大型压力容器分段热处理方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200810167713.1

申请日:

2008.09.28

公开号:

CN101684516A

公开日:

2010.03.31

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C21D 9/00申请日:20080928|||公开

IPC分类号:

C21D9/00; C21D1/00

主分类号:

C21D9/00

申请人:

傅家仁; 傅敏杰

发明人:

傅家仁; 傅敏杰

地址:

201615上海市涞亭南路888弄120号102室

优先权:

专利代理机构:

北京元本知识产权代理事务所

代理人:

秦力军

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内容摘要

本发明公开了一种大型压力容器分段热处理方法,包括以下步骤:在大型压力容器安装现场附近修建一座临时燃烧加热炉;将压力容器段竖立装入燃烧加热炉之内部;把压力容器段的内腔设置为炉膛;将燃烧器与压力容器段的底部进行对接;以及利用燃烧器对压力容器段进行燃烧加热。与传统的利用工业炉进行热处理的方法相比,本发明的搭建临时燃烧加热炉对压力容器段进行分段热处理,可以提高对压力容器段的热处理速度。

权利要求书

1、  一种大型压力容器分段热处理方法,包括以下步骤:
把压力容器段(3)的内腔设置为炉膛;
在压力容器段(3)外围包覆保温层(24);
将燃烧器(26)与竖立放置的包覆保温层(24)压力容器段(3)底部进行对接;以及
利用燃烧器(26)对压力容器段(3)进行燃烧加热。

2、
  一种大型压力容器分段热处理方法,包括以下步骤:
在大型压力容器建造安装现场附近修建一座临时燃烧加热炉(2);
将压力容器段(3)竖立装入燃烧加热炉(2)之内部;
把压力容器段(3)的内腔设置为炉膛;
将燃烧器(26)与压力容器段(3)的底部进行密封对接;以及
利用燃烧器(26)对压力容器段(3)进行燃烧加热。

3、
  根据权利要求2所述的方法,其中修建临时燃烧加热炉(2)的步骤包括:
首先搭建其直径大于压力容器段(3)直径的炉体架(23),然后所搭建的炉体架(23)的内侧设置圆筒形保温层(24),从而形成炉体;以及
在所述炉体形成之前或者形成之中或者形成之后,在将要形成炉体或已经形成炉体的位置安置用于支撑压力容器段(3)的炉底支架(25)。

4、
  根据权利要求2或3所述的方法,其中所述炉体架(23)是由多个横管和竖管相互固定连接形成的一个圆形架体。

5、
  根据权利要求2、3、4之任一项所述的方法,其中所述炉体架横管的前端插入保温层(24)内,以便保温层(24)悬挂到所述圆形架体的内侧。

6、
  根据权利要求2、3、4、5之任一项所述的方法,其中将压力容器段(3)竖立装入燃烧加热炉(2)之内部的步骤包括:
用吊车把压力容器段(3)竖立放置在炉体内的炉底支架(25)之上;
然后再把炉顶盖(22)加盖到炉体的上端。

7、
  根据权利要求2、3、4、5、6之任一项所述的方法,其中所述炉底支架(25)支撑一个用于对接燃烧器(26)与压力容器段(3)的对接装置(27)。

8、
  根据权利要求2、3、4、5、6、7之任一项所述的方法,其中所述对接装置(27)为一个锥形体,其上端直径小于压力容器段(3)的直径,并且上端边缘设有一圈裙边(271),其下端的直径与燃烧器(26)的喷头直径相适应,使燃烧器(26)喷头密封对接锥形对接装置(27)下端。

9、
  根据权利要求2、3、4、5、6、7、8之任一项所述的方法,其中所述保温层(24)下端具有一圈内折边(241),所述内折边(241)与对接装置(27)的裙边(271)密封连接。

