论在用甲醇合成塔壳体焊缝裂纹现场修复
论在用甲醇合成塔壳体焊缝裂纹现场修复
【摘 要】甲醇合成塔是甲醇装置中的核心设备，其操作压力较高，介质易燃易爆且具有中度毒性。一旦发生事故，不仅会造成巨大的经济损失，还可能带来人员伤亡。本文分析了甲醇合成塔壳体常见的焊缝裂纹出现的原因并提出对缺陷进行消除、返修、热处理及检验的方案，为类似容器的焊接处理提供借鉴。
【关键词】甲醇合成塔；焊缝缺陷；修复
金属作为最常用的工程结构材料，往往要求具有如高温强度、低温韧性、耐腐蚀性以及其他一些基本性能，并且要求在焊接之后仍然能够保持这些基本性能。焊接过程的特点主要是温度高、温差大，偏析现象很突出，金相组织差别比较大。因此，在焊接过程中往往会产生各种不同类形的焊接缺陷而遗留在焊缝中。如裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣以及夹钨等。从而降低了焊缝的强度性能，给安全生产带来很大的不利。但是，不论什么样的缺陷，它在形成的过程中都具有特定的形成机理和规律，只要掌握其形成的基本特点，就会对我们在生产中制定焊接工艺措施，防止缺陷的产生起到很好的作用。下文将对焊缝中常见的缺陷的形成及其危害性进行分析，并提出防止措施。
1.裂纹产生的原因分析
根据日常所发现的裂纹缺陷分析，产生裂纹的主要因素是焊接工艺不合理、选用材料不当、焊接应力过大以及焊接环境条件差造成焊后冷却太快等。焊缝裂纹一般分为热裂纹和冷裂纹。热裂纹是在焊接过程中形成的，因此，大部分都产生在焊缝的填充部位以及熔合线部位，并埋藏于焊缝中；冷裂纹也叫延时裂纹，一般都是在焊缝冷却过程中由于应力的影响而产生，有时还随着焊缝的组织的变化首先在焊缝内部形成组织晶界裂纹，经过一段时间之后才形成宏观裂纹，这类裂纹一般形成于焊缝的热影响区以及焊缝的表面。裂纹是焊缝中危害性最大的一种缺陷，它属于条面对面状缺陷，在常温下会导致焊缝的抗拉强度降低，并随着裂纹所占截面积的增加而引起抗拉强度大幅度下降。另外，裂纹的尖端是一个尖锐的缺口，应力集中很大，它会促使构件在低应力下扩展破坏。所以在焊缝中裂纹是一种不允许存在的缺陷。
2.防止裂纹产生的措施
首先是针对构件焊接情况选取合理的焊接工艺，如焊接方法、线能量、焊接速度、焊前预热、焊接顺序等。这是防止焊缝裂纹产生的最基本的措施。当在结构条件一定的情况下，合理的工艺不仅会影响和改善接头的应力状态，而且也会影响焊缝的化学成分，还可以改变杂质的偏析程度，对防止裂纹的形成都有很大的好处。其次是焊接材料的选择要正确。其三是考虑焊接环境条件以及热处理工艺等。因此，在实际生产过程中应根据实际情况综合考虑各种工艺因素所带来的影响。
热裂纹的产生及处理。
热裂纹是指高温下所产生的裂纹又称高温裂纹或结晶裂纹。通常产生在焊缝内部，有时也可能出现在热影响区。表现形式有纵向裂纹、横向裂纹、根部裂纹弧坑裂纹和热影响区裂纹。其产生原因是由于焊接熔池在结晶过程中存在着偏析现象，低熔点共晶和杂质在结晶过程中以液态间层形式存在从而形成偏析。凝固以后强度也较低。当焊接应力足够大时，就会将液态间层或刚凝固不久的固态金属拉开形成裂纹。此外，如果母材的晶界上也存在有低熔点共晶和杂质，当焊接拉应力足够大时也会被拉开。总之，热裂纹的产生是冶金因素和力学因素共同作用的结果。
