專利名稱：一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種加氫反應(yīng)器混合氣(氫氣和蒸汽)接管與封頭的連接方法，屬于金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
加氫反應(yīng)器是石化、煉油等加氫裂化、加氫精制中的核心設(shè)備。主要功能是將中間產(chǎn)品粗對苯二甲酸(TA)加氫還原反應(yīng)生成纖維級產(chǎn)品精對苯二甲酸(PTA)。加氫反應(yīng)器長期在高溫、高壓、氫環(huán)境中運行，因此出現(xiàn)的問題較多，如裂紋、回火脆性、氫脆及堆焊層的氫剝離等?；旌蠚饨庸苁羌託浞磻?yīng)器氫氣和蒸氣混合氣的進(jìn)口，服役環(huán)境較為惡劣壓力達(dá) 7. OMPa，溫度為275°C。因此混合氣接管是加氫反應(yīng)器出現(xiàn)問題較多的部位，裂紋出現(xiàn)較多， 且裂紋的治理也較為困難。焊接殘余應(yīng)力、氫脆是產(chǎn)生裂紋的主要原因。另外，定期的在線堿洗也會導(dǎo)致高溫堿應(yīng)力腐蝕開裂。焊接殘余應(yīng)力對混合氣接管開裂影響很大。一方面， 焊接殘余應(yīng)力會促進(jìn)氫的擴(kuò)散聚集，導(dǎo)致氫致開裂；另外，焊接殘余應(yīng)力對應(yīng)力腐蝕開裂的影響也較大。因此，要優(yōu)化混合氣接管與封頭的連接形式，防止裂紋的產(chǎn)生，保證加氫反應(yīng)器安全運行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，通過改變混合氣接管的連接方式，即保證混合氣接管軸線與封頭半徑方向一致，降低應(yīng)力集中；并在接管內(nèi)部插入一個翻邊，覆蓋并隔離接管焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，防止應(yīng)力腐蝕開裂。本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法， 其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)尺寸要求，利用模具采用熱沖壓的方法加工翻邊，該翻邊的中部設(shè)有插管，進(jìn)行消應(yīng)力處理；(2)根據(jù)尺寸要求，在封頭與接管的連接部位按徑向開孔，在該徑向開孔設(shè)有V型外坡口，坡口角度30° 60° ；(3)將接管的一端插入封頭的徑向開孔內(nèi)并與封頭進(jìn)行焊接，使接管軸線方向與封頭的徑向一致，焊縫間隙為1 4mm，焊縫高度為10 18mm，焊材與接管材質(zhì)相同；(4)將所述的翻邊的插管插入接管內(nèi)部，確保翻邊與接管以及封頭內(nèi)壁緊密貼合；(5)將翻邊與封頭的內(nèi)壁進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行消應(yīng)力處理。(6)對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢查。所述的翻邊與封頭內(nèi)壁貼合的弧長L不小于60mm。所述的封頭由封頭基材和復(fù)合在該封頭基材內(nèi)側(cè)的封頭覆材構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點在于，混合氣接管軸線方向與封頭半徑方向一致，可有效降低應(yīng)力集中；同時，在接管內(nèi)部插入一個翻邊，覆蓋并隔離接管焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，能夠有效防止應(yīng)力腐蝕開裂。


圖1為本發(fā)明混合氣接管與封頭連接的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中A處的放大圖。圖中1為混合氣接管，2為封頭基材，3為翻邊，4為封頭覆材，5為接管與封頭焊接的角焊縫，6為翻邊與封頭覆材焊接角焊縫，B為封頭。
具體實施例方式以下結(jié)合本發(fā)明加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭焊接實例和附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明的具體實施方式
