摘要：文章从国内资料供应现状，选择与介质相匹配的资料，确保其耐腐蚀性。按我国压力容器体系的要求，给出了详尽的资料技能参数和制作查验要求。高压密封选用自行规划的组合式垫片。冷凝器的膨胀用两波单层U形膨胀节补偿。用格栅结构替代折流板，解决了超长换热管的支撑和轰动等方面介绍了高压甲铵冷凝器国产化规划的成功经历。
Abstract：Thematerialmatchingthemediumshouldbeselectedbasedonthematerialsupplysituationtoensureitscorrosionresistance.AccordingtotherequirementsofthepressurevesselsysteminChina，detailedtechnicalparametersandmanufacturematerialsinspectionrequirementsaregiven.Highpressuresealadoptstheindependentlydesignedgasket.Theexpansionofthecondenserismadeupwithtwowavessingle-layerU-shapedexpansionjoint.Thebaffleisreplacedbygratingstructure，thussolvingthesupportandvibrationproblemsofthelargeheatexchangetube.Thispaperintroducesthesuccessfulexperienceofthedomesticdesignofhighpressurecarbamatecondenser.
要害词：甲铵冷凝器；规划；高压
Keywords：carbamatecondenser；design；highpressure
中图分类号：U261.163+.1文献标识码：A文章编号：1006-4311（2015）16-0141-03
0导言
国内最早的几套大化肥设备是全体引入的国外技能和设备，经过多年的运转，要害设备高压甲铵冷凝器已经老化，出现了裂纹甚至走漏现象，给安全出产带来了严峻的隐患。进口高压甲铵冷凝器设备不只要花费巨额的外汇，制作周期也无法满意出产的需要。因此，高压甲铵冷凝器的国产化是十分必要的。
1概况
高压甲铵冷凝器是尿素设备中最要害的设备之一，中油股份乌鲁木齐石化分公司化肥厂一尿素设备建成投产于1985年7月，该设备整个从国外引入，至今已服役多年。目前高压甲铵冷凝器（202-C）存在的首要问题是：①部分列管在管板区有明显的应力腐蚀（SCC）现象，随着时刻的延伸，在管板区的列管有可能发生应力腐蚀开裂。②壁厚减薄超支，列管因为壁厚太薄开裂，设备存在着严峻的安全隐患。③列管有活化腐蚀的明显迹象，即列管内壁钝化膜未被损坏，但手感明显粗糙。根据化肥设备腐蚀检测的经历，管子一旦开端活化腐蚀，其腐蚀发展速度会很快，这说明该设备进入寿数的晚期，因此，设备的更新问题已迫在眉睫。为了节约投资和外汇，咱们在参阅原始规划，确保衔接尺寸，满意现工艺要求的基础上对甲铵冷凝器进行国产化规划。高压甲铵冷凝器为带膨胀节的固定管板式换热器（图1），规划参数见表1。
2选材
2.1设备资料
该设备管程内介质为腐蚀性很强的甲铵，且为高压，要求资料即具有高强度而又耐腐蚀，管箱封头选用德国强度较高的钢号19Mn6钢板，相当于在16MnR资料的基础上增加一些合金元素，其资料的屈从强度和抗拉强度高于我国的16MnR，且国内能够出产。管箱筒体、管板、人孔选用国内20MnMo锻钢。管箱与介质接触的内外表堆焊X2CrNiMo25-22-2尿素级不锈钢。换热管选用进口钢管X2CrNiMo25-22-2，资料标准为DIN17440。高压管箱接收选用316Lmod，即316L的改进型，抗腐蚀才能优于316L。
2.2尿素级不锈钢的焊接资料
2.2.1带极堆焊
渡层及耐蚀层均为：