针对其产生原因，其预防措施如下（1）限制母材及焊接材料（包括焊条、焊丝、焊剂和保护气体）中易偏析元素和有害杂质的含量，特别应控制硫、磷的含量和降低含碳。一般用于焊接的钢材中硫的含量不应大于0.045%；磷的含量不应大于0.055%；另外钢材含碳量越离，焊接性能越差，一般焊缝中碳的含量控制在0.10%以下时热裂纹敏感性可大大降低。（2）调整焊缝金属的化学成分改善焊缝组织细化焊缝品粒以提高其塑性减少或分散偏析程度控制低熔点共品的有害影响。（3）采用碱性焊条或焊剂以降低焊缝中的杂质含摄改善结晶时的偏析程度。（4）适当提高焊缝的形状系数采用多层多道焊接方法避免中心线偏析可防止中心线裂纹。（5）采用合理的焊接顺序和方向，采用较小的焊接线能超，整体预热和锤击法收弧时填满弧坑等工艺措施。
3.焊缝内部缺陷的修复
3.1科学确定要进行修复的位置，切忌盲目规划
要认真核对超标缺陷的性质、长度、位置是否与容器上要返修的位置相符，防止因位置不准而造成不必要的返修。返修部位要在容器内外侧划出明显的标记。采用碳弧气刨清除缺陷，在气刨过程中要注意观察缺陷是否刨掉。如发现缺陷已经刨掉，应停止气刨。如没有发现缺陷，可继续气刨，但深度不得超过2/3容器板厚度。如超过板厚2/3处仍有缺陷，则应先在该状况下使用砂轮机打磨，然后在其背面再次清除缺陷，并重新打磨补焊，气刨工必须了解所刨缺陷的具体情况。气刨的深度以刨出缺陷为准，气刨长度不得小于50mm，气刨的刨槽两端过渡要平缓，以利于多层焊接时的端部质量。气刨后经打磨、表面渗透探伤合格后方可焊接。
3.2严格控制施工环境与施工条件
参与修复施焊的焊工必须持有国家技术质量监督部门颁发的焊工合格证，在有效期间担任合格项目范围内的焊接工作。施焊者将其钢印刻在焊道两侧。施焊前应将磨槽表面和两侧至少20mm范围内的油污、铁锈水分及其他有害杂质清除干净。焊接前必须进行预热，并设专人负责管理，焊件的预热是在焊接侧的背面，首先在预热区一侧使用氧气-乙炔气焊预热，要求位置必须准确。预热温度为125-140℃。层间温度亦控制在100～150℃范围内。焊接预热时，预热范围以焊补部位为中心，在半径为150mm的范围内，并取较高的预热温度。根据合格的焊接工艺评定制定焊接工艺卡，严格按工艺卡规定的焊接工艺参数进行焊接。工艺记录员要及时准确的测量记录焊接工艺参数，使所有实际焊接参数符合工艺文件之规定。修补的焊层必须在两层以上，严格控制焊接线能量，且不应在其下限值附近焊接短焊道，接近上限时不得多层连续焊接。焊接时采用短弧焊，不宜摆动。
焊补长度应大于50mm。焊缝同一部位的焊补次数不超过两次，如超过两次必须提出返修技术措施，经公司技术总负责人批准后，方可进行。 焊接修补后，使用气焊立即进行后热消氢处理，后热温度为200～230℃，并用保温棉覆盖修补部位内外两侧，保温时间0.5小时。同一部位的返修次数不得超过两次，如超过两次，必须编制超次返修方案及措施，焊补前应经公司技术总负责人批准。焊补次数、部位和焊补情况应记入容器质量证明书。焊缝返修时，焊缝的内外侧各做为一个返修部位。探伤检测探伤检测探伤检测探伤检测：焊接完成后应将焊缝及边缘打磨光滑，余高为0～3.0mm。经外观检查、100%pt检测符合jb/t4730-2005ⅰ级合格，100%rt探伤检测符合jb/t4730-2005ⅱ级合格，才能确认焊缝返修合格。焊接修补的部位、次数和检测结果应作记录。
【参考文献】
[1]王淑华，邱国洪，邢育新.13mnnimonbr高强钢的焊接[j].焊接技术，2008（03）.
[2]李玉虎，刘静，杨占波.甲醇合成塔的焊接制造[j].压力容器，2007（12）.
