浅谈炼油装置中焦炭塔工作特点及失效模式

焦炭塔使用过程中,从室温到高温周期性运行,承受循环载荷,温差应力。常见失效模式主要有：焦炭塔裙座焊缝开裂、堵焦阀焊缝及周围开裂、焦炭塔塔体焊缝内表面开裂;塔体鼓凸、偏斜;塔体材料内部组织出现球化、石墨化现象;下塔盖变形发生泄漏等。     

炼油厂延迟焦化装置焦炭塔制造技术改进

焦炭塔是炼油厂延迟焦化的关键设备 ,长期在高温及充焦和除焦的冷热疲劳作用下运行 ,塔体常出现局部严重变形和母材焊缝开裂问题。在技术改造中对焦炭塔的材质、结构设计做了重大修改 ,同时对封头成形、过渡段锻件加工、复合材料焊接及整体热处理等关键制造技术进行了攻关改进 ,获得了成功     

焦炭塔鼓胀开裂的安全评定

本文通过求取焦炭塔筒节鼓胀引起的环焊缝角变形处外壁面的组合应力许可式,提出了以环焊缝角变形深度穴e雪及其弯曲程度穴m雪为控制对象的焦炭塔鼓胀容限曲线图,作为鼓胀变形许可深度的工程判断法。同时,还介绍了由国外学者提出的极限载荷和鼓胀容限的判断法,焦炭塔局部凹凸变形稳定性研究的有限元分析法,焊缝开裂失效期限的可靠性技术预测以及国内学者提出的其他五种有关的安全评定方法。     

焦炭塔鼓胀与开裂变形机理及疲劳断裂寿命预测的研究进展

焦炭塔在运行若干年后出现严重的鼓胀与开裂。探讨焦炭塔的鼓胀和开裂变形机理,合理预测焦炭塔的疲劳寿命,进而改进其设计与工作条件,使其更安全可靠地运行是多年来人们致力研究的目标。本文从目前焦炭塔的各种鼓胀变形机理、开裂的影响因素以及疲劳断裂寿命预测方法等方面,对焦炭塔的研究现状进行总结,并对今后该领域的工作进行了展望。     

焦炭塔塔壁温度场特性的研究(四)——周向温差对非圆形变形的影响

综合分析了焦炭塔横截面非圆形的各种变形情况，从接管推力、周向温差，塔体斜弯及应力松驰等方面分析了基影响因素，结果表明：周向温差使得塔体横截面产生蛋形变形。塔体的倾斜或弯曲变形，使得塔体形变为扁圆形，短径与弯曲半径方向重合。     

焦炭塔失效形式分析

运用高温强度理论和近年来研究成果，对某厂超期服役的焦炭塔材料进行了全面的理论分析和试验研究，得出蠕变疲劳交互作用是焦炭塔的主要失效形式、焦炭塔最薄弱的部位是塔体下部的焊缝区域。为进一步评定焦炭塔剩余寿命提供了可靠保证。     

焦炭塔瞬态传热过程的数值模拟及应力特性分析

利用有限元法模拟了焦炭塔进水冷焦阶段恒速上升的介质与塔壁的动态传热过程，并用间接耦合法求得了应力、应变场的变化过程。计算结果表明：塔壁外侧在冷却水面到达的瞬间进入塑性屈服，筒节中部塑性屈服区较大，当靠近焊缝时塔壁的塑性变形区逐渐缩小直至消失，塔壁塑性屈服区的分布特点解释了塔体长期使用后发生鼓凸变形及简体与焊缝连接处产生裂纹的原因。提高冷却水温度或降低进水冷焦前塔体温度能有效防止塔体产生塑性变形。     

焦炭塔的套合效应研究

借助于有限元方法对一焦炭塔进行了瞬态热传导模拟,并将温度场顺次耦合于应力场,计算出了塔壁、焦床在降温完成后的应力场分布。将节点1800在无焦床作用时的各向应力与有焦床时的进行了对比分析,结果表明,降温阶段焦床与塔壁发生套合,使得塔壁内的周向、轴向应力大幅提高。为验证有限元计算的有效性,对套合效应进行了理论计算,得出了焦床对塔壁的周向套合应力值,结果同样表明,焦炭的套合作用显著,并且理论值与有限元值基本吻合。从而确定,焦炭塔的套合效应是继热机载荷之后,又一个对筒体鼓凸变形、焊缝开裂起决定性影响的因素。     

大型焦炭塔鼓胀变形的分析和测量

焦炭塔是炼油延迟焦化装置的核心设备,鼓胀变形是其常见的缺陷,鼓胀变形量数据的准确与否对正确评估焦炭塔安全性能起着决定性的作用。对焦炭塔鼓胀变形的机理、部位进行分析,采用一种新的测量和数据处理方法对鼓胀进行精确测量,并对数据图形模拟分析,从而给出焦炭塔鼓胀的准确数据。     

