。其中,小型热水锅炉属于应用较新的一种供热设备,本文就其工作原理、工艺流程、与其他供热设备生产运行优缺点对比,以及运行过程中的经济能耗等问题进行分析。 1 小型热水锅炉及配套工艺技术简介 结构: 小型热水锅炉主要采用撬装模块式设计,内部主要由燃烧室、热交换器、自动燃烧器、自动控制装置及配套设施构成。 工作原理: 燃烧器将天然气充分燃烧,产生的热量被受热面吸收传给中间介质水,完成加热的水通过循环水泵打出,送至各采暖用户,出户后的冷凝水返回后再次被加热,如此循环往复。 主要工艺流程: 清水通过全自动软化水供水机组处理后打入加热炉,天然气通过全自动点火装置将锅炉点燃,将炉内清水加热至85℃左右,然后循环水泵将热水打出送至各用户。 工艺技术:该种锅炉具备完善的自动控制系统,采用全自动燃烧器可以实现自动燃烧功能,并通过控制柜实现各项参数的精确输出或发出故障信号,另外小型热水锅炉可以根据水温的变化进行自动调节,当水温升高时,锅炉自动停止燃烧;待水温降低后再自动启炉,有效的节约了锅炉的的耗气量。 热水锅炉水质硬度指标一般在,通过全自动软化水供水机组处理后,水质硬度指标一般小于,远远低于热水锅炉水质要求,降低了锅炉的腐蚀结垢情况及维修量。 2 与其它供热设备技术对比分析 运行能耗: “二合一”采暖炉炉膛温度受热不均、火焰偏烧,易造成局部过热影响炉效,炉效平均值仅在%左右,低于采暖系统炉效不小于80%的节能要求,增大了耗气量和生产运行费用。 小型热水锅炉炉效可达88%左右,节能烟箱的设计,通过在烟箱内壁加涂特殊的辐射材料,降低热损失;并在烟管内加装高效传热扰流构件,进一步强化传热等措施确保了锅炉更高的燃烧及传热效率。 而且它具备自动启炉和停炉的功能,当炉内水温达到85℃左右时,小型热水锅炉可自行停止加热,当回水温度降至55℃左右时,设备自动启炉,开始加热,大大降低了耗气量。 相变真空炉则采用两回程燃烧室和优化的换热面设计,确保了最佳的热传递,使加热炉效率高达87%-91%。 安全性: “二合一”采暖炉燃烧器没有配置全自动点火和熄火保护装置,而且加热炉监测力度及精细控制不够,管理人员多靠观察火焰及经验控制燃烧,炉膛内易熄火,存在严重安全隐患问题。 小型热水锅炉采用全自动燃烧器和自动监控系统,可实现输出参数的精确控制,确保锅炉安全运行的同时,大大减少了锅炉由于操作人员经验不足及人为因素造成的低效高耗使用情况。 相变真空炉运行时,锅壳内部压力始终低于外界大气压,绝无承压爆炸的危险,运行安全可靠。 使用寿命: “二合一”采暖炉腐蚀结垢问题严重,降低了锅炉的使用寿命;同时,“二合一”采暖炉火管和烟管结垢快,造成受热不均,靠近燃烧器2-3m处火管过热,易发生变形损坏。 小型热水锅炉炉膛内采用防腐衬膜技术,大幅度降低钢材腐蚀速率,使本体维修率降低,使用寿命延长。 相变真空炉炉体内部在真空无氧、无垢的环境下运行,大大延长锅炉使用寿命。湿背式回燃式结构,有效保证了燃烧系统的运行寿命。 管理维护及供热负荷: “二合一”采暖炉属于压力容器管理范围,因此每年需要开机检修,更换附件(更换火嘴、燃烧器、耐火砖;维修烟囱等),而小型热水锅炉和相变真空炉的损坏现象很少,维修工作量相对较小。 “二合一”采暖炉和相变真空炉供热负荷范围比较大,而小型热水锅炉的最高供热负荷为,适用于小型场所。。 3 经济效益分析 初投资对比分析 若以一台额定热功率为的炉子为例,小型热水锅炉、“二合一”采暖炉、相变真空炉主要设备工程投资比较具体情况见下列各表。 通过以上价格比较可以看出,小型热水锅炉投资费用最低,比相变真空炉投资费用节省万元,比“二合一”采暖炉投资节省万元。 运行费用对比分析 就小型热水锅炉、相变真空炉及“二合一”采暖炉进行效益分析,以采暖炉为例: ①耗气量(天然气价格为元/立方米估算、湿气价格为元/立方米估算) 小型热水锅炉耗气量为33Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 相变真空炉耗气量为,年耗气量为14x104Nm3,一年费用为万元 “二合一”采暖炉耗气量为40Nm3/h,年耗气量为,一年费用为万元 ②年维护费用 小型热水锅炉及相变真空炉均属于自控程度较高的供热设备,维修管理工作量很小,相对“二合一”采暖炉而言,每年可节省维修费用万元。 因此,应用小型热水锅炉或相变真空炉可以比二合一采暖炉节省年运行费用万元。 4认识与总结 1.小型热水锅炉较其他供热设备而言,一次性投入较低,可节约投资成本。 2.小型热水锅炉供热效果良好,冬季室内温度均达到20℃~25℃,充分满足小队点供热需求。 3.小型热水锅炉自动化程度较高,可以实现无人值守,管理方便。 4.小型热水锅炉运行效果平稳,维护工作量小,适合在具备气源、距离较远的独立小队点推广应用。 参考文献: [1]王鹏. 《小型热水锅炉水动力特性研究》. [D];东北电力大学2007,4,26-27 [2]解鲁生. 《热水锅炉及供热系统探讨研究》. 全国供热行业热源技术研讨会,2004转
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浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
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简要分析化工企业常压容器使用安全与管理论文
化工企业生产中涉及易燃易爆、有毒、腐蚀性介质较多,工作条件有高温、高压等危险工况,因而压力容器事故成为企业的监控重点,而对于常压容器的安全管理成为相对薄弱的环节,部分企业几乎忽略了常压设备的安全管理工作,没有很好的分析常压设备工作的特点,制定相应的安全管理措施,因而潜存了常压设备的安全隐患。
1 事故案例与分析
案例一常压容器超压引发容器爆炸
2006 年2 月25 日,山东省淄博市某化工企业的2,6- 二硝基对甲基苯酚装置在开车时,操作人员在反应釜内加好硝酸后,开始向反应釜内滴加邻硝基对甲基苯酚,滴加过程中,反应釜突然发生爆炸,导致厂房屋顶和生产设施损毁。造成事故的直接原因为该企业的操作工在反应过程中,没有将放空管线阀门彻底打开,导致常压反应釜内憋压,造成爆炸事故。硝化反应釜上安装防止误操作的自动防爆泄压设施;二是该企业没有编制详尽的安全操作规程,没有对放空管阀门的操作作出明确的要求。