[3]王晋生，陈丽中.13mnnimonbr钢焊接工艺[j].大型铸锻件，2007（06）.
[4]刘鸿生，朱德林.国内外低压甲醇合成塔简介[j].化肥设计，2004（06）.
概述20钢与15CrMo的异种钢焊接工艺
概述20钢与15CrMo的异种钢焊接工艺
60万吨/年产甲醇装置R-52001合成塔15条升气管（规格：Φ273×16mm；材质：合成塔塔体管口：15CrMo，升汽管：20钢；工作压力：2.3MPa；工作温度：320℃；工作介质：蒸汽）经过多年的运行，靠近塔体第一道焊口出现不同程度的裂纹缺陷，在2014年大检修中对合成塔升气管焊口进行了返修，由于塔体管口与升汽管材质不同，对焊接材料选用到焊接过程工艺参数的控制都提出了更高、更严的要求，我们经过对两种材质化学成分金相组织分析、比对，查阅相关资料，结合以往积累的经验，选用了合适的焊接材料及合理的工艺参数，成功地完成了升气管缺陷焊口的返修
任务。
1 20钢和15CrMo的焊接性分析
20钢属于低碳钢，由于其含碳量低，锰、硅含量也少，所以，通常情况下不会因焊接而产生严重硬化组织或淬火组织。20钢焊后的接头塑性和冲击韧度良好，焊接时，一般不需预热、控制层间温度和后热，焊后也不必采用热处理改善组织，整个焊接过程不必采取特殊的工艺措施，焊接性优良。
15CrMo属于低合金珠光体耐热钢其以Cr-Mo以及Cr-Mo基多元合金钢为主，具有很好的抗氧化性和热强性，同时还具有良好的抗硫和氢腐蚀的能力。珠光体耐热钢的焊接性与低碳调质钢相近，焊接中存在的主要问题是冷裂纹、热影响区的硬化、软化以及焊后热处理或高温长期使用中的消除应力裂纹。如果焊接材料选择不当，焊缝中还有可能产生热裂纹。
2 异种钢焊接工艺分析
2.1 焊接的工艺原则
异种钢焊缝与母材的化学成分、金相组织、物理性能及力学性能都有较大的差别，因此异种钢焊接要比同种钢复杂得多，焊接时必须采取一定的特殊工艺措施才能获得满意的焊接接头。考虑异种钢焊接工艺时必须根据这些特定的条件来确定焊接方法、焊接材料、工艺参数以及其他措施。
2.2 焊接方法的选择 由于升气管工作温度为320℃，工作压力高，工作介质是蒸汽，结合化工生产要求，采用钨极氩弧焊打底，焊条电弧焊盖面（GTAW/SMAW）。
大型径向流甲醇合成反应器的设计与制造
161 科学管理2022年第6期
随着近年来煤化工项目规模的扩大化，对相
关工艺装置的关键压力容器也提出了更高的要求[1]。甲醇合成反应为煤化工中工艺气转化的重要环
节，是煤制烯烃中关键环节，通过煤气化炉产生
的变换气通过净化及提纯装置后进入到甲醇反应
器中进行甲醇合成反应，甲醇反应为催化剂存在
下的放热反应，即甲醇合成反应器具有热量带出
功能。随着甲醇合成工艺方案不同，目前该设备
结构形式多样。常见典型甲醇反应器有鲁奇工艺
的固定管板甲醇反应器，卡萨利工艺的混合流甲
醇反应器，Davy工艺的径向流甲醇反应器。Davy
工艺的甲醇反应器国内已有多家煤化工企业使用
经验，包括神华包头、四川川维、延长榆林、宁
夏宝丰及蒲城新能源等煤化工项目，但Davy甲醇
反应器前期大多国外生产制造，在国内设计及制造经验尚缺乏。文中以Davy技术的径向流甲醇反
应器的设计及制造难点进行分析。
1 径向流甲醇反应器
1.1 径向流甲醇反应器结构简介
甲醇反应器是煤制烯烃中甲醇变换的反应设
备，反应器中存在轴向布置的管束，管束下端为
汽包循环水入口，上端为去往汽包的蒸汽出口，
管束中换热管分布在为整个壳体中，管束两端各