基于正交试验方法和数值模拟的焦炭塔裙座优化设计

在焦炭塔裙座上开设柔性槽能够减轻裙座刚度影响,降低裙座角焊缝处热应力。但同时柔性槽开孔处会引起较大的应力集中,同样会产生裂纹。为了使裙座角焊缝和柔性槽部位都能处于相对较低的应力水平,利用正交试验和数值模拟的方法,对焦炭塔裙座柔性槽参数进行了优化,对焦炭塔的设计和维护具有一定的实际意义。     

大型焦炭塔的设计与制造

以某炼油厂的焦炭塔为实例,结合焦炭塔的低周热疲劳工况,对选材、结构设计、焊接、热处理、无损检测及压力实验等主要工艺过程进行了论述和总结。在制造焦炭塔容器时选用具有抗高温蠕变,抗高温硫腐蚀以及对裂纹敏感性小的材料,在裙座与塔体的连接处采用整体锻焊型结构,可有效降低低周热疲劳引起的裙座与塔体连接焊缝的应力。     

延迟焦化装置焦炭塔T202热损伤机理的研究与安全评估

本文介绍了长岭炼油化工总厂焦化车间T202焦炭塔温度场、应变场现场测试、应力场有限元计算、材质鉴定、全面检验、修复、金相及焊缝裂纹分析结果,并用断裂力学方法对该塔进行安全性分析及寿命评估。     

防止焦炭塔失效的若干措施

本文不在理论分析研究、机理探讨等方面着手，仅从操作工艺和设备结构设计、材料选用等角度，介绍国内外专家学者从实践经验中总结出为防止焦炭塔鼓凸变形、焊缝开裂失效的一些行之有效的措施，可供石油炼厂工程技术人员参考。     

在用焦炭塔的裂纹及其无损检测

焦炭塔是炼油厂延迟焦化装置的重要设备,由于其操作工况特别荷刻,国内绝大多数焦炭塔都出现了不同程度的裂纹缺陷,严重危及在用焦炭塔的安全运行。本文根据多台在用焦炭塔的检验和安全评估工作实践,综合表述了在用焦炭塔常见裂纹部位和典型裂纹形态,介绍了在用焦炭塔裂纹的无损检测方法和对检测工作的一些体会。     

焦炭塔裙座焊缝区域温度及应力的测试与分析

焦炭塔裙座焊缝环向开裂是现役焦炭塔普遍存在的一种严重缺陷。本文根椐焊缝区域温度、应力的测试结果,并在对其变化规律分析的基础上,提出了为降低频繁交替出现的高幅值的轴向应力,适当降低结构的约束刚度和轴向温度梯度的改造方案。该方案实施后的测试与运转结果表明,轴向热应力幅值有明显的下降,有效地抑制了裂纹的产生与扩展。     

焦炭塔瞬态温度场及热应力分析

焦炭塔是典型的承受复杂热循环的设备,工作过程中温度急剧变化引起的热应力是导致塔体变形乃至失效的主要因素。根据焦炭塔的实测温度曲线,利用大型有限元分析软件ANSYS,模拟焦炭塔生焦和冷焦两个过程中的瞬态温度变化,分析计算焦炭塔在瞬态温度变化下塔体中相应的热应力。     

大型焦炭塔的设计

从焦炭塔特殊的工艺操作条件及大型化的发展趋势，指出15CrMoR合金钢制作焦炭塔比碳钢具有更多的优越性，同时从疲劳容器的角度考虑其结构设计，对焦炭塔的安全运行具有一定的指导意义。     

基于改进BP神经网络的焦炭塔热机械疲劳剩余寿命预测

焦炭塔热机械疲劳剩余寿命的分析对于保证焦炭塔的正常运行、防止事故的发生有着十分重要的意义。结合人工神经网络技术,提出了根据有限的材料热机械疲劳试验结果,用改进的BP神经网络预测焦炭塔热机械疲劳剩余寿命的方法,编制了相应的程序,并在实际应用中证明了此方法的有效性。这为研究焦炭塔热机械疲劳剩余寿命提供了一种新的方法。     

风力发电塔基础沉降监测方法研究

沉降变形观测的工作目的主要是实时监测整个风力发电站主塔的整体沉降和主塔倾斜面的变形,根据其倾斜变形的数量及倾斜变形后的速率变化实时监测整个风力发电站主塔的建设施工安全和风电运营稳定.常规的闭合沉降水准观测测量方法虽然是属于采用运动闭合沉降水准测量的一种方法,但这种测量方法直接影响其沉降观测运动速度和测量精度,为此本文特...     

焦炭塔的热处理

对焦炭塔热处理工艺以及现场简易热处理炉的结构作了详细介绍 ,此热处理方法在制造焦炭塔的过程中取得了较好的效果 ,现设备运行良好。