案例二易燃易爆介质常压容器混入空气引发爆炸
2015 年11 月17 日,辽宁某石油化工企业碳五分离装置区域内的阻聚剂配制罐发生爆炸致火灾事故,致使装置区部分设备受损,装置内物料部分泄漏,所幸无人员伤亡。造成事故的直接原因为阻聚剂罐液面上形成较大空间,实际操作过程中没有使用充氮设施对负压吸入和使用临时管线带入的空气进行置换和保护,使罐内空间部分形成乙腈蒸气与空气混合的爆炸性混合气体(乙腈的爆炸极限3%~ 16%)。环绕设备的`电伴热带在长期使用过程中,绝缘体出现破损,对罐壁放电,局部形成高温,引发事故发生。
2 常压容器的工况特点分析与安全措施
常压容器区分于压力容器, 通常说的常压容器为容器内无压力,有管道或容器开孔与大气相通,如水罐,低浓度酸、碱罐等。在化工行业,由于所涉及物料大部分为易燃易爆、有毒、腐蚀性介质,这些介质泄漏或以气体形式散发,会导致人员中毒、环境污染、引发火灾爆炸等事故,所以很多储存容器虽为常压容器,但处于密封状态,反应设备多与其他设备连通工作,这些容器内部为微正压(<)或负压(真空)状态。当容器内压力超压时可能发生容器爆炸事故,如果负压设备内介质易燃易爆,密封不严,容器混入空气,可能形成爆炸性混合气体,引发火灾爆炸事故。发生容器爆炸可能发生次生事故,如火灾爆炸、人员中毒、人员灼伤、环境污染等。
现针对几种常压容器举例进行典型的安全隐患分析如下(以下分析主要基于工作压力情况的分析,未针对其他工艺操作、反应温度变化、物料性质变化等因素进行分析)。
常压反应釜
一般工作条件:常压工作,常温或低、中温工况,排空管道与后续冷凝器或尾气吸收装置连接,或有导热油加热,或循环水(冷冻水)冷却系统。可能发生的问题及安全措施:(1)反应釜排空管道阀门未开或管道堵塞;操作失误,导致反应失控。其结果是容器内压力升高,设备密封破坏,发生泄漏;压力超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:反应釜排空管道上的阀门悬挂常开标示牌;反应釜安装安全阀或爆破片;对设备进行定期检查、维护,保持管道畅通;反应釜的选型、设计应考虑反应釜能承受反应过程可能出现的最高压力。(2)涉及易燃易爆介质的反应釜工作状态为负压,误操作或密封不良,导致空气吸入反应系统。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,遇火花或高能可能发生火灾爆炸。安全措施:对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。(3)有密闭保温阶段的反应,反应不彻底即进行关闭排空阀门保温。其结果是容器内压力升高;设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程操作;反应釜安装安全阀或爆破片;安装压力报警器,连锁压力释放阀。
易燃易爆物料常压储罐
一般工作条件:常压、常温储存,排空管道安装阻火器与大气相通,或氮封储存。
可能发生的问题及安全措施:(1)与大气相通储罐未安阻火器或阻火器损坏。其结果是空气与储罐内可燃介质可能形成爆炸性混合物,有明火或火花可能引入储罐内部发生火灾爆炸。安全措施:储罐通气管安装阻火器,并定期检查维护;备用口应加盲板并密封完好。(2)氮封储罐氮气泄漏,氮封失效。其结果是空气与反应釜内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:储罐顶部安装压力监测报警装置;氮气补充系统应为自动补充系统;对设备进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。(3)氮封储罐氮气减压阀损坏、氮气压力失控;容器内压力升高(此情况一般出现在小型氮封储罐,大型氮封储罐安装有呼吸阀)。结果是设备密封破坏,发生泄漏;压力超超过设备承受极限,导致容器爆炸。安全措施:严格执行工艺规程,控制氮气系统压力;氮封储罐安装安全阀;氮气缓冲罐安装安全阀;对设备、安全阀等进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好。
短时间压力操作的常压罐
一般工作条件:正常工艺操作条件为常压,因气体压送转料、连接设备转换等特定工艺操作而短时间承受一定压力。
可能发生的问题及安全措施:(1)设备选型和设计未考虑短时间压力升高情况。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:根据工艺操作条件进行储罐选型和设计;加强设备管理,定期检测设备腐蚀情况,容器壁厚小于设计壁厚条件下禁止使用。(2)使用增压气体压力超过设计值;增压气体压控制失效。结果是密封泄漏;储罐变形或破裂;发生容器爆炸;有易燃易爆物料可引发火灾爆炸。安全措施:选用增压气体气源应符合设计工况要求;增压气体进入设备前设置缓冲罐,安装安全阀,安全阀的设定压力不超过用气的常压容器的设计压力。(3)对于易燃易爆物料,使用增压气体压送物料停气后,容器开口或降温后设备处于负压状态,空气可能进入容器;使用真空抽料,设备密封不严,空气可能进入容器内;使用真空抽料完毕,误操作空气可能进入容器内。结果是空气与容器内可燃介质可能形成爆炸性混合物,发生火灾爆炸。安全措施:根据工艺条件制订完善的安全操作规程,并严格执行;对于易燃易爆物料使用氮气等惰性气体作为增压气体,并严禁混入空气;对真空抽料的设备应选用惰性气体破坏真空;进行定期检查、维护,保持设备及管道法兰密封良好;使用易燃易爆物料的容器排空口、备用口应根据工艺需要悬挂“禁止开启”、“常闭”等警示标志。以上分析是对某种设备的典型操作隐患分析,实际生产过程中一套容器可能同时存在几种典型操作工况,企业应根据设备类型及用途、工艺条件、物料性质等多方面分析。
3 化工企业常压容器的管理措施
