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高温分气缸的设计
来源:www.syshuangyuan.com 发布时间:2020年01月07日
 对高压高温情况下沈阳分气缸的受压元件材质的选取、参数设计、接管补强及技术要求等问题的进行了探讨, 以设计出安 全、经济的高温分气缸。

  在某些特殊工艺生产过程中, 为获取高温的蒸汽,分汽缸是必 需设备之一。下面结合某热电厂热电联产节能改造工程高温分汽缸设计的几个方面进行分析和探讨。

1 工艺条件及参数确定  分气缸规格:φ600mm×3000mm 工作压力:3 .8MPa 工作温度:450 ℃ 设计压力:4 .0MPa  设计温度:460 ℃ 工作介质:蒸汽;

2 受压元件材质选用
  正确、合理地选用受压元件材质, 不仅对分气缸的安 全至关重要, 而且对设备造价经济性也是十分重要的。该工况下, 可供选择的材质:(1)低合金钢Q345R, 但是该材料一般使用温度不宜超过430 ℃, 且高温氧化较严重;同时, Q345R在400 ℃以上工况下许用应力随操作温度的提高而急剧下降导致容器壁厚相应较厚。这样对小直径大壁厚的分汽缸来说增大了制造成型的难度且所用材料也教多经济性不强(2)高合金钢0Gr18Ni9,显而易见, 该工况(<500 ℃左右)选用此材料十分不经济(3)CrMo 钢CrMoR 等。无论是从安 全性还是经济性考虑, 该材质比较适用于450 ~ 500 ℃操工况。但分气缸选用改材质应为正火加回火状态供货。

3  补强设计
  补强圈补强、整体补强两者互有利弊, 但遇下列情况之一时, 应采用整体补强:(1)高强度钢(σb > 540MPa)和铬钼钢(15CrMoR 或12Cr2MoR)制造的容器(2)补强圈的厚度超过Smax(注:碳素钢Smax =34mm ;Q345RR Smax=30mm);(3)设计压力≥4MPa  (4)设计温度>350 ℃ (5)容器壳体壁厚>38mm ;(6)盛装危害介质的压力容器。采用整体补强可根据具体情况适当选用增加筒体或封头壁厚, 或接管用整体补强锻件, 或厚壁管与筒体或封头焊接的形式。
沈阳分气缸
4  技术要求
4.1  焊接材料及焊后热处理
  焊缝形式、焊接材料、焊接工艺直接关系到焊缝质量。铬钼钢属化工容器用珠光体耐热钢, 本身焊接性能不是很好, 容易产生裂纹。而且分气缸厚度达到一定值时, 焊接应力也较大。因此, 为了提高焊接接头的抗裂性能, 铬钼钢焊接宜选用低氢碱性焊条R307。这是因为,该焊条既能保证焊缝金属的合金含量, Cr ,Mo不低于母材标准规定的下限值, 又能保证焊后热处理后的焊缝接头抗拉强度不低于母材标准规定的抗拉强度下限值。至于是否必 须做焊后消除应力的热处理及采用不同热处理温度所达到的目的, 视铬钼类钢不同的化学成分和焊缝熔敷金属的含量而定。本设计选用珠光体耐热钢焊条R307, 焊后热处理温度为630~670 ℃, 从而以提高焊缝的抗高温能力。

4.2  焊缝检验
  Ⅰ 、Ⅱ类分汽缸压力焊缝的无损检测对A ,B 类焊缝只须做百分之20射线探伤。对C , D 类焊缝可免做无损检验。设备制造完毕, 经水压试验合格即可。但对于工作压力和工作温度较高的分汽缸来说, 则应根据所选用材质焊接性能、材质厚度来确定是否需采用局部探伤。

5  结语
  压力容器设计中, 分气缸设计看似简单, 但对于高温分汽缸设计从确定工艺条件、选材、结构设计等方面, 只有做到多方面考虑, 既考虑安 全性同时也考虑经济性, 这样才能设计出安 全的经济的分气缸。