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过程装备制造与检测课程设计说明书题目：接管工艺设计(重整反应器第四反应器)学生姓名：学号：院（系）：机电学院专业：过程装备与控制工程指导教师：2008年9月4日目录一、设计目的.................................1二、设计背景.................................1三、技术要求.................................1四、接管工艺路线.........................3五、接管制造工艺过程...................4六、设计感想.................................8七、参考文献.................................9一．课程设计目的：本课程课设是学完了过程装备制造与检测课程，进行了生产实习之后的一个重要实践教学环节。其目的如下：1.1培养学生解决设备制造工艺问题的能力。通过课程设计，使学生熟练运用本课程的基础理论以及生产实习的实践知识，正确的解决过程设备整体的生产流程；正确的解决设备零件在加工中的预处理方法和工艺；正确的进行零件的展开计算、拼接设计；正确的进行封头成型工艺设计及相关计算、模具设计、设备选用等；正确的进行筒节成型工艺设计及相关计算、设备选用等；正确的进行接管成型工艺设计及相关计算、设备选用等；正确的进行相关的焊接工艺设计及工艺参数选用；正确的选择零件制造过程中的检测方法及工艺；正确的选择零件制造过程中的热处理方法及工艺；正确的进行设备组对工艺设计。1.2培养学生熟悉并运用有关手册、标准规范等技术资料的能力。1.3进一步培养学生识图、制图、运算和编写技术文件的基本技能。二.设计背景连续重整反应器连续重整装置的核心设备，是炼油静设备中技术要求最高的设备之一。该装置将4个直径不同的反应器通过锥体变径段重叠连接成一台“四合一”连续重整反应器，其工艺先进、结构合理，具有占地面积小、反应物料均匀，催化剂利用充分，动能消耗低等优点。但由于该设备精度要求高、制造难度大，世界上仅有个别工业发达国家可以设计制造，因而我国除少数炼厂从国外引进该设备外，国内设备制造企业也仅能生产传统的单体重整反应器供炼厂使用。为改变这种落后局面，使我国炼油深加工技术赶上世界先进水平，采用先进的连续重整工艺技术是必然的选择，而关键设备设计制造的国产化就成了重中之重。三.技术特性及要求3.1技术特性：设计压力p0.78MPa设计温度T549℃操作介质HZ,HC地震裂度8度基本风压值450Pa设备规格φ1950mmx26mm+φ2000mmx26mm+φ2100mmx30mm+φ2600mmx36mm设备总长39908.5mm材料壳体SA387GrllCL2(1.25Cr-0.5Mo-Si)内件材料TP321设备净重120t设备操作重量175t3.2技术要求3.2.1技术要求详见Ⅱ1682-00JT；3.2.2催化剂输送管中心圆直径偏差及相邻两输送管弦长偏差不得超过±5mm;3.2.3支撑板应位于两扇形筒之间，每周6块按圆周等距布置；3,2.4安装完中心管太膨胀节保护筒内支撑圈和久支持圈上表面应在同一水平面上，最高点与最低点之差不得大于3mm；3.2.5所有与管筒体太及封头拼焊的吊耳，支撑，支撑板等都应双面开坡口，要求全焊透；3.2.6加强环上表面应与在中间蝶形封头上，筒体焊接并热处理完成进行机械加工，中间碟形封头应双面开坡口再与加强环相焊，且要求全焊透；3.2.7该重整重整反应的主要结构特点是将四个不同直径和壁厚的第一、第二、第三、第四重整反应器和顶部还原段、底部催化剂收集器重叠安装为一个“四合一”连续重整反应器。反应器的内部结构复杂，装备精度高，公差要求严，加之在消化吸收国际先进技术的同时，对个别结构和要求进行了改进和优化，使得该重反应器成为迄今为止国内设计和制造的炼化设备中结构最为复杂，技术要求最高的设备之一。