乙烯冷箱監(jiān)造技術(shù)要點

乙烯冷箱監(jiān)造技術(shù)要點乙烯冷箱概述乙烯冷箱是乙烯裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一。制取乙烯可以使用不同的原料（天然氣、輕油等），有不同的制取工藝流程。但生產(chǎn)的產(chǎn)品原料混合氣必須經(jīng)過分離、提純，才能最終得到所需的乙烯產(chǎn)品。因此，在產(chǎn)品原料混合氣的分離過程中，低溫分離是所有工藝都必須采用的方法。乙烯冷箱就是進(jìn)行低溫分離的主要設(shè)備之一。主要由兩部分組成：一是巨大的鋼殼保溫箱，二是內(nèi)部核心鋁制板翅式換熱器。技術(shù)關(guān)鍵有三個方面，包括傳熱計算和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計及水力計算。三者需密切協(xié)調(diào)，滿足工藝要求，并做到高效、耐壓、節(jié)材、緊湊、流阻小、熱（冷）損小。乙烯冷箱結(jié)構(gòu)特點乙烯冷箱的核心是制板翅式換熱器。板翅式換熱器以其傳熱效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，輕巧而牢固，適應(yīng)性大，經(jīng)濟(jì)性好，傳熱溫差小等優(yōu)點，在現(xiàn)代工業(yè)的許多領(lǐng)域越來越備受青瞇，空氣分離裝置中的可逆式換熱器，冷凝蒸發(fā)器，液化器，液氮和液態(tài)空氣過冷器，采用了鋁制板翅式換熱器后不僅節(jié)省了成本，而且顯著降低了空氣分離設(shè)備的單位電耗，收到了很好的經(jīng)濟(jì)效益。冷箱中換熱器采用鋁制板翅式換熱器，是整體鋁質(zhì)釬焊板翅式換熱器，芯子采用了真空釬焊工藝，強(qiáng)度高，密封性好，其具有以下特點：傳熱效率高，由于翅片對流體的擾動使邊界層不斷破裂，因而具有較大的換熱系數(shù)；同時由于隔板、翅片的厚度很薄，具有高導(dǎo)熱性，所以使得板翅式換熱器可以達(dá)到很高的效率；緊湊，由于板翅式換熱器具有擴(kuò)展的二次表面，使得它的表面積可達(dá)到1000?2500；輕巧，由于緊湊且多由鋁合金制造。適應(yīng)性強(qiáng)，板翅式換熱器可適用于：氣氣、氣-液、液-液、各種流體之間的換熱以及發(fā)生集態(tài)變化的相變換熱。通過流道的布置和組合能夠適應(yīng)：逆流、錯流、多股流、多程流等不同的換熱工況。運行安全可靠。技術(shù)特點乙烯冷箱的技術(shù)特點主要控制在鋁制換熱器上3.1、芯體的組裝組裝前應(yīng)嚴(yán)格檢查導(dǎo)流片、翅片、隔板、封條等零部件的清洗質(zhì)量，應(yīng)保證其干燥、潔凈，無污染。將釬焊夾板放置在裝配平臺上，并在兩相臨的直角邊周圍裝上三只裝配定位靠山以保證芯體裝配的垂直度。組裝時從下而上層層裝配，應(yīng)嚴(yán)格控制導(dǎo)流片的導(dǎo)向及封條的排列，保證整體的流向。裝配完成后應(yīng)手工修整芯體，翅片、導(dǎo)流片、焊片（高壓設(shè)備）不得露出隔板之外，用木榔頭輕敲芯體四周，保證四周表面平整。3.2、真空釬接組裝芯體前將釬焊夾板放置在裝配平臺上，在釬焊底夾板上鋪設(shè)網(wǎng)板。組裝芯體后在芯體上鋪設(shè)網(wǎng)板及夾板，裝彈簧、壓桿、螺桿進(jìn)行夾緊，夾緊時應(yīng)先從中間幾排開始，逐漸由中間向兩端夾緊，保證接頭釬焊間隙符合規(guī)定要求后送入真空釬焊爐進(jìn)行釬焊。