焊带：SANDIVIK25—22—2LMN（60×0.5）
焊剂：SOUDAMETAL13BLFI
2.2.2手艺电弧焊
手艺堆焊过渡层和耐蚀层及面料焊缝
FILARCBM310Mo—L
2.2.3氩弧焊
焊丝：SANDIVIK25—22—2LMN
保护气：99.99%氩气
资料化学成分见表2，力学性能见表3。
2.3尿素级不锈钢堆焊层晶间腐蚀倾向实验应满意：五个周期的平均腐蚀速率CR应契合下列规则：①316LMoD不锈钢CR≤2.0μm/48h。②25-22-2型不锈钢CR≤1.0μm/48h。
以上尿素级不锈钢资料（包含熔敷金属），金相安排在焊接或最终热处理后应为单相奥氏体安排，不得有连续网状碳化物或σ相存在，铁素体含量不得大于0.4%。
3结构规划
高压管箱球封头部分耐腐蚀层，分两次堆焊，总厚度为8mm，其中4mm为过渡层。筒体部分选用松衬，将耐腐蚀的衬板按容器的壳体形状贴合于容器内壁，衬板间实施对接焊。因为全体面料焊后，冷库建造焊缝要缩短，因此在面料与壳体之间存在间隙，经过水压实验后相当于进行一次液压胀紧，操控最大间隙不超过1mm。水压实验合格后对焊缝进行氨渗漏查验。面料设检漏系统，在面料容器外壳上开若干检漏孔，使面料与外壳之间相通，在面料筒节的关闭区间，检漏孔尽量接近焊缝附近。
上下人孔平垫密封选用组合式垫片，原料为316L的齿形垫上下掩盖石棉垫，石棉板氯离子含量≤100ppm，石棉垫厚度大于齿高，使石棉垫被压入齿槽内后仍高出齿顶0.1mm以上。这种组合垫的特点是：预紧螺栓时，利用效果在金属齿形垫上垂直于齿角的力，来压紧和稳固填充在齿槽内的石棉垫，以次弥补石棉强度低，简单挤断的缺乏，充分发挥各自的长处，使其能在高温高压和强腐蚀介质效果下具有良好的密封性能。
密封面面料选用不锈钢镶环结构，预先在母体上开槽堆焊不锈钢过渡层，确保焊环与碳钢母体焊接好，削减焊接应力，焊接结束，热处理后再最后加工密封面。
带面料的高压接收焊接结构，焊接坡口先堆焊一层4mm的不锈钢过渡层，消除应力退火后再焊接收，开孔补强选用锻件凸缘，为确保焊接质量，在筒体开孔及凸缘上均留出加工余量，焊后再车去。
壳程为削减温差给换热管带来的应力，壳体设两波单层U形膨胀节，考虑总的轴向变形为26mm。资料为柔性较好的0Cr18Ni9不锈钢，因为管束较长（L=12171mm）为防止轰动及支撑换热管，用格栅结构替代折流板。
4焊后热处理
高压管箱的热处理在过渡层堆焊结束后进行。与奥氏体资料相邻的碳钢进行焊后热处理时，在奥氏体资料的任何部位最高温度为510℃，热处理炉温度应坚持均匀，在确保恒温的一段足够长时刻，其温度最大偏差为上下14℃，炉内的气氛应进行操控以防钢的过分增碳或脱碳。
5压力实验
设备制作结束后进行压力实验。因为管程原料为尿素级不锈钢资料所以对水压验介质提出特殊要求：水的温度不得低于大气露点温度，最低温度不低于15℃，管侧氯离子含量不大于2PPM。该设备管程的规划压力远大于壳程，必须考虑换热管与管板衔接接头严密性实验。①换热管和管板的第一道焊缝用0.05～0.1MPa的空气试漏。②换热管和管板的最后一道焊缝（在壳程水压实验前）充入10%～30%（体积）氨气进行氨渗漏。管程水压实验后应对管程面料进行致密性实验以确保高压设备的安全，选用充入100%氨气法进行氨渗漏：将氨气从高压检漏孔充入外壳与松衬的间隙内，充氨压力达2～3kPa，核算容器松衬在此外压效果下不失稳。
6结束语
高压甲铵冷凝器制作完成后进行了替换，经过一年多的运转考核，安全平稳，各项性能参数达到了规划目标，满意了尿素年产52万吨的出产才能。故高压甲铵冷凝器的国产化十分成功，并达到了国内先进水平。
参阅文献：
[1]GB10476—89，尿素高压冷凝器技能条件[S].
[2]JB/T4735-1997，钢制焊接常压容器[S].
[3]化工部设备规划技能中心站.高压容器规划[M].上海：上海科学技能出版社，1983.
本文转载自
冷库建造www.iceage-china.com