丙烯塔卧式内燃法整体热处理施工技术

【摘 要】本文针对大型丙烯塔现场制造过程中无法进行炉内热处理的问题，提出了丙烯塔卧式内燃法整体热处理施工技术，以施工现场实际应用为例，通过分析整体热处理关键技术环节。

【关键词】丙烯塔；现场；卧式内燃法整体热处理

丙烯塔卧式内燃法整体热处理施工技术，是通过采用合理的加热方式、理想燃料、防变形控制措施和导流装置设置，以实现热处理工艺，达到预期的热处理效果。

2、加热方法选择

燃烧器加热是在容器人孔或开孔部位设置燃烧器，燃烧器通过燃料燃烧释放热量，以满足热处理对热量的需求。燃烧器设置在合理的开口处即可，简单方便。其耗电量小，通常是电加热用电量的几十分之一。自动控制系统控制燃烧器，技术人员实时监测温度变化，利用控制面板按钮即可对燃烧器火焰进行调整，自动化水平高，应用范围广。但燃烧器火焰前端温度高根部温度低，如导流装置及防变形措施不合理，容器局部产生温差过大，因应力集中将产生严重变形，甚至造成容器报废，经济损失巨大。

根据现场用电条件，我们采用燃烧器加热。燃烧器加热用电量约为150KVA，现场用电量完全满足施工需要。另外针对丙烯塔直径大、长度长的特点，我们采用两台燃烧器从两端分区供热，以保证塔体温度均匀，满足热处理工艺要求。

3、燃料选择

柴油和液化石油气是燃烧器的主要燃料。作为热处理用的燃料，首先希望热值高，其次应考虑含硫量低。柴油和液化气热值差别不大，但根据某石化提供的化验分析值，液化气中的硫含量是柴油中硫含量的1/1200。由此可见，设备整体热处理过程中，液化气燃烧产生的硫化物对焊缝的腐蚀远低于柴油燃烧产生的硫化物对焊缝的腐蚀，有利于设备的长期平稳运行。另外，柴油燃烧火焰刚性较大，不利于卧式容器内部导流。液化气燃烧火焰柔和，更利于卧式容器中通过设置导流装置引导火焰流及热气流，以促进热循环的形成。因此，液化石油气是较为理想的燃料。

4、防变形控制

必须采取合理的防变形措施，避免容器发生变形的可能性。在丙烯塔外部和内部设置临时支撑装置，可适当减小轴向应力和径向应力。

4.1外部支撑装置

在塔体底部均匀设置支座，两端支座距端头适当距离，中间支座平均进行设置。支座设置在同一水平钢板上，并经找平处于同一水平面上。一端部支座固定于钢板上，其余支座与钢板间设置滑动装置，以保证塔体在热处理过程中热胀冷缩时轴向位移不受拘束。参见图一。

4.2内部支撑装置

内部支撑装置由塔内件和支撑装置共同组成。塔内件环向焊接于塔体内部且轴向间距均匀分布。临时支撑设置于两端端口处，选用钢管等材料焊制成米字支撑。参见图二。

外部支撑和内部支撑缓解了丙烯塔热处理时的应力集中状况，能够有效防止塔体变形。

5、导流装置设置

容器卧式热处理时，根据空气密度分布，热气流有向上流动的趋势，造成底部温度低顶部温度高形成温差。同时，根据燃烧器工作时容器内部温度场的分布，接管处和塔体两端端部温度偏低，温差过大则无法满足热处理工艺要求。只有通过设置导流装置引导热气流在塔体内部形成热循环，才能使容器受热均匀，从而减小温差保证热处理工艺。

结合丙烯塔的开孔特点，我们采用钢管、白钢网、保温棉等材料，在容器内部设置导流通道、导流孔等导流装置，以引导热气流在塔体内流动，形成有效热循环。参见图三。

采用上述方法设置导流装置后，热处理时塔体上、下部及两端端部温差明显缩小，保证了热处理工艺的实施。

6、丙烯塔卧式内燃法整体热处理质量检验

6.1热处理工艺检验：根据自动记录的热处理曲线，热处理各项工艺参数均符合要求，其中恒温期间最大温差为37℃，完全满足热处理工艺要求。

6.2壳体变形量检查[3]：经业主、总包、监理、监造等单位联合检查，壳体无明显形变。轴向最大变形量为15mm，径向最大变形量为10mm，在允许偏差范围内。

6.3硬度检验：热处理结束后，由第三方检测单位对丙烯塔所有焊缝均进行了硬度测试。测试结果显示所有焊缝硬度值均低于225HB，满足设计单位对热处理后硬度要求。

6.4产品试板力学性能试验[4]：热处理结束后，对产品试板进行了抗拉强度、常温冲击及侧弯等力学性能试验，所有力学性能指标均符合要求。

7、结论

（1）丙烯塔卧式内燃法整体热处理施工技术，解决了大型容器无法进行炉内热处理的技术问题，满足现场施工需要，可保障实现热处理工艺。

（2）丙烯塔卧式内燃法整体热处理技术具有容器卧式内燃法整体热处理的代表性，尤其适用于现场分段装配焊接的大型容器或高度超限的塔器等，市场推广及应用潜力大。

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