常压容器是化工行业生产系统中不可缺少的组成部分,普遍分散于装置中各部分,放松常压设备的安全管理就会直接导致系统安全性的降低。常压容器在正常工作状态下属于常压,但如果出现误操作或装置、控制系统失灵,就可能产生一定的压力,加之设备本身承压能力较低,一旦超压极易引起爆炸事故。人们一般将精力集中在压力容器的操作和管理上,因此常压容器出现误操作的机率相对较高。要保证企业安全生产,只有在管理上不断加强,消除各种不安全因素,严格规范常压容器的管理。建议企业在常压设备的管理上注意以下几个方面:(1)装置系统内的常压容器,设计和选型应考虑容器可能出现的最高工作压力,确保容器能够承受短时间的压力操作状态。(2)对误操作或相关装置失效可能导致常压容器超压的,常压容器安装安全阀或爆破片等压力释放装置。(3)有化学反应过程的常压容器,应根据工艺情况完善配置反应速度控制系统、冷却降温系统、压力释放系统,并根据工艺特点配置安全联锁系统。(4)氮封等惰性气体保护的常压容器,应配置压力检测和控制系统,确保氮封有效,并有氮气压力自动控制措施。
综上所述,只有加强常压容器的安全管理工作,才能够避免常压容器违章操作、消除容器的潜在危险、避免爆炸事故的发生,保障化工企业安全生产。
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你可以到国家质量监督检验检疫总局门户网站查询,网址是一、GB系列标准 1、GB 150-1998,钢制压力容器 2、GB 151-1999,管壳式换热器 3、GB 151-1999,管壳式换热器标准释义 4、GB/T 699–2006,优质碳素结构钢 5、GB 700-2006,碳素结构钢 6、GB/T 713-2008,锅炉压力容器用钢板 7、GB 985-1988,气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 8、GB 986-1988,埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 9、GB 3087-1999,低中压锅炉用无缝钢管 10、GB 3274-2007,碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 11、GB 3531-1996,低温压力容器用低合金钢钢板 12、GB/T 5117-1995 ,碳钢焊条 13、GB/T 5118-1995,低合金钢焊条 14、GB/T 5293-1999,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 15、GB/T 5293-1999 ,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 16、GB 5310-1995,高压锅炉用无缝钢管 17、GB/T 8110-1995 ,气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 18、GB/T 8163-1999 ,输送流体用无缝钢管 19、GB/T 8165-1997 ,不锈钢复合钢板和钢带 20、GB/T 9019-2001 ,压力容器公称直径 21、GB/T 9112~9124-2000,钢制管法兰(合订本) 22、GB/T 9125-2003,管法兰连接用紧固件 23、GB/T 9126-2003 ,管法兰用非金属平垫片、尺寸 24、GB/T 9128-2003 ,钢制管法兰用金属环垫、尺寸 25、GB/T 9129-2003,管法兰用非金属平垫片技术条件 26、GB/T 12212–1990,技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示方法 27、GB/T 12470-2003,埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 28、GB/T 12522-1996,不锈钢波形膨胀节 29、GB/T 12777-1999,金属波纹管膨胀节 30、GB 13296-2007,锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 31、GB/T 14976-1994,流体输送用不锈钢无缝钢管 32、GB/T 15601-1995,管法兰用金属包覆垫片 33、GB 16749–1997 ,压力容器波形膨胀节
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常州工程学院毕 业 设 计(论文)、题 目 板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板采用焊条电弧焊 的焊接工艺评定(拉伸) 专 业 焊接技术及自动化 班级学号 姓 名 指导教师 2008 年 6 月 5 日摘要钢是我们现代社会中不可缺少的一种材料,它可以看作一个国家工业化水平的标志。钢的产量越高就代表这个国家的工业化水平越高。不锈钢是钢中非常重要的一种,由于不锈钢具有特殊的使用性能和力学性能,在现在的各行各业中已经被越来越多的使用。在不锈钢中奥氏体不锈钢又是其中非常重要的一种,在发达国家每年消耗的不锈钢中有70%的是不锈钢,在我过也达到了65%左右。因此开发和使用好奥氏体不锈钢对我过的工业话来说已经越来越重要了。0cr18ni9就是奥氏体不锈钢,我做的这个课题就是探讨0cr18ni9在低温贮罐制造中的性能。低温贮罐是用来储存液N液Ar液态的CO2等低温液体的容器,液态介质的特殊性能就决定了制造材料需要特殊性能,而奥氏体不锈钢0cr18ni9就具有这样的性能。低温贮罐在现在的生活、生产中使用已经越来越广泛,因此对0cr18ni9的探讨就显得越来越重要。在这篇论文中我会着重为大家阐述0cr18ni9在低温压力容器制造中的焊接性能,力学性能,使用性能和焊接工艺。在这篇论文中我会通过一个焊接性试验来探讨0gr18ni9在低温压力容器中的各项性能。我的这个试验就是规格为6×150×300mm的两块0cr18ni9扳水平对接焊接方法就是手工电弧焊。针对这个试验做出完整的焊接工艺评定,并且根据评定要求对式样做相应的无损检验和力学性能的检验,从而来判定0cr18ni9的各项性能。