מגדל זיקוק הוא ציוד חשוב הנפוץ בייצור פטרוכימי, המאפשר מגע הדוק בין שלבי גז-נוזל או נוזל-נוזל, ומשיג את המטרה של העברת מסה וחום בין שלבים. עם התפתחות התעשיות הפטרוכימיות והזיקוק של סין, השימוש במדיה קורוזיבית מאוד הולך וגדל, והדרישות לחומרים הופכות גבוהות יותר. חומרים עמידים בפני קורוזיה כגון מתכות לא ברזליות וציוד הלוחות המרוכבים שלהם הופכים לשימוש נרחב יותר ויותר. מאמר זה לוקח מגדל זיקוק בפרויקט PTA כדוגמה כדי להסביר את הבעיות שנתקלו בתהליך התכנון של מגדל הזיקוק, בתקווה לספק התייחסות כלשהי לציוד דומה בעתיד.
1. פרמטרים עיקריים
והבחירה של מדיום עבודה של מגדל זיקוק הוא: חומצה אצטית, מים וכו'; לחץ התכנון הוא 1.4MPa/FV; טמפרטורת עיצוב 245 מעלות @ 1.4MPa/100 מעלות C @ FV. לחץ הרוח הבסיסי הוא 500N/㎡; העוצמה הסייסמית היא 7 מעלות; התאוצה הסייסמית הבסיסית היא 0.10 גרם; לְהַקִים
הקיבוץ הסייסמי הוא הקבוצה הראשונה; סוג הקרקע של האתר הוא Class IV, וקטגוריית החספוס הקרקע היא A. התרשים הסכמטי של ממדי מבנה הציוד מוצג באיור 1. המדיום במפעל PTA הוא בעל קורוזיביות חזקה, וחומר טיטניום יכול לעמוד טוב יותר בדרישות העמידות בפני קורוזיה . בשל המחיר הגבוה של חומר טיטניום ואי התאמתו לייצור מכלי לחץ גדולים, שימוש בפלטות מרוכבות מפלדת טיטניום לייצור מכלי לחץ יכול להוזיל משמעותית את עלויות הציוד. ל-TA1 חוזק נמוך יותר, קשיחות טובה יותר ופחות מתח שיורי לאחר פיצוץ. חוזק ההדבקה של הצלחת המרוכבת גבוה יותר. לכן, בעת בחירת TA1+Q345R כחומר רכיב הדחיסה העיקרי ו לוח מרוכב מפלדת טיטניום, החיפוי אינו כלול בחוזק ורק נחשב
בהתחשב בחוזקה של שכבת הבסיס, יש צורך להציע דרישות לשקול פחמן, קשיות, בדיקת אימפקט, בדיקות קוליות וכו' עבור Q345R המשמש בשכבת הבסיס כדי להבטיח את התכונות המכניות של לוח הפלדה הבסיסי. כדי להבטיח קשר הדוק בין חומר הטיטניום המצופה ללוח הפלדה הבסיסי, יש להצמיד את הלוח המרוכב מפלדת טיטניום בצורה נפיצה, בהתאם להוראות של NB/T47002.3-2019 רמת B1, ולסופק בהורדת מתחים. מצב חישול. חוזק הגזירה של הצלחת המרוכבת צריך להיות גדול או שווה ל-180MPa כאשר היא מסופקת.
עקב תהליכי ייצור כגון גלגול צילינדר, יצירת ראש וטיפול בחום לאחר ריתוך במהלך ייצור ציוד, חוזק הגזירה של לוחות מרוכבים עשוי לרדת. כדי להבטיח את בטיחות הציוד, לאחר השלמת ייצור הציוד, יש להבטיח כי חוזק הגזירה של לוחות מרוכבים יהיה לא פחות מ-140MPa.
