专利名称：超大型管板热校平方法
技术领域：
本发明涉及炼油化工、医药等行业用超大型列管式固定床反应器、管壳 式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中的管板校平技术。
背景技术：
炼油化工领域的2万吨/年顺酐装置核心设备——列管式固定床反应器的 为目前国内设计参数(P*V乘积)最大的设备，该反应器外形尺寸为 cp6550xl3149mm，管板厚90mm，共有18796根025x2x6000mm的反应管两 端与上下管板相焊，共计37592个焊接管头，形成管程和壳程；反应器结构紧 密，总重达200吨。其制造管程介质为空气、正丁垸，壳程介质为45(TC熔盐， 工作时原料气自反应器底部进入管程，高温熔盐通过壳程加热原料气，原料气 与填装在管束内的催化剂经熔盐加热反应生成产品。
反应器上下两块管板规格为cp4936x90mm，材质为16MnR正火钢板。由 于受国内钢板生产能力的限制，管板只能由两块2500x5000x110mm的钢板拼 接成形，焊接24小时后对拼接焊缝进行100% RT和20% UT无损检测合格后 再进行整体消应力热处理。
由于管板直径和厚度较大，而且焊接时处于自由状态，没有任何约束，很 难控制由于焊接应力、温差应力等造成的管板变形。
发明内容
本发明的目的是为了减少石油化工、医药等领域大型列管式固定床反应 器、管壳式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中管板加工余量，降低制造成 本，提高工作效率，提供一种超大型管板热校平方法。
本发明大型管板热校平方法，是在管板毛坯热处理时在凸面放置配重进行 热校平。这样， 一方面通过热处理消除管板的焊接残余应力，另一方面通过热
处理过程中压配重的方式进行管板校平。具体方法如下
具体为热处理时将管板毛坯平置于H型钢支架上，使管板下方距炉底
400 600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撑一层高为250~350mm的工型钢支架，并在工型钢支架上放置配重，使火焰从管板毛坯上下两面均匀加热，防 止加热不均造成管板毛坯变形和温差应力。
所述配重是管板重量的2 2.5倍。配重包括交错配置的三层配重，其中 第一层配重是管板重量的0.5 0.8倍，第二层配重是管板重量的1.0-1.5倍，第 三层配重是管板重量的0.3-0.5倍。
管板整体热处理的参数为装炉温度氺40(TC，升温速度^45.5"C/h，加热 温度625士25。C，保温时间4.5h，冷却速度40-50 °C/h，冷却条件，随炉冷却 至40(TC后空冷。
本发明可快速、简单的将拼焊管板进行校平，成本低、效率高、效果好， 同时减少管板的制造加工余量，并能确保管板的密封性，保证设备的安全运行。
图1为管板热校平支架及配重摆放图 1——H钢型支架 2——管板
4——配重2 5——配重2
图2为管板热处理工艺参数曲线
具体实施例方式
下面以兰州石油化工公司2万吨/年顺酐装置核心设备——列管式固定床 反应器的制造为例，对本本发明的超大型管板热校平方法进行进一步说明。
(1) 由于管板焊接完毕后实测管板焊接完毕后不平度为36mm。设计图 纸和标准要求管板机加工后的平面度30mm。管板的加工余量为16mm，因此 确定校平后的管板毛坯不平度应S20mm，以确保管板毛坯校平合格后有足够的 余量进行机加工。
(2) 热处理过程中在管板上面压重物进行整体热校平即在管板毛坯热 处理时在凸面侧压放置配重进行热校平的工艺。一方面通过热处理消除管板的 焊接残余应力，另一方面通过热处理过程中压配重的方式进行管板校平。具体 方法如下
热处理时将管板毛坯2平置于H型钢支架1上，使其下方距炉底 400~600mm，管板毛坯上表面凸起的部位支撑一层高约250~350mm的工型钢 支架6，并在其上放置吊车配重，使火焰从管板毛坯上下两面均匀加热，防止 加热不均造成管板毛坯变形和温差应力。
3——配重1
6——工型钢支架热处理支架及配重摆放如图1所示其中管板热处理时配重1、 3的规格:
55000x2200*50，单重5.4吨，共用3块。配重2的规格55000x2200*200， 单重10.0吨，共用2块。热处理支撑平台H型钢支架1用H型钢规格300 (腹板宽度)x500 (翼板宽度)x24 (腹板厚度)x12 (翼板厚度)mm,共用 L=6000mm的H型钢4根。
(3)管板整体热处理参数见表l;管板热处理工艺参数曲线见图2.
表1 管板整体热处理参数
装炉温度升温速度加热温度保温时间冷却速度冷却条件
>400°C邻.5。C/h625±25 。C4.5h40-50 °C/h随炉冷却至400'C后空冷
(4)管板毛坯热处理前后经实测，热处理前的不平度为36mm，热处理 并经热校平后的不平度为24mm，之后采用立式车床加工至图纸规格后，最终 管板的不平度为8mm，完全满足设计图纸和制造标准的要求。
权利要求
1. 一种大型管板热校平方法，其特征在于在管板毛坯热处理时在凸面放置配重进行热校平。
2、 如权利要求1所述大型管板热校平方法，其特征在于热处理时将管 板毛坯平置于H型钢支架上，使管板下方距炉底400~600mm，管板毛坯上表 面凸起的部位支撑一层高为250~350mm的工型钢支架，并在工型钢支架上放 置配重。
3、 如权利要求1或2所述大型管板热校平方法，其特征在于所述配重 是管板重量的2 2.5倍。
4、 如权利要求1或2所述大型管板热校平方法，其特征在于所述配重 包括交错配置的三层配重，其中第一层配重是管板重量的0.5~0.8倍，第二层 配重是管板重量的1.0~1.5倍，第三层配重是管板重量的0.3-0.5倍。
5、 如权利要求1或2所述大型管板热校平方法，其特征在于所述管板 整体热处理的参数为装炉温度冷40(TC，升温速度^45.5i:/h,加热温度 625±25 °C，保温时间4.5h，冷却速度40-50 °C/h,冷却条件，随炉冷却至400°C 后空冷。
全文摘要
本发明涉及炼油化工、医药等行业用超大型列管式固定床反应器、管壳式换热器、管壳式余热锅炉等大型设备中的管板校平技术，该技术通过热处理过程中压配重的方式进行管板校平，一方面通过热处理消除管板的焊接残余应力，另一方通过压重物进行整体热校平。本发明快速实现了将拼焊管板进行校平，其工艺简单、成本低、效率高、效果好，同时减少管板的制造加工余量，并能确保管板的密封性，保证设备的安全运行。
文档编号C21D1/26GK101279335SQ20081001821
公开日2008年10月8日 申请日期2008年5月16日 优先权日2008年5月16日
发明者勇 张, 柏立巍, 罗晓军, 范海明, 洲 薛, 金巨槐 申请人:中国石油兰州石油化工公司