通过4个小管板将换热管汇集到4个上升管及下降管
中，两端各4个小管板（见图1）。汽包置于设备上
方，管束与汽包中水汽通过重力作用自行循环。管
束设计为可在壳体内轴向方向自由伸缩，管束热膨
胀量通过上升管的外置膨胀节进行调节。设备支座
为带热箱结构的中部支撑裙座结构。
1.2径向流甲醇合成器设计计算
我国换热器标准GB151不适用于径向流甲
醇合成反应器的设计，管束中两端小管板为浮动
结构，没有可靠地计算模型，结合反应器受力复
杂，该反应器整体须进行应力分析设计。
换热器管板计算强度理论是将管束当做弹
性支撑，而管板作为放置这种弹性基础上的圆平
板[2]。该反应器两端独立小管板在壳体中无管束的
支撑作用，设计时管板初始厚度按照GB151中与其
管板受力及支撑接近的U型管换热器中b型管板为
甲醇分离器的结构设计
甲醇分离器的结构设计
黄德华;王欢
【摘 要】以某项目中甲醇合成装置的甲醇分离器为例,对低温复合板容器的裙座对接结构、接管补强结构设计进行比较分析,提出符合低温容器结构特点的方案,为类似设备的结构设计提供参考.
【期刊名称】《化工设备与管道》
【年(卷),期】2016(053)002
【总页数】3页(P23-24,32)
【关键词】甲醇;低温;结构设计;翻边锻管
【作 者】黄德华;王欢
【作者单位】中石化宁波工程有限公司,浙江宁波315207;黎明化工研究设计院有限责任公司,河南洛阳471001
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ050.3;TH122
甲醇分离器是对上游气化、净化装置产生的甲醇合成气（粗甲醇、循环气）进行净化分离的容器，是甲醇合成装置的关键设备。该设备的工作环境温度较低，但是压力较高，随着使用温度的降低，设备可能会发生脆性破坏。为了避免这种危害的发生，在设备设计时应充分考虑：（1）结构应尽量简单，减少约束；（2）尽量避免结构形状的突然变化，减少局部应力；（3）接管与壳体连接部位应圆滑过渡，接管端部内壁倒圆[1]。本文从裙座对接结构和接管结构设计两方面论述此类低温高压厚壁容器的设计问题。
甲醇分离器的结构形式如图1所示，设备主要由筒体、球形封头、法兰、锻管、裙座组成。设备主体材料采用16MnDR+S30403复合板，所有接管法兰及加强锻管采用16Mn Ⅳ锻件+S30403（堆焊），密封结构采用环连接面（RJ）密封形式，支撑形式为裙式支撑。产品技术参数见表1。
由于设备所在服役环境恶劣，为低温冰冻工况，因此在操作过程中裙座顶部内外温差较大。裙座与下封头之间的焊缝容易产生冷裂纹，甚至开裂，致使设备造成破坏，所以有必要对裙座与下封头的焊缝进行设计优化。图2为两种对接接头的结构图。
节点（a）为国家标准[2]中推荐的塔器裙座与塔壳对接形式（图2a），一般为塔器所通用的结构。而节点（b）的做法是先将一段300～500 mm的裙座筒节与封头焊接，然后再将上段与裙座下段立式组对。对裙座短节的内部坡口进行了30°切削处理，使其有一定的空间堆焊，形成R10的圆滑倒角，并保证对接焊缝为全焊透结构[3]。目前，我公司专门开发了一套狭窄空间复合焊接脉冲自动/半自动焊机来完成该狭窄空间的焊接作业，经过多个项目的设备裙座内狭窄间隙堆焊的验证实施，效果良好，提高焊接效率的同时又保证了焊接质量。
多层包扎式结构在高压容器中应用的优势
第３２卷第５期
Ｖｏ１．３２ Ｎｏ．５ 企业技术开发 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬ ＤＥＶＥＬ０ＰＭＥＮＴ ＯＦ ＥＮＴＥＲＰＲＩＳＥ ２０１３年２月 Ｆｅｂ．２０１３