2. תכנון מבני עיקרי של הציוד
מבנה מפרק מרותך בצורת T 2.1 של לוח מרוכב מפלדת טיטניום
מבנה המפרק בצורת T במפרקי הריתוך האורכיים וההיקפיים של הצלחת המרוכבת מוצג באיור 2. בדרך כלל משתמשים בלוח כיסוי בצורת T עם פינה מעוגלת במפרק בצורת T. לנוחות ההגנה על גז ארגון מאחור במהלך ריתוך וזיהוי דליפה של מפרק החפיפה של לוחית הכיסוי, יש לקדוח לפחות 2 Φ 6 חורים לגילוי נזילות על האטם של כל מפרק ריתוך אורכי והיקפי, ואת המיקום של חורי זיהוי הדליפה צריכים להיות קרובים ככל האפשר לנקודות הגבוהות והנמוכות של הריתוך האורכי ולשני קצוות מפרק הריתוך ההיקפי. על מנת לזהות נקודות דליפה בזמן ולהפחית את צריכת גז הארגון להגנה על הגב במהלך הריתוך, תעלות זיהוי הדליפה בין כל גליל בטנה אינן מחוברות זו לזו. לכן, יש לאטום את הרפידה מתחת ללוחית הכיסוי בצורת T בהלחמת כסף כאשר היא מחוברת למפרק הריתוך האורכי של חלק אחר של גליל בטנה.
2.2 השתלטות על אוגן
בשל העומס הגדול על פי צינור התהליך, על מנת להבטיח את בטיחות החיבור בין הצינור המחבר למעטפת, הצינור המחבר מאמץ מבנה צינור מזויף בעל דופן עבה לחיזוק כולל. הדופן הפנימית של הצינור המחבר מאמץ מבנה בטנה מטיטניום, שאמור להבטיח התאמה הדוקה בין בטנת הטיטניום לחלק הפנימי של הצינור המחבר. בשל החומרים השונים של מעטפת ההשתלטות והבטנה, הלחץ הנוצר מהתפשטות תרמית
באופן דומה, סופרפוזיציה של מתח יכולה בקלות להוביל לנזק בצומת הצינור המחבר ורירית המעטפת. לכן, מבנה החיבור בין ריפוד הצינור המחבר לציפוי המעטפת צריך להבטיח גמישות מספקת בצומת ולמנוע מתח משמעותי במפרק המרותך. החיבור בין המעטפת לצינור המחבר צריך לאמץ מבנה מאוגן כדי לשמור על מעבר חלק. כדי לבדוק אם יש נזילות בבטנת הטיטניום במהלך פעולת הציוד וכמוצא לגז בין הצינור המחבר לציפוי, יש להתקין שני חורים לזיהוי נזילות בקוטר 6 מ"מ בחלק האחורי של כל ריפוד צינור מחבר, הממוקם בצוואר החיבור. אוגן הצינור והנקודה הנמוכה ביותר של המעטפת הסמוכה. מבנה אוגן הבטנה ומבנה החור לזיהוי דליפות של אוגן ההשתלטות מפורטים באיור 3.
עיצוב משטח האיטום של האוגן הוא הגורם המרכזי המשפיע על איטום האוגן. מגדל הזיקוק מאמץ אוגן חישול אינטגרלי בצוואר גבוה ארוך, ומשטח האיטום של האוגן עשוילוח מרוכב מפלדת טיטניום. הסוג המבני המפורט מוצג באיור 4. שכבת הבסיס של לוחית מרוכבת משטח איטום האוגן מרותכת בחוזקה לזיוף האוגן, ורירית הטיטניום בתוך הצינור המחבר מרותכת לחיפוי הלוח המרוכב של משטח האיטום באמצעות פינה מרותכת מלאה. מפרק עם צלחת גיבוי. סוג זה של משטח איטום מגביר מאוד את הבטיחות של איטום אוגן. בשל הדליפה הקלה של משטח האיטום של האוגן, יש לרפד את חורי ברגי האוגן במבנה טיטניום כדי למנוע קורוזיה מהירה של חלק פלדת הפחמן האוגן ולהבטיח שימוש בטוח בציוד.