真空釬焊是將裝配好的芯體裝配進(jìn)行真空焊接的關(guān)鍵性工序，其注意事項：（1） 將待釬焊芯體在爐室內(nèi)指定位置平穩(wěn)地放置。（2） 在芯體表面的指定位置插入三根熱電偶，同時注意熱電偶插入的深度要求。（3） 關(guān)爐門，關(guān)閉充氣閥，啟動維持泵約15分鐘，開擴(kuò)散泵預(yù)熱120分鐘。（4） 啟動機(jī)械泵，開預(yù)抽閥，對爐室抽真空，當(dāng)真空度（電阻計單元）顯示低于400Pa時，啟動羅茨泵，真空計（電離計單元）顯示低于3Pa時，關(guān)羅茨泵，關(guān)預(yù)抽閥。當(dāng)預(yù)抽閥完全關(guān)閥后，開前級閥，開羅茨泵，開高閥，關(guān)維持泵，爐室進(jìn)入高真空狀態(tài)。當(dāng)真空度（電離計單元）顯示高于2.4x10-2Pa時，開始升溫操作。⑸在升溫過程中，真空度（電離計單元）達(dá)不到6.7x10-1Pa時，應(yīng)立即停止加熱，查明原因。待真空符合要求后，應(yīng)視當(dāng)前溫度對照釬焊工藝相應(yīng)段繼續(xù)進(jìn)行升溫操作，升溫速率不大于原升溫速率。（6）升溫結(jié)束后，關(guān)閉磁調(diào)控制開關(guān)，當(dāng)爐內(nèi)工件溫度降至450^時，關(guān)閉高真空閥。當(dāng)高閥完全關(guān)閉后，開維持泵，關(guān)羅茨泵、關(guān)前級閥。羅茨泵停轉(zhuǎn)后，關(guān)機(jī)械泵，開充氣閥，待充氣結(jié)束后打開爐門進(jìn)行出爐工作。⑺降溫釬焊結(jié)束后，對擴(kuò)散泵停止加熱，當(dāng)擴(kuò)散泵油溫降至70r或降溫3小時以上時，關(guān)維持泵，關(guān)冷卻水進(jìn)水閥門，降溫結(jié)束。真空釬焊由于釬焊工藝的需要存在測溫孔，產(chǎn)品出廠時應(yīng)進(jìn)行封堵。焊接必須采用GTAW（氣體保護(hù)鎢極氬弧焊）焊接，堵焊點的直徑不得大于測溫孔的2倍，施焊后將焊縫打磨與芯體圓滑過渡，外觀美觀。4、總體控制由于冷箱核心板翅式換人器結(jié)構(gòu)特殊，工藝要求高，制造工序繁瑣。因此對下料、組裝、焊接、壓力試驗（包括水壓、氣壓、氣密性試驗X干燥、氦檢漏、氣阻的控制要求尤為嚴(yán)格。在設(shè)備制造中必須實行全過程監(jiān)造，緊緊抓住對設(shè)備質(zhì)量有重大影響的主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控和檢查，尤其注意那些易產(chǎn)生問題的危險點，努力使質(zhì)量隱患消滅在萌芽之前。各環(huán)節(jié)的監(jiān)造要點簡述如下：原材料現(xiàn)場檢驗人員除了審查材料質(zhì)保書、核對材料標(biāo)記外，還必須查驗制造廠按技術(shù)條件或圖樣規(guī)定進(jìn)行的復(fù)驗。在復(fù)驗中還要注意材料取樣位置、數(shù)量。對焊接材料也是同樣的要求：審查焊材質(zhì)保書及熔敷金屬的復(fù)驗報告。焊接焊接前各焊接元件應(yīng)相互緊靠、但不得有重疊，拼接間隙：當(dāng)設(shè)計壓力＜2.5MPa時不得大于1.5mm，局部不得大于3mm；當(dāng)設(shè)計壓力〉2.5MPa時不得大于1mm，局部不得大于2mm；產(chǎn)品正式施焊前，應(yīng)查對工廠WPS,PQR，焊工的資格，施焊過程中注意焊接環(huán)境、規(guī)范是否符合焊接工藝規(guī)程無損探傷.