焦炭塔定期检验案例分析

焦炭塔是石油炼制延迟焦化的关键设备,属石油炼制的核心设备之一。作为关键的特种设备,大修期间能否对其进行科学有效的定期检验,对保障焦炭塔的安全乃至整个石油炼制的顺利进行具有重要意义。本文分析了某石化厂焦炭塔的实际检验情况,为该类设备的检验提供了宝贵的案例。     

焦炭塔安全评定研究

对已使用14年,目前发生腰鼓变形的焦炭塔的筒体材质进行了金相检验,发现其珠光体球化达到4级,材质老化程度较大;进行了硬度、厚度、应力、温度测试和应力、最大允许操作压力的校核,确认焦炭塔在厚度和强度方面是安全的,最后判定此焦炭塔的安全等级可以评定为4级,并建议要严格控制焦炭塔的实际使用温度,定期进行现场金相检验,掌握筒体组织珠光体球化的程度,以保证设备的安全运行。     

焦炭塔疲劳寿命有限元分析

以焦炭塔失效敏感部位筒体与裙座连接部位为研究对象,基于JB47321995《钢制压力容器分析设计标准》和新版ASME-Ⅷ-2弹塑性分析标准两种方法,利用有限元分析结果,对焦炭塔疲劳寿命进行分析。结果表明,采用弹塑性分析方法对焦炭塔进行寿命估算更为合理,更加安全。     

焦炭塔缺陷分析及防范措施

安庆分公司炼油厂两台焦炭塔 ,1 987年投产到 2 0 0 1年 6月底已运行了 2 1 1 0个生产周期。目前塔身多处鼓胀变形 ,并存在多处夹渣、气孔、未焊透和裂纹等缺陷。作者按CVDA— 1 984“压力容器缺陷评定规范”的要求 ,对焦炭塔进行了脆断分析、先漏后断分析和疲劳分析 ,认为 :所有缺陷均可保留 ,在操作条件下可以安全使用。同时 ,对焦炭塔今后返修和操作中应注意的问题提出了建议。     

焦炭塔检验及缺陷分析

主要阐述了使用过程中焦炭塔(塔-1/3、塔-1/4)裙座与下锥封焊缝出现多处裂纹、32个裙座柔性槽上部全部开裂和上球封与支座垫板焊缝发现多处开裂的检验方法,分析了裂纹产生的原因并提出处理意见。同时介绍了查找易减薄部位方法,分析减薄产生的原因,最后给出了对这些问题的合理处理方法。检测发现了严重减薄现象,筒体、封头由原始制造壁厚26 mm,减至局部最小壁厚15.5 mm,分析认为这是由于焦炭塔本体外的垫板、支腿和上平台等原因引起的腐蚀减薄导致的。     

焦炭塔安全评定的研究

对已使用14年、目前已经发生腰鼓变形的焦炭塔的筒体材质作金相检验,发现其珠光体球化达到4级,材质老化程度较大;作硬度、厚度、应力和温度测试,进行应力、最大允许操作压力的校核,得出焦炭塔在厚度和强度方面是安全的。对焦炭塔的剩余寿命评估,做了一些基础性的研究工作,以期提高焦炭塔的使用寿命,为企业如何提高经济效益提出一些建议。     

焦炭塔的材料与结构

介绍了焦炭塔高温硫腐蚀的机理及其特殊性,分析了不同材料用于焦炭塔的优缺点,结合国内外焦炭塔的现状提出了设备主材、复合板复层及复层焊材的选材建议;重点介绍了低频疲劳破坏的两种现象,即塔体鼓凸变形和疲劳开裂;论述了不同的裙座顶部结构对焦炭塔低频疲劳破坏的影响,分析了裙座顶部圆弧过渡对接型式和整体锻焊结构的特点及结构设计的注...     

大型焦炭塔通过鉴定

由中国石化集团北京设计院设计、上海石化机械制造有限公司制造的 84 0 0 mm大型焦炭塔已在上海石化股份有限公司 1 0 0 0 kt/a延迟焦化装置上使用近一年 ,经非设备故障停车的例行检查 ,未发现焦炭塔有不正常缺陷 ,使用情况良好 ,满足了“一炉两塔”新工艺的要求。中国石化集团公司重大装备国产化办公室于 2 0 0 0年 1 2月 2 1日在上海石化机械制造有限公司主持召开了鉴定会。根据该塔直径大、原料油含硫高的特点 ,泡沫层 (包括泡沫层下 2 0 0 mm )以上塔体材质选用 1 5Cr Mo R 0 Cr1 3Al复合板 ,下段选用 1 5Cr Mo R。该塔有以下特…     

