蒸留塔は石油化学生産で一般的に使用される重要な装置であり、気液相または液液相間の密接な接触を可能にし、相間の質量および熱伝達の目的を達成します。中国の石油化学および精製産業の発展に伴い、腐食性の高い媒体の使用が増加しており、材料に対する要求が高まっています。非鉄金属などの耐食性材料とその複合板装置はますます広く使用されるようになってきています。この記事では、PTA プロジェクトの蒸留塔を例として、蒸留塔の設計プロセスで遭遇する問題について説明し、将来の同様の装置の参考にしたいと考えています。
1. 主なパラメータ
蒸留塔の作動媒体の選択は、酢酸、水などです。設計圧力は1.4MPa/FVです。設計温度 245 度 @ 1.4MPa/100 度 C @ FV。基本風圧は500N/㎡です。震度は7度。基本地震加速度は0.10gです。設定
地震によるグループ化は最初のグループです。敷地の土壌タイプはクラス IV、地盤粗度カテゴリーは A です。設備構造寸法の概略図を図 1 に示します。PTA プラント内の媒体は強い腐食性を有しており、チタン材料は耐食性要件をよりよく満たすことができます。 。チタン材料は価格が高く、大型の圧力容器の製造には適さないため、チタン鋼複合板を使用して圧力容器を製造することで、設備コストを大幅に削減できます。 TA1 は強度が低く、靭性が優れており、爆発後の残留応力が低くなります。複合板の接着強度が高くなります。したがって、主な圧縮コンポーネント材料として TA1+Q345R を選択する場合、 チタン鋼複合板の場合、クラッドは強度に含まれず、強度のみが考慮されます。
基層の強度を考慮し、基層に使用されるQ345Rの炭素当量、硬度、衝撃試験、超音波試験等の要件を提案し、母材鋼板の機械的性質を確保する必要があります。コーティングされたチタン材料とベース鋼板の間の強固な結合を確保するには、NB/T47002 の規定に従ってチタン鋼複合板を爆発結合する必要があります。3-2019 B1 レベルであり、応力緩和された状態で供給されます。アニーリングの状態。供給時の複合板のせん断強度は180MPa以上である必要があります。
装置製造時のシリンダー圧延、ヘッド成形、溶接後の熱処理などの製造プロセスにより、複合プレートのせん断強度が低下する場合があります。機器の安全性を確保するために、機器の製造完了後の複合板のせん断強度も140MPa以上を確保する必要があります。
2. 装置の主要構造設計
2.1 チタン鋼複合板のT形溶接継手構造
複合板の縦方向溶接継手と周方向溶接継手のT字継手の構造を図2に示します。T字継手には通常、角が丸い別個のT字型カバープレートが使用されます。溶接中の背面のアルゴンガス保護とカバープレートのオーバーラップジョイントの漏れ検出の便宜のために、縦方向および円周方向の各溶接ジョイントのガスケットに少なくとも2つのΦ 6 漏れ検出穴をドリルで開ける必要があります。漏れ検出穴は、縦方向の溶接部の高点と低点、および円周方向の溶接接合部の両端にできるだけ近づける必要があります。漏れ箇所をタイムリーに検出し、溶接中に背面を保護するためにアルゴンガスの消費量を削減するために、各ライニングシリンダー間の漏れ検出チャネルは相互接続されていません。したがって、別のライニングシリンダーセクションの長手方向の溶接接合部に接続する場合、T 字型カバープレートの下のパッドを銀ろう付けでシールする必要があります。
2.2 フランジの引き継ぎ
プロセスパイプ口部にかかる負荷が大きいため、接続パイプとシェルとの接続の安全性を確保するため、接続パイプは肉厚の鍛造パイプ構造を採用し全体を強化しています。コネクティングパイプの内壁にはチタンライニング構造を採用しており、チタンライニングとコネクティングパイプ内面との密着性を確保しています。テイクオーバーシェルとライニングの材質が異なるため、熱膨張により発生する応力
同様に、応力が重畳すると、接続パイプとシェルライニングの接合部に損傷が発生しやすくなります。したがって、接続パイプライニングとシェルライニングの間の接続構造は、接合部での十分な柔軟性を確保し、溶接継手での大きな応力を回避する必要があります。シェルと接続パイプ間の接続は、スムーズな移行を維持するためにフランジ構造を採用する必要があります。装置の運転中にチタンライニングの漏れをチェックし、接続パイプとライニングの間のガスの出口として、接続パイプの首部にある各接続パイプライニングの背面に直径6 mmの漏れ検出穴を2つ取り付ける必要があります。パイプフランジと近くのシェルの最下点。テイクオーバーフランジのライニングフランジ構造と漏れ検知穴構造の詳細を図3に示します。
フランジのシール面の設計は、フランジのシールに影響を与える重要な要素です。蒸留塔はロングハイネック一体鍛造フランジを採用し、フランジシール面はチタン鋼複合板。詳細な構造形式を図4に示します。フランジシール面複合板の基層はフランジ鍛造品に強固に溶接され、接続パイプ内のチタンライニングは完全溶接コーナーを使用してシール面複合板クラッドに溶接されます。バックプレートとのジョイント。このタイプのシール面により、フランジ シールの安全性が大幅に向上します。フランジのシール面は漏れやすいため、フランジの炭素鋼部品の急速な腐食を避け、機器の安全な使用を確保するために、フランジのボルト穴もチタン構造で裏打ちする必要があります。