多层包扎式结构在高压容器中应用的优势
刘艳琼’，肖治国’，樊安林
（１．自贡大业高压容器有限责任公司，四川自贡６４３０００；２．四川众信燃气设备有限公司，四川白贡６４３０００）
摘 要：高压容器在实践运用中压力高，固所需筒体的厚度较厚。若采用单层厚板式结构，则对材料的要求高，并且要求 制造厂要拥有大型的加工设备，制造难度大，再则板材的价格却随厚度增加，若采用整体多层包扎式结构，不但不存在以 上材料和大型加工设备问题，而且还能避免深焊缝对容器的危害，既提高了容器的安全性又降低了生产成本。文章对单 层厚板式结构和整体多层包扎式结构进行比较，阐述了多层包扎式结构在高压容器中运用的优势。 关键词：高压容器；单层厚板式；整体多层包扎式；比较；优势 中图分类号：ＴＥ９６６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—８９３７（２０１３）０５—００３８－－０２
近年来随着设备的大型化，对于设备的安全性提出 了较高的要求。在行业的激烈竞争中，必须认清高压容器
的哪种结构既安全成本又低。本文以我公司某项目制造
的２０万 ａ合成甲醇中的甲醇合成塔为例，分析比较高 压容器的两种基本结构单层板式和多层包扎的优劣性和
经济性，为高压容器结构的运用选择提供参考。
１甲醇合成塔的设计
１．１甲醇合成塔设计参数 甲醇合成塔设计参数如表１所示。 表１甲醇合成塔设计参数
设计压力／ＭＰａ ３１．４ 设计温度／℃ 介质 简体直径／ｍｍ 筒体长度／ｍｍ 腐蚀余量／ｍｍ ２００ 合成气（Ｈ２，Ｎ ，ＮＨ ，ＣＨ ） １ ２００ １８ ０００ ３
１．２材料选择 甲醇合成塔的材料选择主要考虑容器的工况条件，
材料的使用性能，材料的焊接性能和冷热加工性能以及 经济合理性，具体分析如下：
50kt／a低压联醇装置运行总结
１６
０前言 小氮肥第４Ｏ卷第９期２０１２年９月
５０ ｋｔ／ａ低压联醇装置运行总结
郭殿厅于俊涛
（安徽晋煤中能化工股份有限公司 安徽临泉２３６４００）
安徽晋煤中能化工股份有限公司（以下简称
中能公司）１ 合成氨系统新增２台６Ｍ５０型压缩
机，总气量相当于２８台Ｈ１２型压缩机的气量，随
着后续合成氨能力的不断扩大，目前中压联醇装
置的生产能力明显不能满足生产需求。１ 合成氨
系统中压联醇装置现有 １ ２００ ｍｍ和 １ ０００ ｍｍ
甲醇塔各１台，合成压力为１２．０ ＭＰａ，系统阻力
大，醇烷化负荷重。中压联醇生产中，合成反应热
量大，气体比热小，反应热不易移走，温升大、波动
大，甲醇催化剂活性温度区间小，操作难度大，催
化剂容易失活。中压醇塔出口温度低于１５０℃，
热回收效率低，且气体压缩功耗大。在低压条件
下进行甲醇合成反应可降低能耗。低压联醇工艺
的合成压力为５．５～６．０ ＭＰａ。根据压缩机段级理
论耗功率计算，吨醇耗气为２ ９００ １ＴＩ 时，合成压力
由联醇工艺１２．０ ＭＰａ降至联氨工艺５．５ ＭＰａ时，
吨醇可节电约１００ ｋＷ・ｈ，合成氨生产的电耗可大
幅下降，且吨甲醇副产２．５ ＭＰａ蒸汽１．０～１．２ ｔ。
１ 低压联醇装置工艺流程
１．１工艺气体流程
经过气体净化系统处理的半水煤气经压缩机
五段加压到５．５ ＭＰａ，与循环机加压至５．５ ＭＰａ
的循环气在油水分离器中混合，形成压力为
５．５ ＭＰａ、温度为７０ 的入塔气。混合后的人塔