关键词: 焊接性能 力学性能 使用性能 焊接工艺AbstractSteel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is beco Steel our modern society is indispensable to a material, it can be seen as a sign of the level of industrialized countries. The higher the output of steel on behalf of this country the higher the level of industrialization. Stainless steel is a very important one, because of the use of stainless steel with special performance and mechanical properties, in all walks of life in the present have been increasingly used. Austenitic stainless steel in the stainless steel is a very important one, in the developed world consumption of stainless steel annually in 70% of the stainless steel is, I have also reached about 65 percent. Thus the development and use of austenitic stainless steel good to me over the words of the industry has become increasingly is austenitic stainless steel, I do on this subject is 0 cr18ni9 in low-temperature storage tank manufacturer in the performance. Cryogenic storage tank is used to store liquid N Ar of liquid CO2 and other low-temperature liquid containers, liquid medium decision on the special properties of the material needs of a special performance, and austenitic stainless steel 0 cr18ni9 on with this performance. Cryogenic storage tank in the present life, has been used in the production of more extensive, therefore 0 cr18ni9 of it is becoming increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the increasingly important. In this paper I will focus on as we set out in the cold 0 cr18ni9 pressure vessel manufacture of welding performance, mechanical properties, the use of performance and welding this paper I will pass a welding test to explore 0 gr18ni9 in low-temperature pressure vessel in the performance. This is my test specifications for the 6 × 150 × 300mm 2 0 cr18ni9 pull the butt welding method is the level of manual arc welding. For the pilot to complete the welding technology assessment and assessed in accordance with the requirements of the design accordingly mechanical properties of non-destructive testing and inspection, to determine 0 cr18ni9 the word:Welding performance Mechanics performance Welding craft Operational performance目 录1 绪论 ………………………………………………………………………2 课题的背景 ………………………………………………………………3 材料介绍 …………………………………………………………………4 0Cr18Ni9的焊接 ……………………………………………………………… 0Cr18Ni9焊接性分析 …………………………………………………… 0Cr18Ni9的焊接工艺 ……………………………………………………… 0Cr18Ni9的焊接工艺思路分析 ………………………………………… 0Cr18Ni9的焊接工艺应用 ……………………………………………5 结论 ……………………………………………………………………6 参考文献 ………………………………………………………………7 致谢 ……………………………………………………………………绪论机械工业是为所有的工业,农业,国防以及交通运输业提供机器和装备的工业。在实现我国四个现代化的过程中,必须贯彻党的总路线精神,不断解决自行设和制造效能高、寿命长、重量轻、体积小、容量大、成本低的机器和设备的问题。为了完成这一光荣而艰巨的任务,使机械设计与制造能力在短时间内超世界水平,除了必须解决设计与制造和使用的科学。