大型煤制甲醇装置压力容器的设计与制造研究
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色 ．表 明两处 开裂 时间 不 同 （ ）微 观 分 析 。取 开 裂 的管 子样 品进 行 显微 ２ 检查 ．发 现发 生在 环焊 缝处 裂 纹是 沿 晶间开 裂 的 ．
１ 酸性气体 介质压 力容器
煤制 甲醇装 置 大 部 分 以水 煤 浆 气 化工 艺 为 气
头 ，煤 气化 后 ，经洗 涤 和变 换 ．原 料气 中含 有 大
量 的 Ｃ ， 较 高 的 ＨＳ Ｏ及 ， ，在 冷却 过 程 中酸 性 冷 凝
液 不 断析 出 ．在 甲醇 变换 和 Ｃ Ｏ冷 却 系 统 的 管 道
和设备 材料 的选择 上进行 了创 新探索
在焊 缝 附近管 子 内壁 出现 大面积 均匀 的晶 间腐 蚀 说 明裂纹 是 由晶 间腐 蚀 开始 ．后 沿纵 深方 向发展 ．
技 术 ，指 出 了今 后 大 型 压力 容 器 设 计 制 造 需要 研 究 解 决 的 课 题 。
关 键词 ：化 工 设 备 ；化 工装 置 ；大 型 化 ；压力 容 器 ；设 计 ；制备
文章编号 ：１ ７— ６ ７ ２ ｌ ）９ ０ ３ — ７ ６ ３ ９ ４ １ｏ ｏ － ０ ６ ０
如下 。
象 ．而 内裂纹 的 四周则 出现 暗 黑 色 。值 得 指 出 的
是 ，开 裂 裂纹 两 边 出现 错 位 ．用 填 平 法 ，其 错 位 达 ０５ｍ ． ｍ，表 明管 子在 焊 接时 错 边较 大 ．即第 一 类 残余 应力较 大 将 裂纹 打开 以后 的宏 观 断 口 ．粗糙 成 冰糖状 ， 断面 呈 黑 暗色 。靠 内壁颜 色 深 ．而 靠外 壁 呈 深 褐
收稿 日期 ：２ １ — ８ ２ ０００—４
工 投 料 试 车 ．６次 开 停 车 ，实 际 运 行 才 ２ ８天 。
１９ ９ ５年 ９月 发 现 ．变 换 ￣ ５ ｐ ７ｍｍｘ ４ｍｍ 的 ３ ４ ４ ｌ ０
不 锈钢 管 道 ．在离 环 缝 熔 合 线 边 缘 ３ ５ ｍ 处 平 ～ ｍ
行穿 透性裂 缝有 ４处 ．致使 中压合 成气 大量 外 溢 ， 紧急停 车
１１ 腐 蚀开裂 原 因分析 ．． ２
管 道 裂缝 处 取样 经 宏 观 和微 观 开 裂 形貌 和产
作者 简 介 ：王
霞 （９ ４ ，女 ，辽 宁 省 人 ，高 级 工 程 师 ，研 究 １６ 一）
方 向 为项 目管 理 及 化 工设 备 。
（ ）宏 观分 析 。开 裂 的管 子 裂 纹 长 １７ ｍ １ ７ ｍ．
的设 备直 径越 来 越 大 ，设 壁厚 越 来 越 厚 。壁 厚
越 厚 ，为保证 板 厚 方 向 ．尤其 是 板 厚 中部 的机 械 性 能 ，对压 力 容 器 的材料 （ 括 板 材 和锻 件 ）的 包 冶炼 、轧 制和 热 处理 要求 及 对 压 力 容器 制 造 厂 冷 热成形 、焊接 、热处理工艺技术 的要求都越来越高 。 大型煤 制 甲醇 装 置 中核 心 的反 应 容 器 如 德 士
中图分类 号：Ｔ ５ Ｑ４
文献标识码 ：Ａ
随着 甲醇 设 备 Ｅ益 向大 型化 发 展 ．压力 容 器 ｔ
物 的分 析 。 管 道所 用 的 管 子 是 不 锈 钢 有 缝 钢 管 ． 环缝 拼 焊 时 由于错 边 量 大 ．有 明显 强 制 拼装 的痕 迹 。上海 材 料研 究 所 对 管道 裂 缝 处 ，多处 取 样作 金 相显微 分析 如下
管道 选用 全不 锈钢 材料 该 装置 在 １ ９ ９ ５年 ６月 化
体 钢沿 晶应 力腐 蚀 开 裂 （Ｇ Ｃ ）， 纹 内充满 腐 ＩＳ Ｃ 裂
蚀 产 物 在 断 口的扫 描 电 镜下 ．呈 现 出 晶 问开 裂
形貌。
（ ）腐 蚀 产 物 的 Ｘ 射线 衍 射 分析 。腐蚀 产 物 ３ 可以从二个渠道来采取 ．一是管 内表 面的腐 蚀产 物 ， Ｘ光 衍射 的结 果 为 ：Ｆ Ｓ Ｆ ３ ｅ ＋ ｅ ；二 是从 断 １ 的 表 ０ ５ Ｉ 面 及 裂纹 内的 产物 进 行微 区 电子 探 针 的测 定 ．测 定 结 果 指 明 腐 蚀 产 物 的 元 素 主要 是 Ｆ ， ， ， ｅＳ０ Ｃ