气进人热交换器的壳程，被来自甲醇塔反应后的
出塔气加热到２００℃后，由甲醇塔顶部进入催化
剂层。在压力５．５ ＭＰａ、温度２１０～２６０℃条件
下，ＣＯ，ＣＯ，与Ｈ，反应生成甲醇并放出大量热
量。放出的热量大部分由甲醇塔壳侧的沸腾水带
走，通过控制汽包压力来调节催化剂层温度和甲
醇塔出口气体温度。
从甲醇塔出来的热反应气进入热交换器的管 程与人塔气逆流换热，被冷却到９０ ｃ《＝左右；出塔
合成塔)
合成塔介绍
Lurgi
Lurgi公司设计的低压甲醇合成塔为管壳式结构，管内装填催化剂，在中
低压条件下进行甲醇合成反应，由管间沸水移出热量，并产生中压蒸汽，以
控制床层温度，延长催化剂寿命，控制副反应的发生。其主要性能特点是：
采用管内装催化剂，管间走循环沸水，用很大的换热面积来移去反应热，理
论上反应时催化剂层温差较小，达到接近等温反应的目的，使合成反应几乎
是在等温条件下进行，采用低循环比。
为了适合装置大型化的发展，Lurgi公司对管壳式甲醇合成塔进行了改进，发
明了两段等温甲醇合成工艺（气冷-水冷双塔），该工艺有两台管壳式甲醇合
成塔组成，第一合成塔采用副产中压蒸气的方式移出反应热，第二台反应器
产生的反应热则通过与新鲜合成气逆流换热方式脱除，在第二台反应器中，
新鲜合成气在管内通过，反应气走壳层。目前采用该技术建设的165万吨/年
甲醇装置已经投产。
与单个管壳式合成塔工艺相比，两段等温甲醇合成工艺有以下特点：
与单台反应塔相比，第一反应器尺寸减少了约50%。
减少了约50%的合成气循环比。
热量回收效率高，减少了冷却成本。
单系列能力可以达到5000吨/天以上。
整个合成回路（包括循环压缩机、热交换器等）的投资减少近40%。
）瑞士卡萨利（Casale）
公司最早开发是立式绝热轴径向反应器，其特点是：环形的催化剂床
顶端不封闭,侧壁不开孔，造成催化剂床层上部气流的轴向流动，床层主要部
分气流为径向流动。
开发的大型轴径向甲醇合成塔的主要结构特点：环形的催化剂床顶端不封闭，侧壁不开孔，造成催化剂床层上部气流的
轴向流动;
床层主要部分气流为径向流动；
催化剂筐的外壁开有不同分布的孔,以保证气流分布；
各段床层底部封闭，反应后气体经中心管流入合成塔外的换热器,回收热
由于不采用直接冷激，而采用塔外热交换，各床层段出口甲醇浓度较高，所
需的床层段数较少。由于床层阻力降的明显减少（比ICI轴向型塔减
），所以可增加合成塔高度和减少壁厚，可选用高径比的塔，以降低
我国甲醇生产技术开发进展
一３４一 中 间 体 精细化工原料及中间体 ２０１２年第７期
我国甲醇生产技术开发进展
口钱伯章
１．甲醇过程工艺进展 林达公司具有自主知识产权的大甲醇技术得到 广泛应用。
２００９年７月２４日．．采用杭州林达化工技术工 程公司卧式水冷甲醇合成塔技术的国内第一套工业
装置．在内蒙古苏里格天然气化工股份有限公司通
过７２小时运行考核。该装置高产量、低循环比、高醇 净值、低温差和低压降等各项经济技术指标都达到 国际领先水平，标志着我国大型甲醇合成塔自主技 术和装备研发并产业化已经走在了世界前列。卧式
水冷甲醇合成塔技术已被授权中国发明专利．并申 请了ＰＣＴ国际专利。据了解，内蒙古苏天化公司以
天然气为原料的年产１８万吨甲醇装置，采用￣３４００
卧式水冷甲醇合成塔替代原引进的日本三菱瓦斯公 司冷激式甲醇合成塔．该合成塔于２００８年６月全面 投运，实现了长周期运行。这套装置曾使用过日本三
菱瓦斯的冷激式塔和超转化率（ＳＰＣ）反应器，三菱 瓦斯ＳＰＣ技术在我国曾开出２０００万美元技术费的
