《2004-06焦炭塔塔体损伤原因及对策.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2004-06焦炭塔塔体损伤原因及对策.pdf（2页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、经验交流 收稿日期: 2004205221 作者简介:陈吉成(19422 ) , 男,广东潮州人,高级工程师,从事石化设备检修、 维修及安装工作。 文章编号: 100027466(2004)0620065202 焦炭塔塔体损伤原因及对策 陈吉成 (金陵石化炼油厂,江苏 南京 210042) 摘要:对焦炭塔下段塔体鼓胀和裙座焊缝裂纹产生原因进行了分析,采用上移裙座的方法进行改 进,效果良好。 关 键 词:焦炭塔;鼓胀;裂纹;改进 中图分类号: TE 962 ; TQ 05315 文献标识码: B 炼油厂延迟焦化焦炭塔为间歇操作,48 h一循 环。操作温度从常温到475,反复加、 卸压。温度 轴向
2、分布为下高上低。塔上段69 m为泡沫,介质 从液态变固态。除焦时,采用12 MPa高压水对器壁 产生猛烈冲击。 焦炭塔投运810 a后,在裙座焊缝以上8 m段 塔体发生严重鼓胀变形,而裙座以下锥段和8 m以 上(泡沫段)塔体未见明显变形。第2和第3筒节鼓 胀最严重,环焊缝和筒节中部鼓胀较小。所有鼓胀 在轴向和周向都不规则,见图1。在鼓胀后的塔体 纵缝内外以及环缝内壁均未发现裂纹,而在塔体外 环缝发现许多周向裂纹,且都在焊缝熔合线上。塔 体下段鼓胀和裙座焊缝裂纹是解决的难题,笔者对 此进行了分析,并提出改进措施。 图1 塔体鼓胀示图 1 损伤原因 焦炭塔操作过程为预热 - ( 进料)生焦-冷却-
3、 除焦,反复升、 降温(加、 卸载 ) , 而塔体向上热胀受到 约束,自重及料重等引起径向鼓胀,千次以上的循环 操作也会使塔体材质本身部分弹性变形转变为不可 逆的塑性变形。塔体下段温度较高,应力较大,循环 次数的增加,塑性变形的累积,使此薄弱部位产生鼓 胀变形,引起塔体素线形状突变,在应力最大的焊缝 熔合线上产生裂纹。 上述损伤是低周疲劳和蠕变共同作用的结果, 疲劳产生蠕变,蠕变促进疲劳。温度和应力增加,以 及循环次数增多,都会加重塔体鼓胀程度。 2 改进措施 笔者从裙座下锥体从未检测到变形和裂纹得到 启发,决定将裙座上移10 m ,这样可将塔下段原受压 状态改为受拉伸状态,向下热胀冷缩比较自
4、由,轴向 热应力大幅降低。 设计时将裙座焊缝10 m以上塔体直径加大,通 过过渡段将塔上段与塔下段相连,使上移裙座与过 渡段相对接,见图2a。该新裙座底圈置于升高砼式 框架上。也可采用如图2b所示的联接结构,裙座上 移,但不改变塔体上段直径。 3 改进效果 可根本消除塔体鼓胀。上移裙座处应力较 低,温度比原来低20,水力除焦时,受力状况也得 第33卷 第6期 2004年11月 石 油 化 工 设 备 PETRO2CHEMICAL EQUIPMENT Vol133 No16 Nov12004 图2 改进措施 到改善,可根本解决裙座损伤问题。 塔体下段筒 节、 球带及锥段可适当减薄。 为原延迟焦化
5、扩能 改造创造了条件,可节省数亿元资金。 4 结语 上移裙座可大幅降低塔体轴向热应力,使蠕变 速率变小,提高抗疲劳能力,解决塔体鼓胀和裙座裂 纹难题。对塔体下段轴向伸长产生的蠕变,可通过 外壁加焊纵向扁钢或螺旋形扁钢解决。因构件的表 面形状和表面质量对疲劳极限影响极大,对下段塔 体应控制筒节圆度、 错边量和棱角度,采用X型坡 口,采取焊后热处理,焊缝内、 外棱角磨平等措施,以 防止塔体损伤。 我国80 %焦炭塔直径小于 “6 m ,可用20g制 造。也可应用再制造技术,对原塔体鼓胀进行拉直 延寿处理。据API 1996调查,美国焦炭塔寿命分别 为:Cr2Mo钢制12 a , C2Mo钢制8 a , C钢制7 a。 15CrMoR抗疲劳及蠕变效果较好,若将裙座上移,可 大幅延长焦炭塔使用寿命。另外,建议将国内目前 焦炭塔48 h一循环,改为国际上通用20 h一循环, 这样焦炭塔使用效率可提高113倍。 (张编) 66 石 油 化 工 设 备 2004年 第33卷