而机械制造中的材料问题,一部分是属于金属材料本身的成分与质量问题,另一部分是属于材料的选用是否适当,在加工处理的工艺上是否发挥了材料的最大潜力的问题。因此,在提高金属材料的产量和质量的同时,还要提高和发挥材料的各种性能,充分挖掘潜力,做到既合实用又节省,只有这样才能达到多,快,好,省建设社会主义的目的。我国解放前合金钢的科学和生产几乎完全是空白点。解放后,我国机械工业的发展速度是世界上前所罕见的。在近20~30年间,不锈钢的出现和大量的使用,推动了不锈钢工业的进程。不锈钢由于具有优良的耐蚀性、耐磨性、强韧性和良好的可加工性,外观的精美性,以及无毒无害性,广泛地应用与宇航、海洋、军工、化工、能源等方面,以及日用家具、建筑装潢、交通车辆的装饰上。合金元素多、组织结构复杂且多变给不锈钢及耐蚀耐热合金焊接带来很大的困难。焊接接头的性能好坏,直接关系着设备使用的安全性。国内外对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接做了大量的研究工作,其焊接性、焊接材料及焊接工艺的研究几乎与母材的研究同步,促进了不锈钢及耐蚀耐热合金的发展。有关这方面的研究成果和文献资料虽然很多,但较为系统的还是寥寥无几,在实际工作中,一部分有关的焊接技术人员和焊工,对不锈钢及耐蚀耐热合金的焊接知识了解不多,有的甚至直接照搬低合金钢的工艺和方法。虽然我国在这几年在不锈钢上的努力有目共睹,但与世界先进国家相比,差距还是很大的。为了尽快弥补这一差距,需要我们现代化的科技人才而我们也需要付出更多。随着社会主义革命和现代化建设事业的迅猛发展以及人们对高品质的生活的要求,不锈钢极其相关的技术科学将得到不断地发展和完善。在世界上45 %的钢的连接是用焊接方法来完成的,手工电弧焊又是我们生活生而中不可缺少的一部分,目前我用的越来越多的钢就奥氏体不锈钢,所以对于奥氏体不锈钢的焊接的研究已经越来越迫在眉睫。我做这篇论文就是从手工电弧焊方面来研究奥氏体不锈钢的焊接。主要从材料的力学性能化学成分,和通过焊接性的分析来讨论奥氏体不锈钢的焊接性能。最能直观表现奥氏体不锈钢焊接性能的就是焊接工艺知道书,我们通过焊接工艺指导书的编制来反应奥氏体不锈钢的焊接性能。课题背景由于奥氏体不锈钢的特殊的焊接性能,在现代社会中越来越多的地方使用到这种钢,现在奥氏体不锈钢也是我们发展研究的一个方向。未来的时间里对奥氏体不锈钢的开发研究也越来越引起专家们的注意,我们对奥氏体不锈钢焊接的了解也应该越来越重视。焊接奥氏体不锈钢的方法有很多,国内在中厚板奥氏体不锈钢的焊接中,主要采用埋弧焊(SAW)。手工电弧焊由于其操作灵活、方便,设备投资少,因而被广泛用于奥氏体不锈钢结构的生产中这也是一种典型的、传统焊接方法。在手工电弧焊中起关键作用的不锈钢焊条经过我国焊接工作者多年努力,已取得了如下进展:⑴ 品种 基本上覆盖了各种常规不锈钢钢种,如308、316、309、347、317等等,通常包括酸性、碱性两个渣系。对于超低C不锈钢焊条,如308L、316L、309L国内也能生产,所以从品种上基本可满足工业部门的使用。⑵ 质量 对于常规不锈钢焊条而言,从不锈钢焊条的发红、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝成型、颜色、波纹细腻程度、全位置焊接适应性、焊工施焊的舒适性、焊接力学性能、抗腐蚀性等方面,国产不锈钢焊条质量参差不齐。但基本可以满足国内用户的要求。对于一些特殊品种如310MoL、347L、309L仍有许多工厂愿意使用进口焊材。这也表明我国整体不锈钢焊条的工艺质量与国外还有差距,在一些特殊品种上差距较大。不锈钢埋弧焊大多使用在不锈钢筒体的环缝和纵缝。通常是开X型坡口,先焊内焊缝,然后反面砂轮打磨(甚至气刨)。随后焊正面,现行工艺是标准中要求和认可的。存在问题有:① 对母材损伤较大,对腐蚀性能不利、影响美观。② 埋弧不锈钢焊丝品种少,质量较差,配用的260和431、350焊剂,往往使焊后缝残留有横向熔渣。焊工需要用砂轮打磨。③ 因而不锈钢埋弧焊接效率低、成本高、质量粗糙。(3)、CO2不锈钢药芯焊丝电弧焊采用CO2气保护不锈钢药芯焊丝焊接不锈钢是近二三十年的事。该方法使用常规CO2焊机或MIG焊机,采用100%CO2或80%Ar+20%O2作为保护气体,和普通结构钢实心焊丝焊接相似,即可得到美观的焊缝。在3种方法中,CO2保护不锈钢药芯焊丝有取代前两种焊接方法的趋势。这三种焊接方法的对比,见表1。不锈钢手工电弧焊、MIG实心焊丝和CO2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊的对比对比项目 不锈钢手工电弧焊 MIG实心焊丝 CO2不锈钢药芯焊丝效率 低 高 高成本 高 较高 低操作工艺性 好 较高 好焊缝美观 好 较高 好焊缝性能 好 好 好全位置适应性 好 一般 好焊丝品种 多 少 多对焊工技术要求 较多 高 一般从上面的数据分析手工电弧焊接将会渐渐被CO2气体保护焊接所替代,但是目前这个阶段手工电弧焊接应用还是很普遍的!奥氏体不锈钢已具备建筑、化工设备材料所要求的许多理想性能,它在金属中可以说是独一无二的,而其发展仍在继续。为使不锈钢在传统的应用中性能更好,一直在改进现有的类型,而且,为了满足高级建筑应用的严格要求,正在开发新的不锈钢。由于生产效率不断提高,质量不断改进,不锈钢已成为建筑师们选择的最具有成本效益的材料之一。上面的分析可以看出目前不锈钢的焊接性是很好的,使用也是越来越广泛的。对于这种不锈钢的焊接技术也越来越成熟起来,但在目前这个阶段我们应用最广泛的还是手工电弧焊。在这样的背景下我选择做这样的课题,既有利于了解目前0Cr18Ni9焊接,又有利于了解0Cr18Ni9焊接的发展方向。OCr18Ni的焊接性分析 对于什么是焊接性,GB/T3375-94《焊接术语》中注明:“材料在限定的施工条件下,焊接成按规定设计要求的构件,并满足预定服役要求的能力”。它包括两方面的内容:其一是焊成的构件符合设计要求;其二是满足预定的使用条件,能够安全运行。 