主要表现在以下几个方面：a．主体材料回火脆性指标的考核。反应器用1.25Cr-0.5Mo-Si钢板和16MnR锻件，焊接金属需满足抗回火脆化性能的要求。b．裙坐与设备壳体采用对接焊接形式。反应器支撑采用了在壳体堆焊过渡段后与裙座焊接的形式，结构可靠，检验方便。c．开口接管的整体补强与加工。反应器具有多个油气进出口与人孔，这些开口均设在锥形壳体上，由于其应力复杂，且设备内操作温度又高，必须采用设备整体补强，并与锥体对接焊接。d．防止温度膨胀对内件的影响。反应器内件的材料为1.25Cr-0.5Mo-Si3.3制造所遵循的规范《钢制压力容器》GB150——1998《压力容器安全技术监察规程》99版《钢制塔式容器》JB/T4710—2005《塔器设计技术规定》HG20652——1998《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709—2000《钢制化工容器制造技术要求》HG20584——1998《压力容器涂敷与运输包装》JB/T4711—2003《压力容器用钢焊条订货技术条件》JB/T4747—2002四．接管制造主要工艺流程及锻件技术要求4.1主要工艺流程确定锻件尺寸、采购技术条件→锻件采购→锻件复验（性能、无损探伤）→机加工接管内外壁和端面（注：密封面留余量）4.2碳素钢和低合金钢锻件的特殊要求（JB4726-2000）4.2.1适用于设计压力不大于35MPa，温度大于-20℃的压力容器用碳素钢和低合金钢锻件。4.2.2锻件级别锻件分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别，每个级别的检验项目按下表规定：4.2.3热处理交货状态应该为热处理状态。如供方改变热处理状态时，应征得需方同意。处理状态得代号为：N—正火，Q—淬火，T—回火4.2.4外观质量锻件经外观检查，应无肉眼可见得裂纹、夹层、折叠、夹渣等有害缺陷。如有缺陷，允许清除，但修磨部分应平滑过渡。清除深度应符合：（1）当缺陷存在于非机械加工表面，清除深度不应超过该处公称尺寸下偏差；2）当缺陷存在于机械加工表面，清除深度不应超过该处余量的75％。4.2.5内部缺陷锻件应保证不存在白点，用超声检测锻件内部缺陷，检测表面得表面粗糙度不大于6.3。4.2.6焊补锻件允许用相匹配的焊材进行补焊。允许焊补的部位，深度和面积由供需双方确定。焊补应按经JB4708评定合格的焊接工艺进行，焊工应持有合格证。焊补前应彻底清除缺陷并开坡口，坡口底部应圆滑过渡。清除缺陷后的表面需经磁粉或渗透检测，Ⅰ级为合格。根据不同刚号、焊补面积的大小，深度及焊补环境等，须相应采取焊前预热，焊后缓冷或消除应力热处理等措施。焊补一般应在锻件最终热处理前进行。如在锻件最终热处理后进行，需经双方同意。焊补后的部位须经磁粉或渗透检测合格。当焊补深度大于或等于6mm时，还需经超声检测合格。供方应向需方提供锻件焊补部位、深度、面积简图、焊接材料、焊接工艺参数及无损检测报告。五．接管制造工艺过程.5.1工艺卡片序工序名称工艺要求负责人签号字1确定采购技术条件和尺寸1.φ200mmx20mm,16MnR2.接管材料除应符合GB6654《压力容器用钢板》的有关规定外，尚应符合3311-00JT中的有关要求。3.质证齐全、标记清楚。2锻件采购按上述要求进行采购3锻件复验1.进行宏观检查，看是否存在明显的缺陷，是否有裂纹、气孔、夹渣，去除接管表面的锈质物.2.对接管进行100%UT检测，按JB/T4730.3-20及3311-00JT中的有关要求执行.3.按上表中的锻件的IV级检验要求检验.4机加工接管1.喷砂除表面铁锈。2.密封面要留余量.3.表面粗糙度不得大于6.3。5探伤对接管进行100%UT检测，按JB/T4730.3-20及3311-00JT中的有关要求执行5.2工艺分析5.2.1选材接管材料选用16MnR比较好，因为16MnR是低合金高强钢中应用最为广泛的钢，有比较成熟的使用经验，是制造中低压容器和一般钢构够的代表材料，焊接性很好。