。參見圖1和圖2，本發(fā)明一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，其特征在于，包括一下步驟(1)根據(jù)尺寸要求，用模具采用熱沖壓的方法加工翻邊3，翻邊3包括球冠部分 (與封頭B貼合部分)和連接在其中部的直管狀的插管31，加工后進(jìn)行消應(yīng)力處理；(2)根據(jù)尺寸要求，在封頭B與接管1的連接部位按徑向開孔，在該徑向開孔設(shè)有 V型外坡口，坡口角度30° 60° ；(3)將接管1的一端插入封頭B的徑向開孔內(nèi)并與相互焊接，使接管1的軸線方向與封頭B的徑向一致，焊縫間隙為1 4mm，焊縫高度為10 18mm，焊材與接管材質(zhì)相同；(4)將所述的翻邊3的插管31插入接管1的孔內(nèi)，確保翻邊3和插管31分別與封頭B的內(nèi)壁和接管1內(nèi)壁的緊密貼合；(5)將翻邊3與封頭B的內(nèi)壁進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行消應(yīng)力處理。(6)對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢查。所述的封頭由封頭基材2和復(fù)合在該封頭基材內(nèi)側(cè)的封頭覆材4構(gòu)成。所述的翻邊3的與封頭內(nèi)壁貼合部分(球冠部分)的徑向弧長L不小于60mm。所述的封頭基材2采用SA-516-70碳鋼，覆材4為304L不銹鋼；混合氣接管1和翻邊3及插管31的材料為304L不銹鋼。實施例的封頭B的內(nèi)徑為1260mm，封頭基材2的厚度為55mm，封頭覆材4的厚度 2 5mm。混合氣接管1的內(nèi)徑50mm，厚度為25mm。翻邊3和插管31的厚度為2 6mm。采用本連接工藝，混合氣接管軸線與封頭半徑方向一致，可有效降低應(yīng)力集中。同時，在接管內(nèi)壁插入一個翻邊，可將接管與封頭焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力覆蓋隔離，有效防止應(yīng)力腐蝕開裂。
權(quán)利要求
1.一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，其特征在于，包括以下步驟(1)根據(jù)尺寸要求，利用模具采用熱沖壓的方法加工翻邊，該翻邊的中部設(shè)有插管，進(jìn)行消應(yīng)力處理；(2)根據(jù)尺寸要求，在封頭與接管的連接部位按徑向開孔，在該徑向開孔設(shè)有V型外坡口，坡口角度30° 60° ；(3)將接管的一端插入封頭的徑向開孔內(nèi)并與封頭進(jìn)行焊接，使接管軸線方向與封頭的徑向一致，焊縫間隙為1 4mm，焊縫高度為10 18mm，焊材與接管材質(zhì)相同；(4)將所述的翻邊的插管插入接管內(nèi)部，確保翻邊與接管以及封頭內(nèi)壁緊密貼合；(5)將翻邊與封頭的內(nèi)壁進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行消應(yīng)力處理。(6)對焊縫進(jìn)行質(zhì)量檢查。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，其特征在于，所述的翻邊與封頭內(nèi)壁貼合的弧長L不小于60mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，其特征在于，所述的封頭由封頭基材和復(fù)合在該封頭基材內(nèi)側(cè)的封頭覆材構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加氫反應(yīng)器混合氣接管與封頭的連接方法，包括步驟1)根據(jù)尺寸要求，加工翻邊，該翻邊的中部設(shè)有插管，進(jìn)行消應(yīng)力處理；2)根據(jù)尺寸要求，在封頭與接管連接部位按徑向開孔，在該徑向開孔設(shè)有V型外坡口，坡口角度30°～60°；3)將接管的一端插入封頭的徑向開孔內(nèi)并與封頭進(jìn)行焊接，使接管軸線方向與封頭的徑向一致，焊縫間隙為1～4mm，焊縫高度為10～18mm，焊材與接管材質(zhì)相同；4)將所述的翻邊的插管插入接管內(nèi)部，確保翻邊與接管以及封頭內(nèi)壁緊密貼合；5)將翻邊與封頭的內(nèi)壁進(jìn)行焊接，焊后進(jìn)行消應(yīng)力處理。此工藝和結(jié)構(gòu)能有效降低應(yīng)力集中，翻邊將接管焊接產(chǎn)生的殘余應(yīng)力覆蓋并隔離，防止混合氣接管應(yīng)力腐蝕開裂。
文檔編號B23K31/02GK102267013SQ201010191619
公開日2011年12月7日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月4日
發(fā)明者李國成, 王振波, 蔣文春 申請人:中國石油大學(xué)(華東)