根据讨论问题的着眼点不同,焊接性可分为:(1) 工艺焊接性(2) 使用焊接性影响焊接性的因素主要有以下几点:(1) 材料因素(2) 焊接方法(3) 构件类型(4) 使用要求 金属的焊接性与材料成分、焊接方法、构件类型、使用要求都有密切的关系,所以不应脱离这些因素而单纯的从材料本身的性能来评价焊接性。从上述分析可以看出,很难找出一项技术指标可以概括焊接性,只有通过综合多方面的因素才能分析焊接性问题。 分析金属的焊接性我们在不要求做非常准确的情况下我们可以根据碳当量、材料的化学性能、材料的物理性能来判断,如果要求需要很准确的话我们可以通过焊接性试验来判定。0cr18ni9的焊接性能我们就从这方面来判定:1、0Cr18Ni9的焊接要求 1)0Cr18Ni9属于奥氏体不锈钢,其组织为奥氏体(A)加3-5 %铁素体(F )。它具有良好的塑性和高温、低温性能。它在焊接热循环的作用下,主要显示出以下基本要求: ① 焊接过程中采用小的线能量输入,减小热影响区范围,加快焊缝及热影响区的冷却速度对不锈钢的焊接是有益的。 ② 用0Cr18Ni9焊接时导热系数小,存在过热区,也容易造成热影响区的晶粒长大。焊缝高温停留时间过长,在高温状态下Cr和C形成化合物,在高温区就形成了贫铬层,也会导致焊缝的枝晶倾向加剧。因此要求尽量选择线能觉输入较小的焊接方法。 ③ 由于导热系数小而线膨胀系数大,自由焊态下焊接易产生较大的变形,选用能量集中,热影响区窄的焊接方法能在一定程度上减少焊接变形。 2)0cr18ni9的含碳量很小,在加上它属于高合金钢碳当量法对它焊接性能的估算是不怎么准确的。因此我们不用碳当量对它的焊接性进行分析。 3) 0cr18ni9属于奥氏体不锈钢,这类钢有具有交高的变形能力并不可淬硬,而且它的含碳量又很底,所以总的来说焊接性还是不错的。但是由于热导率低,热膨胀系数大,局部加热时温度分布不均匀,收缩量大等都将使接头在焊接过程中产生交大的内应力。在焊接的时候应该注意这方面的问题,焊接时尽量避免或减少这种受热不均显现的发生,焊接的速度也应该适当的快点。 上面我们已经从它的化学成分和物理性能对0cr18ni9的焊接性能进行了分析,但是根据这些判断出的焊接性是不够准确的,我们需要准确的判断它的焊接性我们就必须通过焊接性试验来完成。焊接性的试验是很多的,我在这里就用斜Y型坡口焊接裂纹试验方法。板材的规格是6×150×200mm焊接方法是手工电弧焊焊材型号A132,规格¢坡口形式是斜Y型焊接参数是电流:90-120A,电压20-24V,速度15-20cm/min斜Y型坡口裂纹试验图如下:焊完的试件需要经过48H时效后再作裂纹的检测和解剖。裂纹可以分为表面裂纹、跟部裂纹、断面裂纹三种形式。首先用放大镜目测或莹光粉检查焊缝表面裂纹,然后用机械方法切开六个等长度横向试片,检查五个片面上的裂纹情况。一般用裂纹率作为评定标准。根部裂纹率=∑LR/L×100%表面裂纹率=∑Lf/L×100%端面裂纹率=∑h/5H×100%试验焊缝的总长度是80mm而我们焊接裂纹的总长度通过试验测得为试件的裂纹率小于20%因此在实际生产中如果按要求来做的话是不会产生裂纹的,此种钢的焊接性能还是可以的。综上所述0cr18ni9钢是具有良好的焊接性能的,在生产中按标准来做的话是应该可以生产出合格的产品,它的使用性能还是可以的。0Cr18Ni9的焊接工艺表Ⅰ-1焊接工艺评定指导书(任务书)编 制 指导书编号 HJ0511-29审 核 评定理由 批 准 完成日期 评 定 标 准 JB4708-2000 验收机关 母 材 厚度 , mm 尺寸,mm 接头形式简图0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 0Cr18Ni9 6mm 6*150*300 焊 接 位 置 1G 焊接方向 右焊法 保 护 气 体 / 层间温度 / 预 热 / 机械化程度 手工焊 焊后热处理 / 后 热 处 理 / 衬垫材料/规格 / 清 根 方 法 / 层道 焊接方法 焊材型号/牌号 焊材规格 电流种类及极性 电流(A) 电压(V) 焊接速度(cm/min) 热输入(kJ/cm) 钨极直径 喷嘴直径1 SMAW A102 反接 90-110 15~18 / /2 SMAW A102 反接 100-120 20~22 18~20 / /检验项目、评定指标及试样数量检 验 项 目 检验标准 评定指标 检验项目 检验标准 评定指标 试样数量外观检查 GB150 JB4708 拉伸试验 GB/T228 JB4708 2无损检测 射线(RT) JB4730 JB4708 弯曲试验 面弯 GB/T232 JB4708 2 超声(UT) / / 背弯 JB4708 2 渗透(PT) / / 侧弯 / / 磁粉(MT) / / 冲击试验 焊缝 GB/T229 JB4708 /焊缝化学成分 / / 热影响区 JB4708 /金相 宏观 / / 腐蚀试验 / / / 微观 / / 硬度检验 / / /焊接工艺评定指导书编号:HJ0511-29名称:板厚为6mm的0Cr18Ni9钢板手工电弧焊的焊接工艺评定(拉伸) 编制: 审核: 批准: 表Ⅰ-2焊 接 工 艺 评 定 指 导 书单位名称 常州博朗低温有限公司 焊接工艺指导书编号 HJ0511-29 日期 焊接工艺评定报告编号 HJ0511-29-1 焊接方法 焊条电弧焊 机械化程度(手工、半自动、自动) 手动 焊接接头:坡口形式 带钝边的V型 衬垫(材料及规格) / 其它 / 简图:(接头形式、坡口形式与尺寸焊条、焊道布置及顺序)母材:类别号 VII 组别号 VII-1 与类别号 VII 组别号VII-1 相焊及标准号 / 钢 号 / 与标准号 / 钢 号 / 相焊厚度范围: 母材:对接焊缝 角焊缝 不限 管子直径、壁厚范围:对接焊缝 角焊缝 不限 焊缝金属厚度范围: 对接焊缝 《12 角焊缝 不限 其它: 焊接材料:焊材类别 焊条 焊材标准 GB/T983 填充金属尺寸 焊材型号 E307-16 焊材牌号 A132 其 他 / 耐蚀堆焊金属化学成分(%)C Si Mn P S Cr Ni Mo V Ti Nb
参考文献标准格式如下:
一、期刊类[J]
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七、其他[N]
【格式】[序号]颁布单位。条例名称。发布日期。