韧性性也较好，基本属于热轧的低合金钢，是普通低合金钢中发展最早的钢，其综合性能、焊接性能及加工工艺性能均优于普通碳素钢，且质量稳定，与碳素钢相比，使用16MnR可以节省20%—30%的钢材，使用温度范围较广，因此广泛应用于压力容器、桥梁、船舶、飞机和其他装备。16MnR钢元素与含量如下表所示元素CSiMnSPCrNi质量分数（%）0.160.361.530.0150.0140.0030.0065.2.2材检对已经选择好的材料16MnR接管锻件宏观检查，看是否存在明显的缺陷，是否有裂纹、气孔、夹渣，去除钢板表面的锈质物，除此之外所选的材料还应该符合GB6654《压力容器用钢板》的有关规定。质证要齐全，标记要清楚。5.2.3机加工5.2.3.1粗车，标记移植超探：锻件按JB/4730.3-2005进行超声波探伤，验收按JB/4726-2000的规定精车：1）按图纸尺寸进行加工接管（接管的端口留5mm的余量暂不加工，与顶封头相焊后再加工接管的端面，密封面）2）加工后进行尺寸检查磁探：坡口表面进行100％MT检测，按JB/4730.4-2005规定的I级合格5.2.3.2切割切割的方法主要有等离子切割，氧气切割，机械切割。1）.等离子切割等离子切割主要分为等离子氧气切割，等离子空气切割和等离子氮气切割。主要用于切割碳钢的是等离子氧气切割，氧的离解热高、携热性好,粒子复合时的放热量大,投入切割的热量多,因此可获得较高的切割速度。在加工碳钢时,因切割过程中的铁与氧反应提供了大量的附加热量,促进了切割速度的进一步提高。，它设备复杂、成本高、但生产率高、易于实现机械化与自动化、切割质量好，不受工件的形状与尺寸的限制。并且随着社会的进一步发展，工业化程度进一步提高。等离子氧气切割法在切割碳钢时有以下优点:切割速度快;切割面光洁,呈金属光泽,尤其是无氮化层,切割后可直接用于焊接;切割变形小,精度高。可切割任何材料，但是其价格昂贵，一般不采用。2）氧气切割氧气切割简称气割，也称火焰切割，切割时需要一个预热火焰预热，切割的关键是高速纯氧气流，是焊接结构制造中应用最广泛的下料方法之一，它设备简单、成本低、生产率高、易于实现机械化与自动化、切割质量好，不受工件的形状与尺寸的限制。并且随着社会的进一步发展，工业化程度进一步提高，特别是数控技术在切割中的应用，使气割的生产率与质量获得了飞跃的进步，也使气割方法得到更广泛的的应用。3）机械切割机械切割分为平口剪和斜口剪，其中斜口剪冲击较小，主要用来切比较薄的钢板。综上所述，对接管的加工应该选用机加工比较合适。5.2.4喷丸常用的机械除锈方法有喷丸和喷砂两种。5.2.4.1喷丸除锈原理与应用：原理:以压缩空气带动铁丸通过专门工具,高速喷射于金属表面,利用铁丸的冲击和摩擦作用,清除金属表面的铁锈及其他污染,并得到有一定粗糙度的,显露金属本色的表面.应用:为了提高防护层的结合力.5.2.4.2喷砂的原理与应用原理：喷砂是利用压缩空气把石英砂高速吹出去对零件表面进行清理的一种方法。应用：喷砂不仅去锈，还可以顺带除油，对涂装来说非常有用。常用于零件表面除锈；对零件表面修饰（市场卖的小型的湿式喷砂机就是这个用途，砂粒通常是刚玉，介质是水）；在钢结构中，应用高强螺栓进行联接是一种比较先进的方法，由于高强联接是利用结合面之间的摩擦来传力的，所以对结合表面的质量要求很高，这时必须用喷砂对结合表面进行处理。喷砂用于形状复杂，易于用手工除锈的场合，但其效率不高，现场环境不好，除锈不均匀；喷丸对工件有强化作用可以显著的提高材料的抗疲劳强度。而锁斗是以不连续运转的疲劳设备，喷丸可以提高其的抗疲劳强度，因此采用喷丸工艺除锈。外观检查无问题后，再对接管进行喷丸处理，彻底除去表面的锈质，经喷丸后的接管洁净明亮，为后面的无损检测做好准备。5.2.5探伤无损检测主要有射线检测,超声波检测，磁粉检测和渗透检测几种方式，这里选用超声波检测。射线检测又包含三种，即a射线，β射线和γ射线。在用射线检测之前，首先要对钢板的检测要求、验收标准了解清楚，再根据实际条件选择合适的射线检测设备