10、
  根据权利要求2、3、4、5、6、7、8、9之任一项所述的方法,其中炉底支架(25)包括支撑压力容器段的部分(251)。

说明书

大型压力容器分段热处理方法
技术领域
本发明涉及一种焊后热处理技术,特别涉及一种大型压力容器分段热处理方法。
背景技术
压力容器焊后热处理是压力容器制造过程中的最后阶段关键工艺。焊后热处理的质量直接影响到压力容器的整体内在质量,与焊缝缺陷不同,焊后热处理不能返工,热处理耗时长,耗资也大。焊后热处理的效果,是由焊后热处理工艺来保证的。因此忠实执行焊后热处理工艺是确保焊后热处理效果的关键,热处理温度均匀性,保温时间的合理性,温度测量准确性,都是关键。对于大型压力容器(如石油、化工装置中的塔器)在其焊接制作完成后要进行整体焊后热处理,其作用在于消除组装与焊接时产生的残余应力,防止产生应力腐蚀,改善焊接接头和热影响区的组织和性能,达到降低硬度,提高塑性和韧性的目的,进一步释放焊缝中的有害气体,防止焊缝的氢脆和裂纹的产生,稳定容器的几何尺寸,提高设备的使用寿命。
图1显示了一种传统的热处理方法,即把小型压力容器11放入工业炉10内进行热处理,利用电加热器或工业燃烧器对工业炉10内的压力容器1进行热处理。
随着石油、化工装置向大型化发展,压力容器的直径已大于5m,长度也超过10m,如一台2000m3的压力容器直径要大于5m,长度要数十米,这类大型容器很难在工厂内完成,因为如此庞大的压力容器无法整体在铁路、公路上运输,即使通过海路运输,从码头到施工现场的短途陆上运输也是一件难题,而且整体吊装更是难上加难。这类大型容器一般采用在工厂内预制成形或分段制造,然后在现场进行组装、焊接,因此对压力容器的焊后热处理这一工序也必须在现场进行。由于焊接后的大型压力容器体积大,因此图1所示的传统热处理方法不能对此类大型容器进行整体热处理,对其逐段进行热处理是一种切合实际的好方法。
若把每个压力容器分段送入图1所示的工业炉10内进行热处理,其压力容器段需要放在台车上,并穿过工业炉10的炉门送入工业炉10内,其工作量非常大。此外,这是一种卧式热处理方法,由于大型压力容器体积大、重量大,因此卧放的压力容器在热处理过程中非常容易变形。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型压力容器分段热处理方法,通过把需要进行热处理的压力容器段设置为炉膛,简化了进行热处理的工序,从而提高了进行分段热处理的效率;此外,通过对竖立的压力容器段进行热处理,解决大型压力容器在热处理中易变形的问题。
根据本发明的一方面,所提供的大型压力容器分段热处理方法包括以下步骤:
把压力容器段的内腔设置为炉膛;
在压力容器段外围包覆保温层;
将燃烧器与竖立放置的包覆保温层压力容器段底部进行密封对接;以及
利用燃烧器对压力容器段进行燃烧加热。
根据本发明的第二方面,所提供的大型压力容器分段热处理方法包括以下步骤:
在大型压力容器安装现场附近修建一座临时燃烧加热炉;
将压力容器段竖立装入燃烧加热炉之内部;
把压力容器段的内腔设置为炉膛;
将燃烧器与压力容器段的底部进行密封对接;以及
利用燃烧器对压力容器段进行燃烧加热。
其中,修建临时燃烧加热炉的步骤包括:首先搭建其直径大于压力容器段直径的炉体架,然后在炉体架的内侧设置圆筒形保温层,从而形成炉体;以及在所述炉体形成之前或者形成之中或者形成之后,在将要形成炉体或已经形成炉体的位置安置用于支撑压力容器段的炉底支架。
其中,所述炉体架是由多个横管和竖管相互固定连接形成的一个圆形架体。
其中,所述横管的前端插入保温层内,以便将保温层悬挂到所述圆形架体的内侧。
其中,将压力容器段竖立装入燃烧加热炉之内部的步骤包括:用吊车把压力容器段竖立放置在炉体内的炉底支架之上;然后再把炉顶盖加盖到炉体的上端。
其中,所述炉底支架支撑一个用于对接燃烧器与压力容器段的对接装置。
其中,所述对接装置为一个锥形体,其上端直径小于压力容器段的直径,并且上端边缘设有一圈裙边,其下端的直径与燃烧器的喷头直径相适应,使燃烧器喷头对接锥形对接装置下端。
其中,所述保温层下端具有一圈内折边,所述内折边与对接装置的裙边密封连接。
其中,炉底支架包括支撑压力容器段的部分和支撑对接装置的部分。
本发明具有如下技术效果:
1、对竖立的大型压力容器段进行热处理,压力容器壳体垂直于地面,壳体只受压应力,变形量极小,从而避免了卧式热处理带来的压力容器变形缺陷;
2、与传统的利用工业炉进行热处理的方法相比,搭建临时燃烧加热炉对压力容器进行分段热处理,可以提高热处理速度,降低建炉成本;
3、利用对接装置实现压力容器段与燃烧器的对接,可以使燃烧器产生的烟气直接作用在筒形压力容器段,产生较高的内压和均匀的温度场,筒形压力容器段得到良好的热处理效果。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是显示对压力容器进行热处理的一种传统处理方法的示意图;
图2是显示执行本发明的大型压力容器分段热处理方法的示意图;
图3是图2所示的临时燃烧加热炉下部的放大示意图。
具体实施方式
本发明的大型压力容器是指不能在公路上运输的整体压力容器,此类压力容器的直径通常等于或大于4米。