監(jiān)檢人員要經(jīng)常督促工廠分階段實施檢查，并要求工廠及時提供探傷報告。對射線檢查，檢驗人員應(yīng)逐張對底片進(jìn)行確認(rèn)。對無法進(jìn)行射線探傷的主要焊縫，應(yīng)采用焊縫結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行表面著色探傷檢測，不得有裂紋、氣孔和分層等表面缺陷的存在。芯體及組焊封頭的控制針對鋁制板翅式換熱器的結(jié)構(gòu)特點和制造難點，芯體組裝及封頭與芯體焊接的控制和是重中之重。這將在下文中詳細(xì)論述。4.5換熱器整體檢驗整體檢驗包括壓力試驗、氣密性試驗、氦檢漏及氣阻的試驗。制造廠應(yīng)注意保證試壓工裝的安全性，試驗用表的有效性。試壓應(yīng)嚴(yán)格按各試壓規(guī)程進(jìn)行。去除試壓工裝，修磨坡口并進(jìn)行表面探傷。換熱器制造完畢后各管道應(yīng)封閉，所有壓力腔應(yīng)通入干燥無油氮氣進(jìn)行封存，氮氣壓力一般為0.025?0.05Mpa。4.6乙烯冷箱的組裝及控制點4.6.1冷箱中汽液分離器的控制汽液分離器按普通壓力容器進(jìn)行控制，但必須包括受壓零件的材料試驗、PQR及WPS的正確性，對接焊縫的射線探傷、角焊縫的表面探傷，壓力試驗及總體尺寸檢查。4.6.2冷箱中管路的控制對管路的控制應(yīng)包括材料、焊接、尺寸、壓力試驗、泄露試驗及外觀檢查。4.6.3保冷箱的控制對保冷箱的控制應(yīng)包括材料、尺寸、厚度測量、泄露試驗。注：箱底和箱面的材料厚度一般不低于6mm和4mm且保冷箱內(nèi)外表面必須平整。接管法蘭不得直接固定在保冷箱的壁面上。冷箱內(nèi)的絕熱材料（如珠光砂）一般不在制造廠灌裝，在冷箱到達(dá)現(xiàn)場就位拆除內(nèi)部支撐后再進(jìn)行灌裝。冷箱頂部應(yīng)為自動排水的斜屋頂形式，在該面上設(shè)置珠光沙灌裝口和呼吸筒、安全閥等附件！4.7設(shè)備銘牌，包裝發(fā)運和出廠文件的審查。5關(guān)鍵控制點和控制方法5.1、芯體的控制5.1.1下料尺寸的控制翅片、導(dǎo)流片、封條、隔板下料時就要嚴(yán)格控制下料尺寸，對必須檢查翅片和導(dǎo)流片的高度、節(jié)距、翅側(cè)垂直度、切開距離及孔徑的偏差，封條控制高度、側(cè)向彎曲S、平面彎曲H、扭曲（N-h）及長度的偏差。隔板控制長（寬）度、對角線長度及平面度。我方監(jiān)檢人員對以上的尺寸進(jìn)行抽查。注：翅片應(yīng)進(jìn)行爆破試驗，試驗壓力為5倍的設(shè)計壓力，且翅片被拉斷為止。5.1.2芯體部件的控制各元件成型后去除毛刺，表面不得有嚴(yán)重的磕、劃、碰傷等；且應(yīng)清潔干凈、徹底去除油跡、銹斑等雜質(zhì)，并經(jīng)干燥。翅片、導(dǎo)流片的翅形應(yīng)保持平整，不被擠壓、拉伸和扭曲；翅片、導(dǎo)流片、封條有不符合要求的應(yīng)給予整形。隔板應(yīng)平整，不得有彎曲、拱起、小角翅起和無包覆層的白邊存在。板面上的局部凹印深度不得超過板厚的10%，且最深不得超過1.5mm。翅片、隔板、封條在組裝板式體前都需要經(jīng)過酸洗,除去污垢油污及表層氧化膜。以防止油污在真空高溫時分解，降低釬焊爐爐內(nèi)真空度，并使翅片隔板等氧化等。鋁合金表層氧化膜很致密，而且氧化膜熔化溫度比其基體材料高，在釬接時不易熔化，從而影響釬接質(zhì)量。組裝時每一層中各釬焊元件應(yīng)互相靠緊，但不得重疊。