化
・
学
工
业
第 ２ 卷 第 ９ 期 ８
２ １ 年 ９ 月 ００
３ ・ ６
ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
大型 煤 制 甲醇装 置 压 力容器 的设计 与制 造研 究
王 霞 ．宋文 轩
（ 海 华 谊 集 团 公 司 ，上 海 上 ２０ ２ ） ００ ５
摘
要 ：本文介绍我 国煤制 甲醇规模 大型化 过程与成就 ，讨论 了大 型设备 的规范 、设计方法 、设备用 材和制造
裂纹 平行 于环 焊缝 ，离环 焊缝 熔 合线 ３ ５ｍ ～ ｍ。裂 纹 从宏 观 看较 为 平 直 ．外 裂 纹 二边 无 任 何 腐蚀 现
古 气 化 炉 、甲醇合 成 塔 、变 换 炉 等均 为典 型 的厚
壁 铬 钼钢 设 备 ．笔 者结 合 多 年 的实 际 经 验对 这 类 厚 壁 设 备 的材 料 选 择 及 制 造 技 术 要 求 分 析 介 绍
第 ９期
王
霞等 ：大型煤制 甲醇装置压力容器 的设计与制造研究
・ ７・ ３
Ｎ． 原子 百分 数 为 ４ ．：８１１ ．：．： ４ ｉ其 ５１ ．： ７９８２ ，表 明其 ２ ４ ． 主要是硫的腐蚀产物 ．裂纹内的产物厚度达 ００ ｍ。 ． ｍ ８
（ ）开裂 原 因 分 析 。 由 以上 宏 观 和微 观 开 裂 ４ 现 象观 察 ．变换 系 统 管道 开 裂 首 先 是从 管 内壁 晶
裂纹 出现 大量 的分 叉 ．但 均 沿 晶界 开 裂—— 奥 氏
１ 大 口径 气体 管道材 质 ． １ １１１ 全 不锈钢 有缝 管效果 ．．
１９ ９ ３年 上 海 华 谊 集 团所 属 设 计 院 在 设 计 ２ ０ 万 ｔａ甲醇装 置 时 。设 计对 变换 后 和 Ｃ ／ Ｏ冷却 系统 的设 备采 用 １Ｍｎ ＋ ０ ６ Ｒ ３ ４复合 板材 料 ．大 口径气 体
１ 酸性气体 介质压 力容器
煤制 甲醇装 置 大 部 分 以水 煤 浆 气 化工 艺 为 气
头 ，煤 气化 后 ，经洗 涤 和变 换 ．原 料气 中含 有 大
量 的 Ｃ ， 较 高 的 ＨＳ Ｏ及 ， ，在 冷却 过 程 中酸 性 冷 凝
液 不 断析 出 ．在 甲醇 变换 和 Ｃ Ｏ冷 却 系 统 的 管 道
和设备 材料 的选择 上进行 了创 新探索
在焊 缝 附近管 子 内壁 出现 大面积 均匀 的晶 间腐 蚀 说 明裂纹 是 由晶 间腐 蚀 开始 ．后 沿纵 深方 向发展 ．
技 术 ，指 出 了今 后 大 型 压力 容 器 设 计 制 造 需要 研 究 解 决 的 课 题 。
关 键词 ：化 工 设 备 ；化 工装 置 ；大 型 化 ；压力 容 器 ；设 计 ；制备
文章编号 ：１ ７— ６ ７ ２ ｌ ）９ ０ ３ — ７ ６ ３ ９ ４ １ｏ ｏ － ０ ６ ０
如下 。
象 ．而 内裂纹 的 四周则 出现 暗 黑 色 。值 得 指 出 的
是 ，开 裂 裂纹 两 边 出现 错 位 ．用 填 平 法 ，其 错 位 达 ０５ｍ ． ｍ，表 明管 子在 焊 接时 错 边较 大 ．即第 一 类 残余 应力较 大 将 裂纹 打开 以后 的宏 观 断 口 ．粗糙 成 冰糖状 ， 断面 呈 黑 暗色 。靠 内壁颜 色 深 ．而 靠外 壁 呈 深 褐
收稿 日期 ：２ １ — ８ ２ ０００—４
工 投 料 试 车 ．６次 开 停 车 ，实 际 运 行 才 ２ ８天 。
１９ ９ ５年 ９月 发 现 ．变 换 ￣ ５ ｐ ７ｍｍｘ ４ｍｍ 的 ３ ４ ４ ｌ ０
不 锈钢 管 道 ．在离 环 缝 熔 合 线 边 缘 ３ ５ ｍ 处 平 ～ ｍ
行穿 透性裂 缝有 ４处 ．致使 中压合 成气 大量 外 溢 ， 紧急停 车
１１ 腐 蚀开裂 原 因分析 ．． ２