焦炭塔鼓凸变形应力测试与分析

焦炭塔长期在高温及充焦、除焦的冷热疲劳作用下运行,常出现塔体局部严重变形和母材焊缝开裂问题。针对这一现象,对某厂焦化车间三号焦炭塔采用塔体表面贴应变片的方法,通过对其一个工作循环周期(48 h)进行塔体表面应变和温度测量并计算塔体应力,对整个焦炭塔的应力状况进行考察。结果表明,冷焦过程中液面逐渐上升,液面与塔壁相交圆周处的应力发生迅速的升高与回落,由此产生的温差应力是导致塔体残余应力和鼓凸变形的主要原因。同时,焊缝处较高的强度造成焊缝处变形较小而筒节中央变形较大,使焊缝热影响区应力较高也是塔体发生鼓凸变形的原因。此结论可为焦炭塔的设计、加工以及寻求解决鼓凸变形问题的方法与对策提供可靠的理论依据,对焦炭塔的操作也有一定的指导意义。     

焦炭塔框架厚板裂缝的分析与预防

焦炭塔是炼油厂焦化装置中的核心设备,其框架厚板受高温辐射的影响,表面出现较多的裂缝。对几个炼厂焦炭塔框架厚板裂缝实测调查表明,由于生产操作温度较高,在设计与施工中均不能忽视温度应力问题。根据实测温度算得厚板的温度应力绝大部分为4.12～8.78MPa,最大为12.67MPa。采取通风和隔热措施;降低热源辐射温度;在设计与施工中按抗热结构要求对混凝土进行选料和配比;加密抗热构造钢筋等,可以有效地解决厚板裂缝的问题。     

焦炭塔过渡段的热应力分析

应用Ansys有限元软件,以中国石油化工股份有限公司茂名分公司提供的焦炭塔原始数据为条件,建立焦炭塔有限元模型并结合在线测试结果,分析焦炭塔各个操作阶段的变形情况和应力分布情况。结果表明：焦炭塔的简体与裙座连接部位是应力集中的区域。X方向、Y方向和Mises等效最大应力和应变发生在简体与裙座连接焊缝附近。根据分析结果提出了减少应力的措施。     

基于ANSYS的焦炭塔动力学分析

利用ANSYS软件建立了焦炭塔应力场分析的有限元模型,结合风载、地震载荷等对焦炭塔进行了分析,计算了各工况下焦炭塔的应力与强度。利用有限元模型对焦炭塔操作过程各阶段的载荷进行了分析计算,结果表明,焦炭塔在风载与地震载荷下能够安全平稳运行。     

焦炭塔运行过程热应力有限元分析

焦炭塔作为延迟焦化装置的关键设备,在其运行过程中承受着巨大的周期交变温度和循环载荷。研究焦炭塔不同部位应力及同一部位不同时刻应力对焦炭塔安全运行具有重要意义。本研究运用热-结构耦合有限元计算方法,以热分析结果、焦炭塔自重、操作内压、水压等作为载荷对焦炭塔进行了结构场数值计算。研究结果表明:温度梯度所产生的热应力远大于介质重量、自重所产生应力对焦炭塔安全的影响;过渡段热应力变化最复杂,热应力最大;除油气预热阶段外,都有焦炭塔应力最值超过塔体材料的屈服极限从而导致塑性应变的情况;蒸汽冷焦阶段塔体应力变化量最小,给水冷焦阶段对塔体安全运行影响最大。     

焦炭塔材质老化与腰鼓变形的研究

研究了20g材质老化程度对各种力学性能的影响,认为20g材质老化是从本质上影响延迟焦化焦炭塔安全运行的主要因素,应依据材质老化程度来判断焦炭塔是否报废.材质老化是一个复杂的过程,20g材质老化实质是具有较高表面能的片状珠光体在高温下向具有较低表面能的球状珠光体转化.焦炭塔在运行过程中产生腰鼓变形是不可避免的,其成因是塑性变形的累积.腰鼓变形有如下过程(规律性):在热应力作用下,焊缝热影响区局部发生屈服,这种屈服区域的不断扩大和累积则形成焦炭塔的腰鼓变形.对腰鼓变形问题的研究主要集中于确定腰鼓变形量的临界值,并以腰鼓变形量是否超过临界值作为焦炭塔判废的标准之一.     

焦炭塔的保温设计

介绍了某炼油厂延迟焦化装置焦炭塔保温结构在设计上的特点,提出了综合导热系数的概念,推导出了在各种情况下的计算公式,并利用综合导热系数的概念和计算公式对实际保温效果进行了校核,还指出,在对保温支持圈和保温钉布置密度大的保温结构进行计算时,对这些构件的导热作用不能忽略。     

焦炭塔进料管焊缝开裂原因分析与处理

叙述了焦炭塔进料管焊缝开裂的情况，分析了产生裂纹的原因，主要是由于温差应力引起，焊缝承受高温应力与常温应力的低周疲劳载荷，达到了疲劳极限而突然发生断裂，并对采取的相应安全措施做了概述。     

焦炭塔设计问题探讨

本文从设计方面就焦碳塔的设计方法,材料选择,腐蚀褡度以及运行中存在的诸如塔体鼓胀变形,裙座与筒体连接焊缝,塔体与管口相贯部位产生裂纹破坏,低周疲劳破坏等问题进行探讨,并提出相应的解决措施。     

焦炭塔上部壳体修复

对焦炭塔上部壳体和球形封头的减薄原因进行了简要分析,提出了临时修复措施。经过两年的运行,证明该修复措施是行之有效的。