浅议化工压力容器的防腐蚀管理论文
一、引言
压力容器是化工生产中各种反应的发生场所,化学反应多处在高温高压的环境下,为了保证化学反应的正常进行以及安全的化工生产,就必须密切关注压力容器的使用寿命和自身完整性。导致压力容器使用寿命缩短和自身完整性被破坏的因素分作两种,一是机械性破裂,二是环境破裂。机械性破裂指的是遭受外力撞击而发生的破损;环境破裂指的是腐蚀。机械性破裂多来自外界,容易发现和处理;环境破裂(腐蚀)多发于压力容器内部,不易察觉和处理。本文就化工压力容器发生腐蚀的类型、原因、防治措施等方面,论述一些管理措施。
二、化工压力容器腐蚀的常见类型
化工压力容器常见的腐蚀类型包括:物理腐蚀、化学腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀。
1、物理腐蚀
在常温常压下,除了极少数的活泼金属,其他的大部分金属,相互之间不会发生反应。但是在高温高压的环境中,当低熔点的金属变成液态的时候,就会对高熔点的未变成液态的固态金属产生物理溶解作用,这种纯粹是物理性质的剥蚀溶解作用,故称作物理腐蚀。例如,液态锌溶解剥蚀钢制容器就是典型恶物理腐蚀现象。
2、化学腐蚀
化学腐蚀的起因是化学反应。物质的原子被重新排列组合生成新物质的过程,称为化学反应。化学反应中常伴有发光、发热、变色、生成沉淀物等现象,是否生成新的物质,是判断一个反应是否为化学反应的依据。化工压力容器里的化学原料与容器内壁通过置换反应、分解反应、合成反应、氧化还原反应,生成新的物质,改变了化工压力容器材质,削弱了容器耐压耐温的强度。
3、电化学腐蚀
电化学反应指的是,化工压力容器内壁金属与容器内的液态化学原料,由于存在阴阳离子呈现聚集区域的分别,而产生电位差,形成电流回路,使得容器内表面的金属原子不断被剥离出电子,金属原子结构被破坏,最终,内壁金属被不断剥离掉落,形成腐蚀。在化工压力容器内,金属容器与化学原料发生最多的就是电化学反应,电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象。
4、应力腐蚀
化学原料在化工压力容器内部不是静止的,而是在搅拌、反应等作用力下,不断地流动、旋转、翻腾的。多种物质混杂甚至成粘稠状的化学原料在运动中会对容器内壁产生冲刷作用,不论是粘拉或是挤压,统称为应力作用,由此产生的腐蚀称作应力腐蚀。应力腐蚀的发展速度很快,没有外形的明显变化,不易察觉,其造成的破坏性很严重。
三、化工压力容器腐蚀的生成原因与防控举措
1、腐蚀的生成原因
(1)容器本身原因。容器本身引发腐蚀的原因有:①金属化学成分。金属材料具有与容器内的化学原料发生化学反应的特性,金属材料杂质比较多,金属材料的合金成分、比例、加工工艺不合格。②容器制造工艺。在冲压、热处理、焊接等加工过程中,容器金属材料会发生内应力变化。(2)环境原因。在化工生产中,压力容器一方面要承受高温高压的考验,一方面要克服化学原料的各种腐蚀,这些都是有条件有限度的,若是超出了承受的极限,必然会发生腐蚀现象。在加入酸碱等性质的不同化学原料的时候,如果没有按照配方比例严格操作,容器内化学反应物的成分、PH值、浓度、氧化能力等必然会加深腐蚀;在高温高压的环境中,金属的抗腐蚀作用会快速下降,温度与压力越高,抗腐蚀的性能越差;当化学原料流动的速度越快,冲击磨损和空泡磨损的作用就会越大,容器内壁保护膜的脱落速度会因为应力作用而加大。
2、防腐蚀的防控举措
(1)选择合格的压力容器材料。化工压力容器的生产、安装、使用,必须严格执行国标,按照容器的使用用途、安装环境选择合适的容器材料,根据不同的情况,在容器钢材中加入镍、铜、钛、铬等不同的合金,在容器表面进行不同的氧化保护膜的制作。另外,应充分考虑压力容器的安置环境,配置防毒、防爆、防火等附属设施设备。(2)选择合适的缓蚀剂。缓蚀剂的作用是减缓设备的腐蚀速度,根据配比,只需加入原料总量的千分之几、万分之几,就可以有效地保护压力容器内壁的抗腐蚀性能,同时不会对正常的化学反应有任何影响。是一种比较经济实惠的`抗腐蚀方法。(3)提高容器焊接质量。化工压力容器的体积都比较大,需要采用焊接技术拼接制作,一般使用的是电弧焊和氩弧焊这两种焊接工艺。从焊条的选择、焊接的方法、焊接的质量、焊后的热处理,都要按照生产工艺与图纸要求,严格执行,仔细检查,使用晶间腐蚀试验和超声波探伤射线探伤等检验手段,杜绝出现细小的缺陷。最终目的是为了保持焊接区的金相组织与性能,彻底消除焊缝的残余应力,防止产生裂纹。(4)电化学保护。根据电化学原理,采用牺牲阳极保护法或外加电流法,将被保护的金属作为阴极,分别通过牺牲铝、锌、合金等外加阳极,通过外加直流电保护阴极的方法,防止或减缓压力容器金属的腐蚀。(5)使用防腐材料。防腐涂料一般由合成树脂、橡胶、植物油和浆液溶剂等非金属材料调配而成,将其均匀涂抹在压力容器内壁,待干燥后可以形成一层薄膜,削弱化学原料的渗透作用,降低腐蚀电流,从而达到较好的防腐效果。该方法是目前采用最广泛的一种防腐手段。(6)敷设防护衬里。对于腐蚀性很强的化学原料,仅仅使用上述方法是不能有效防控的,此时就需要敷设防护衬里。防护衬里的材料有不锈钢、钛合金、特种陶瓷、聚四氟乙烯、玻璃钢、合成橡胶等。防护衬里的适用性比较单一,成本比较高,一般只在特殊情况下采用。(7)内壁覆盖法。内壁覆盖法是在容器内壁镀一层耐腐蚀金属或陶瓷,亦或通过化学反应使容器金属内壁自身生成一种致密的保护膜。从而隔绝化学原料、水、氧气等与容器钢材的接触,阻止其被腐蚀。内壁覆盖法是一种较为便宜的通用的防护方法。(8)加强日常维护。化工压力容器的防腐蚀,根本之道在于有效预防。因此,增强员工责任心,加强日常的检查维护,是最有效的防腐蚀管理措施。严格执行压力容器的相关使用检修规程、进行定期巡视检查、取样,做好压力容器的运行档案记录工作,在毫末间分析腐蚀状况,做好积极的应对工作,减缓或抑制腐蚀破坏,确保设备的运行安全。
四、结论
总之,化工企业的相关人员要高度重视压力容器的腐蚀现象,时刻保持警惕,及时发现并正确处理压力容器的腐蚀现象,从而抑制或减缓腐蚀破坏,延长设备使用寿命,保证化工设备的安全运行。