天价，而现在采用卧式水冷甲醇合成塔改造后，无论 循环比、反应气甲醇含量、日产量均优于三菱瓦斯。 国家化工行业生产力促进中心表示，卧式水冷甲醇
合成塔是甲醇合成技术一项革命性的突破，将循环 比下降到１．９．出塔气甲醇平均含量达１１．８５％，这已
优于世界先进水平，其结构新颖是另一亮点。该合成 塔的醇净值高、压差小、温差小、结构合理，技术指标
超过国外先进技术，装置年产能不仅可达６０万吨， 而且可达１８０万吨，循环比还可降到０．５，液相催化
存在的问题用气固相反应器可完全解决。 杭州林达公司开发了拥有完全自主知识产权的 甲醇合成塔技术。打破了长期被国外少数公司所垄
断拥的局面。内蒙古苏天化公司最大程度地推进设
备国产化，既保证了项目技术装备的国际领先水平， 又节省了大量的资金，同时，该项目创造了国内同类
型、同规模项目建设工期最短、国产化率最高、投资 最省、资源综合利用最优的新记录。卧式水冷塔在还
集箱接管座角焊缝裂纹产生原因分析及处理
集箱接管座角焊缝裂纹产生原因分析及处理
姚俊１胡学红２西安热工研究院有限公司陕西西安７１００３２湖北能源集团鄂州发电有限公司湖北鄂州４３６０７０
摘要：－针对集箱接管改造中角焊缝裂纹的产生原因进行了分析，并采取措施对裂纹进行了处理。关键词：集箱角焊缝裂纹
一前言
湖北能源集团鄂州发电有限公司ｌ号锅炉为Ｆｗｌ０７２／１８．１型亚临界、一次中间再热、自然循环燃煤
锅炉。再热器出口蒸汽温度５４１℃、压力５．ＯＭｐａ。原再热器出ｕ集箱连接管材质为ｓＡ一２１３Ｔ２２，凶过热球化，电厂决定在２０１２年Ａ修期间对接管进行材料升级和更换，接管材料更换为ｓＡ一２１３Ｔ９ｌ。
改造项目中高再出【二ｊ集箱材质为ｓＡ一３８７Ｇｒ２２，集箱规格为０８８０．４×５９．２ｍｍ，接管材质为ＳＡ２１３—１’９１，接管规格为巾５７×４．６ｍｍ。现场角焊缝焊接工艺采用于工钨极氨弧焊打底加焊条电弧焊填
充、盖面。其中焊丝采用ＴＩＧ—Ｒ４０，焊丝规格为巾２．４ｍｍ，焊条采用Ｒ４０７，焊条规格为中３．２唧。焊接工艺方案要求焊接前应预热到３００±１０℃，并保持１２０分钟，焊接时温度不得低于２００℃，现场预热方
式是将管予与集箱点焊固定好后，、用电加热绳缠绕在筒身上进行加热，达到温度要求后，断电将加热器移除后实施焊接。焊后热处理同样采用电加热绳缠绕在筒身上进行加热，加热温度达到７３０±１０℃后，保持１３５分钟后，保温棉覆盖缓慢冷却至３００℃，空冷至室温。
在焊后热处理完成且集箱壁温降至室温后，进行了角焊缝的渗透探伤，没有发现裂纹显示痕迹。
在改造完成后再热系统进行水压试验时，发现角焊缝出现局部泄露现象，见图ｌ，共发现泄露角焊缝１７１个，泄露焊缝主要集中在集箱端头两侧。从焊缝表面和深挖后的宏观检查分析，裂纹均为垂直于
焊缝周向方向，起点和终点分别为两侧的融合线，裂纹长度与焊缝宽度相同，且裂纹深度贯穿整个焊缝，即裂纹的面积为垂直于角焊缝周向的整个截面，如图２所示。
图１角焊缝泄露图２裂纹形貌二、原因分析
合成操作规程
合成岗位操作规程
1、岗位职责
1.1在甲醇班长的领导下,直属中控室指挥，完成本岗位的生产任务。
1.2严格执行本岗位操作技术规程和安全规程,不违章，不违纪，确保人身、设备安全和产品质量稳定。
1.3负责对各工艺数据如实记录,定时向生产调度室报告并服从调度室的指挥及安排。
1.4负责本岗位设备及所属管道阀门控制点、电气、仪表、安全防护设施等的管理。