管 道 裂缝 处 取样 经 宏 观 和微 观 开 裂 形貌 和产
作者 简 介 ：王
霞 （９ ４ ，女 ，辽 宁 省 人 ，高 级 工 程 师 ，研 究 １６ 一）
方 向 为项 目管 理 及 化 工设 备 。
（ ）宏 观分 析 。开 裂 的管 子 裂 纹 长 １７ ｍ １ ７ ｍ．
的设 备直 径越 来 越 大 ，设 壁厚 越 来 越 厚 。壁 厚
越 厚 ，为保证 板 厚 方 向 ．尤其 是 板 厚 中部 的机 械 性 能 ，对压 力 容 器 的材料 （ 括 板 材 和锻 件 ）的 包 冶炼 、轧 制和 热 处理 要求 及 对 压 力 容器 制 造 厂 冷 热成形 、焊接 、热处理工艺技术 的要求都越来越高 。 大型煤 制 甲醇 装 置 中核 心 的反 应 容 器 如 德 士
中图分类 号：Ｔ ５ Ｑ４
文献标识码 ：Ａ
随着 甲醇 设 备 Ｅ益 向大 型化 发 展 ．压力 容 器 ｔ
物 的分 析 。 管 道所 用 的 管 子 是 不 锈 钢 有 缝 钢 管 ． 环缝 拼 焊 时 由于错 边 量 大 ．有 明显 强 制 拼装 的痕 迹 。上海 材 料研 究 所 对 管道 裂 缝 处 ，多处 取 样作 金 相显微 分析 如下
管道 选用 全不 锈钢 材料 该 装置 在 １ ９ ９ ５年 ６月 化
体 钢沿 晶应 力腐 蚀 开 裂 （Ｇ Ｃ ）， 纹 内充满 腐 ＩＳ Ｃ 裂
蚀 产 物 在 断 口的扫 描 电 镜下 ．呈 现 出 晶 问开 裂
形貌。
（ ）腐 蚀 产 物 的 Ｘ 射线 衍 射 分析 。腐蚀 产 物 ３ 可以从二个渠道来采取 ．一是管 内表 面的腐 蚀产 物 ， Ｘ光 衍射 的结 果 为 ：Ｆ Ｓ Ｆ ３ ｅ ＋ ｅ ；二 是从 断 １ 的 表 ０ ５ Ｉ 面 及 裂纹 内的 产物 进 行微 区 电子 探 针 的测 定 ．测 定 结 果 指 明 腐 蚀 产 物 的 元 素 主要 是 Ｆ ， ， ， ｅＳ０ Ｃ
化
・
学
工
业
第 ２ 卷 第 ９ 期 ８
２ １ 年 ９ 月 ００
３ ・ ６
ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
大型 煤 制 甲醇装 置 压 力容器 的设计 与制 造研 究
王 霞 ．宋文 轩
（ 海 华 谊 集 团 公 司 ，上 海 上 ２０ ２ ） ００ ５
摘
要 ：本文介绍我 国煤制 甲醇规模 大型化 过程与成就 ，讨论 了大 型设备 的规范 、设计方法 、设备用 材和制造
裂纹 平行 于环 焊缝 ，离环 焊缝 熔 合线 ３ ５ｍ ～ ｍ。裂 纹 从宏 观 看较 为 平 直 ．外 裂 纹 二边 无 任 何 腐蚀 现
古 气 化 炉 、甲醇合 成 塔 、变 换 炉 等均 为典 型 的厚
壁 铬 钼钢 设 备 ．笔 者结 合 多 年 的实 际 经 验对 这 类 厚 壁 设 备 的材 料 选 择 及 制 造 技 术 要 求 分 析 介 绍
第 ９期
王
霞等 ：大型煤制 甲醇装置压力容器 的设计与制造研究
・ ７・ ３
Ｎ． 原子 百分 数 为 ４ ．：８１１ ．：．： ４ ｉ其 ５１ ．： ７９８２ ，表 明其 ２ ４ ． 主要是硫的腐蚀产物 ．裂纹内的产物厚度达 ００ ｍ。 ． ｍ ８
（ ）开裂 原 因 分 析 。 由 以上 宏 观 和微 观 开 裂 ４ 现 象观 察 ．变换 系 统 管道 开 裂 首 先 是从 管 内壁 晶
裂纹 出现 大量 的分 叉 ．但 均 沿 晶界 开 裂—— 奥 氏
１ 大 口径 气体 管道材 质 ． １ １１１ 全 不锈钢 有缝 管效果 ．．
１９ ９ ３年 上 海 华 谊 集 团所 属 设 计 院 在 设 计 ２ ０ 万 ｔａ甲醇装 置 时 。设 计对 变换 后 和 Ｃ ／ Ｏ冷却 系统 的设 备采 用 １Ｍｎ ＋ ０ ６ Ｒ ３ ４复合 板材 料 ．大 口径气 体
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