拼接間隙當(dāng)設(shè)計壓力P<2.5MPa時，不大于1.5mm，局部不大于3mm，當(dāng)P>2.5MPa時，不大于1mm，局部不大于2mm.5.1.3芯體焊后的控制芯體焊接后板束上個釬縫應(yīng)飽滿、平滑，不得有釬料堵塞通道現(xiàn)象。翅片和導(dǎo)流片應(yīng)不得露在隔板之外，一般應(yīng)縮進(jìn)隔板0.5?1.5mm。上、下兩平面的錯位量在每100mm高度內(nèi)不大于1.5mm，兩側(cè)板總高度側(cè)位量不得大于8mm。相臨封條的內(nèi)凹、外突總距離不得大于封條密封面寬度的1/4。芯體上不得有任何大于10mm的均勻蓋板下凹或局部下凹。5.2封頭部件的控制封頭由封體和封瓦組成，封頭的厚度不得小于圖樣規(guī)定的85%，且與圖樣規(guī)定的厚度差不得大于3mm。封頭的厚度不得比其上面的接管薄，且最小厚度不得小于6mm。封頭組焊后進(jìn)行100%著色探傷，符合JB/T4730.5-I級合格。封頭與接管組裝后其尺寸公差應(yīng)符合JB/T7261-94中的規(guī)定并保證其坡口符合圖樣或工藝要求。5.3總裝的控制板束總裝前，應(yīng)徹底去除板束表面上碳?xì)浠衔锛皟?nèi)部釬焊產(chǎn)生的污物，并在以后的工序中保持其清潔封頭在與芯體組焊前，仔細(xì)檢查封頭內(nèi)部及板束上被封頭覆蓋區(qū)域的清潔情況，徹底清楚鋁屑、著色劑等污物。在組焊前對各通道進(jìn)行預(yù)先氣體泄露試驗，封頭不得直接焊在芯體上，需在芯體上錐焊各封頭焊道，并在錐焊后對焊道進(jìn)行打磨，不得有裂紋、氣孔等表面缺陷。封頭與芯體組焊后，焊縫應(yīng)進(jìn)行著色檢查，并進(jìn)行單通道預(yù)試壓，以防止整體試壓時發(fā)生泄露。管口或法蘭面應(yīng)垂直于接管或單元體主軸中心線，安裝接管法蘭應(yīng)保證法蘭面的水平或垂直（有特殊要求按圖樣的規(guī)定），其偏差均不得超過外徑的1%（法蘭外徑不足100mm時，按100mm算），且不得大于3mm。5.4各種試驗的控制換熱器制造完成后，其每一通道均應(yīng)在其它通道未加壓的情況下進(jìn)行壓力試驗。壓力試驗包括水壓試驗和氣壓試驗，在通道內(nèi)不得有水分殘留的情況下選擇氣壓試驗，水壓試驗介質(zhì)為干凈的飲用水，氣壓試驗介質(zhì)為干燥的無油空氣或氮氣。水壓試驗和氣壓試驗的壓力符合圖樣的要求且操作過程符合《容規(guī)》的要求。換熱器在壓力試驗完成后必須在24小時內(nèi)進(jìn)行干燥，干燥后換熱器個通道通入壓縮空氣進(jìn)行氣密性試驗。試驗壓力至少為設(shè)計壓力的1.1倍，且符合圖樣的要求。整體設(shè)備氣密性試驗合格后應(yīng)進(jìn)行單通到的互漏試驗，用肥皂水（溫度較高時可U形管）進(jìn)行檢測。換熱器在氣密性合格后進(jìn)行真空氦檢漏試驗，真空檢漏就是用適當(dāng)?shù)姆椒ǎ杆倥袛嗦?、確定漏率是否在容許的范圍之內(nèi)，找出漏孔的位置、測定漏率大小，以便進(jìn)行修補。換熱器必須在抽真空后進(jìn)行試驗，先進(jìn)行管道外漏試驗，合格后進(jìn)行單個管道對所有管道的內(nèi)漏試驗。外漏試驗合格漏率＜1.33x10-3Pa.L/S，內(nèi)漏試驗合格漏率M0.1Pa.L/S。換熱器應(yīng)按圖樣或JB/T7261-94的規(guī)定進(jìn)行氣阻試驗，氣阻試驗是向被測通道通入規(guī)定流量的常溫空氣，測定該通道在試驗工況下進(jìn)、出口的壓差，從而評定該通道設(shè)計工況下氣阻值的可能性。注意事項：