1.5管好岗位所配工具、用具、防护器材、消防器材,通讯联络设施和照明。
1.6负责本岗位所管理设备的润滑、维护保养、环境卫生清洁，严防各种跑、冒、滴、漏事故的发生。
1.7发现生产异常或设备故障时应及时处理,并将发生的原因和处理经过及时向班长和生产调度室汇报，并如实记录。
1.8负责在《岗位操作记录报表》上填写各项工艺技术参数；在《生产作业交接班记录》中填写生产记录。
1.9按交接班制度认真做好交接班。
1.10服从班组和各部门分配工作，努力完成各项工作任务。
2、岗位工艺技术规定与操作指标
2.1工艺说明
甲醇合成原理
经过合成气压缩机压缩后的合成气，一氧化碳和氢气在一定的压力、温度下，通过催化剂的催化作用，在合成塔内生成甲醇并放出一定的热量
主要反应方程：
CO+2H2←→CH3OH+ Q
CO2+3H2←→CH3OH+H2O+ Q
这是放热的，体积缩小的反应，所以降低温度，提高压力有利于正反应的进行。
在合成甲醇的过程中，还有一些副反应发生。
2CO+4H2←→CH3OCH3+H2O+Q
CO+3H2←→CH4+H2O+Q 4CO+8H2←→C4H9OH+3H2O
8CO+17H2←→C8H18+8H2O
2.2技术规定
甲醇合成流程简述
来自合成气压缩的新鲜合成气，分两股进入气气换热器(C40001AB)预热到200℃左右，分别进入甲醇合成塔(D40001AB)，在催化剂的作用下进行甲醇合成反应
CO+2H2=CH3OH+Q
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第一篇
合成岗位操作规程
第一章
工艺原理
一、合成工艺原理
甲醇合成是在5.0MPa压力下，在催化剂的作用下，气体中的一氧化碳、二氧化碳与氢反应生成甲醇，基本反应式为：
CO+2H2=CH3OH+Q
CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q
在甲醇合成过程中，尚有如下副反应：
2CO+4H2=（CH3）2O+H2O
2CO+4H2=C2H5OH+H2O
4CO+8H2=C4H9OH+3H2O
此外，还有甲酸甲酯，乙酸甲酯及其它高级醇、高级烷烃类生成。
以铜为主体的铜基催化剂，对于甲醇合成具有极高的选择性，而且在不太高的压力及温度下，要求合成气的净化要彻底，否则其活性将很快丧失，它的耐热性也较差，要求维持催化剂在最佳的稳定的温度下操作。
铜基催化剂一般可在210-280℃下操作，视催化剂的型号及反应器型式不同，其最佳操作温度范围与略有不同。管壳式反应器的最佳操作温度在230-260℃之间。
在铜基催化剂上合成甲醇，合适的操作压力是5.0～10.0MPa，对于合成气中二氧化碳较高的情况，压力的提高对提高反应速度有比较明显的效果。
合成气的成份对甲醇合成反应的影响较大，由前述反应式可见，要降低能耗，应采用适量的二氧化碳浓度的合成气，若合成气中二氧化碳含量过高，会加重精馏工序的负担并增加了能耗，但二氧化碳含量太低，会导致催化剂活性和转化率过低。
理论的合成新鲜气成份，应满足以下比值：
氢碳比f=（H2-CO2）/（CO+CO2）=2.05
实际操作中氢碳比应适当增大,大约在2.05～2.15之间。
空速一般控制在8000～10000h-1左右。
甲醇合成是强烈的放热反应，必须在反应过程中不断的将热量移走，反应才能正常进行，管壳式反应器利用管子与壳体间副产中压蒸汽来移走热量，这样，合成反应适宜的温度条件维持就几乎全依赖于副产品中压蒸汽压力操作的正常与稳定。