图2显示了本发明的大型压力容器分段热处理方法。由于大型压力容器体积庞大,因此制造车间通常分段建造大型压力容器,然后把分段建造的压力容器的各个段运送到安装现场。由于大型压力容器的各个段均为圆形筒体,因为为了便于说明,本发明将大型压力容器的一段称之为压力容器段(或压力容器筒体)3。
如图2所示,本发明的大型压力容器分段热处理方法包括以下步骤:
在大型压力容器安装现场附近修建一座临时燃烧加热炉2;
将压力容器段3竖立装入燃烧加热炉2之内部;
把压力容器段3的内腔设置为炉膛;
将燃烧器26与压力容器段3的底部进行密封对接;及其
利用燃烧器26对压力容器段3进行燃烧加热。
本发明的压力容器段3的长度通常大于10m,因此需要利用大型吊车将其吊入燃烧加热炉2内,并且在热处理之后,再由吊车将其从燃烧加热炉2中吊出。
经过热处理的压力容器段3焊接组装之后,再用电加热器对段与段之间的环焊缝进行热处理。例如利用履带式电加热器对环焊缝进行局部热处理。
修建临时燃烧加热炉2的步骤包括:首先搭建其直径大于压力容器段3直径的炉体架23,然后在炉体架23的内侧设置圆筒形保温层24,从而形成炉体;以及在所述炉体形成之前或者形成之中或者形成之后,在将要形成炉体或已经形成炉体的位置安置用于支撑压力容器段3的炉底支架25。也就是说,可以在任何时候安置炉底支架25,比如可以在搭建炉体架23之前,或者在炉体架23搭建后及保温层24设置之前的期间,或者在设置保温层24之后,在将要形成的炉体或已经形成的炉体的位置安置炉底支架25。
搭建炉体架23类似于搭建建筑工地的脚手架,即用多个横管和竖管相互连接,形成一个圆形架体。横管的前端可以插入保温层24内,从而将保温层24悬挂到圆形架体的内侧,同时还可以用小型型钢加固保温层24中已经插入横管的部分。
保温层24可以用硅酸铝纤维保温材料或其它保温材料制成,为了形成一个与外部完全隔离的保温层,可以在保温层24下端设置一圈内折边241(如图3所示),该内折边241用于密封压力容器段3的底部。此外,本发明设置了一个炉顶盖22,当把压力容器段装入炉体之内后,再把炉顶盖22加盖到炉体顶部,从而形成与外部隔离的保温层。
因此本发明的将压力容器段3竖立装入燃烧加热炉2之内部的步骤包括:用吊车把压力容器段3竖立放置在炉体的炉底支架25之上;然后再把炉顶盖22加盖到炉体的上端。
由于待热处理的压力容器段3是一个筒体,没有下人孔,因此不能实现燃烧器26与压力容器段3的直接对接。为此,本发明设计了一个用于燃烧器26与压力容器段3实现密封对接的对接装置27。
如图3所示,该对接装置27为一个锥形体,其上端的直径略小于压力容器段3的直径,并且上端边缘设有一圈裙边271,以便压力容器段3可以压在该裙边上;该锥形对接装置27的下端的直径与燃烧器26的喷头直径相适应,使燃烧器26喷头对接锥形对接装置27的下端,从而实现压力容器段3底部与燃烧器26的整体对接,燃烧器26喷头对准压力容器段3的内腔,这样火焰可以从炉底部升起,熠热的烟气充满了压力容器的内部,加热压力容器。因此本发明具有燃烧器直接对接压力容器段进行燃烧加热的技术效果。
当然本发明的对接装置27也可以设计成其它形状,例如瓶口形状或阶梯形状。需要说明的是,当连接燃烧器26后,其对接装置27本身又成为位于待燃烧加热的压力容器筒体下部的燃烧室,这可以提高燃烧加热效果。
保温层24下端的内折边241与对接装置27的裙边密封连接,从而密封压力容器段3的底部。
炉底支架25至少包括支撑压力容器段的部分251。
炉顶盖22包括用于反射燃烧的锥形盖体和用于排烟的烟囱21。锥形盖体可以反射燃烧的火焰和烟气,从而使压力容器段腔体内温度均匀。
本发明的临时燃烧加热炉2最好修建在大型压力容器安装场地附近,这样可以充分利用安装大型压力容器的大型吊车来吊运压力容器段,从而提高工作效率。
本发明具有如下技术效果:
1、对竖立的大型压力容器进行热处理,压力容器壳体竖立地面,壳体只受压应力,变形量极小,从而避免了卧式热处理带来的压力容器变形缺陷;
2、与传统的利用工业炉进行热处理的方法相比,搭建临时燃烧加热炉对压力容器段进行分段热处理,可以提高热处理速度,降低建炉成本;
3、利用对接装置实现压力容器段与燃烧器的对接,可以使筒形压力容器段得到燃烧器直接对热处理的效果。
尽管上文对本发明进行了详细说明,但是本发明不限于此,本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此,凡按照本发明原理所作的修改,都应当理解为落入本发明的保护范围。

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本发明公开了一种大型压力容器分段热处理方法,包括以下步骤:在大型压力容器安装现场附近修建一座临时燃烧加热炉;将压力容器段竖立装入燃烧加热炉之内部;把压力容器段的内腔设置为炉膛;将燃烧器与压力容器段的底部进行对接;以及利用燃烧器对压力容器段进行燃烧加热。与传统的利用工业炉进行热处理的方法相比,本发明的搭建临时燃烧加热炉对压力容器段进行分段热处理,可以提高对压力容器段的热处理速度。 。

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