声发射技术在化工设备检测中的应用研究 1. 引言 声发射检测与结构完整性综合评价技术就是解决上述问题的新方法之一。声发射检测的目标主要是针对设备中的活性缺陷,它可以在压力变化过程中,利用少量固定不动的换能器,就可获得活性缺陷的动态信息,而活性缺陷——声发射源的位置可通过时差定位、区域定位等方法来确定。因此,采用声发射技术可以达到提高检测速度,节省检测费用,达到储罐和压力容器安全、连续使用的目的。 2. 声发射检测技术特点 (1) 可检测对结构安全更为有害的活动性缺陷。由于提供缺陷在应力用的,动态信息,适评于价缺陷对结构的实际有害程度。 (2) 对大型构件,可提供整体或范围快速检测,易于提高检测效率。 (3) 由于被检测件的接近要求不高,而适用于其他方法难于或不能接近环境下的检测,如高低温、核辐射、易燃、易爆及极毒等环境。 (4) 由于对构件的几何形状不敏感,而适用于检测其他方法受到限制的形状复杂的构件。 3. 声发射技术在石化设备无损检测中的应用 在压力容器无损检测中的应用 声发射检测技术作为一种动态无损检测技术,以其动态特性、整体性、实时性、高效性和经济性等特点,在压力容器的制造质量验证、在线监测上被广泛应用。我国已制定并发布了与此相配套的检测评定标准。应用声发射检测技术与应力测定两种方法对加氢精制预反应器进行检验与评定,结果表明采用新检测及评价技术与常规检验技术相结合的方法,对容器进行全面安全评定,特别是超期服役的容器,是一种安全、可行的方法。 在常压储罐中检测中的应用 储罐是一种比较容易发生事故的特殊设备,因此,储罐最根本的两大问题是安全性和经济性。考虑我国目前在用储罐的拥有量、检测维修能力,以及特殊生产工艺条件等因素,不可能在检修期内对所有的储罐都进行全面的检查。这样,哪些储罐作重点检查,哪些才是大危险而急需检测的储罐往往缺乏科学的依据。 4. 凯塞效应和其在声发射检测中的应用 声发射现象与材料的塑性变形和断裂是紧密相连的,由于材料塑性变形和断裂的不可逆性。声发射现象也是不可逆的。试样第一次受力后,再以同样的方式受力时,达到以前受力的最大载荷前不出现声发射现象,这一现象被称为不可逆效应,也称为凯塞效应。根据声发射不可逆效应——凯塞尔效应,对已使用过的压力容器因已承受过一定的压力,故在检修中再次进行水压试验时,当压力不超过使用时的最高压力,则不出现声发射。 5. 化工设备中声发射源特征研究 了解现场压力容器的声发射源特性是进行压力容器声发射信号源分析和解释的基础,现场压力容器声发射检验可能遇到的典型声发射源分为:裂纹扩展、焊接缺陷开裂、机械摩擦、焊接残余应力释放、泄漏、氧化皮剥落、电子噪音等。 裂纹扩展 裂纹的形成和扩展是许多设备破坏的基本原因,其过程包括裂纹形成、裂纹尖端的塑性变形和裂纹扩展3个步骤。塑性材料受到外力作用时,由于其中第一相硬质点与基体材料变形不一致,往往在前者界面上形成微孔,当外力增加时,微孔不断长大并且与相邻微孔连接起来形成初始裂纹。裂纹尖端由于应力集中而形成塑性区域,在外力作用下,塑性区域产生微观裂纹,进一步扩展成为宏观裂纹。对于脆性材料不产生明显的塑性变形,其裂纹的形成主要是由于位错塞积,裂纹的扩展也较快。 未熔合、未焊透、夹渣、气孔等焊接缺陷 容器在制造焊接过程中,如果焊接工艺操作不当,即可出现各种焊接缺陷。其中气孔、夹渣和未熔合三种焊接缺陷很易同时出现,混合在一起。根据大量的压力容器声发射试验结果,大部分缺陷在正常的水压试验条件下不易产生声发射信号,但也有一些缺陷可产生大量声发射信号。这些缺陷产生的声发射定位源也比较集中,在进行加载声发射检测时,一般在低于压力容器运行的压力下即可产生声发射定位源信号。 结构摩擦 在现场压力容器加压试验过程中,容器壳体会产生相应的应变,以至整个结构因摩擦产生大量的声发射定位源信号是十分常见的现象。结构摩擦通常由脚手架、保温支撑环、容器的支座、裙座、柱腿、平台等焊接垫板引起。 泄漏 裂纹的穿透、人孔、法兰和阀门的泄漏等都可产生连续的声发射信号。由于由泄漏产生的声发射信号是连续的,因此不能被时差定位方法进行定位。但是,对于多通道仪器来说,探头越接近泄漏源的通道,采集的声发射信号越多,信号的幅度、能量等声发射参数也越大。通过采用声发射信号撞击数、幅度、能量等与声发射通道的分布图,可以确定泄漏源的区域。 6. 化工设备中声发射检测方法 声发射检测的基本程序 (1) 完成各项检测准备工作;(2) 确定传感器阵列;(3) 布置声发射传感器并保证声耦合良好;(4) 接线并检查线路,设定检测条件;(5) 排除噪声干扰;(6) 校准检测系统;(7) 耐压试验,同时进行AE检测(信号收集);(8) 数据处理和结果评定;(9) 出具检测报告。 化工设备定期检验的和缺陷评定程序 采用声发射技术对在用压力容器进行全而定期检验和缺陷评定的步骤如下: (1) 将容器停产倒空后,不开罐首先直接进行耐压试验(试压介质一般为水)和声发射检验,从声发射检验结果给出容器壳体上有意义的活性声发射源部位;(2) 采用宏观检验、磁粉或渗透、超声波或射线等常规无损检测方法对声发射源部位进行复验,排除干扰声发射源,找出容器壳体上存在的活性缺陷;(3) 对容器焊缝的内外表而进行100%磁粉检测,发现并消除那些在声发射检验过程中不活动的表而裂纹;(4) 按《在用压力容器检验规程》(以下简称《检规》)对容器进行内外表面宏观检验和超声波测厚检验; (5) 对于经过返修的压力容器需进行第一次耐压试验; (6) 气密试验; (7) 出具综合检验报告评定容器的安全等级。 7. 结语 石油化工是以石油为主要原料生产各种化工产品的工业,它与人民的生活、工业、农业、交通运输以及国防工业有着密切的关系。石化设备是广泛应用于石油化工业的设备,与机器共同组成石油化工机械。可以说如果没有石化设备,所有石化企业根本不可能运转,整个国民生活就会陷入瘫痪,石化设备的重要性由此可见一斑。因此,化工设备的检测技术的研究具有重大的工业应用背景,是当前化工设备检测研究的热点课题之一。 参考文献 [1] 方孝荣. 声发射技术在压力容器检测中的应用[J]. 金华职业技术学院学报, 2002,(02). [2] 张永胜, 白梅. 声发射技术在压力容器检测中的应用[J]. 内蒙古石油化工, 2007,(02). 本文选自591论文代写网:专业 代写毕业论文 -致力于代写毕业论文,代写硕士论文,代写论文,代写mba论文,论文代写记得采纳啊