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硝酸镁法浓硝酸装置安装施工总结
来源:互联网 sk001 | 李香梅
【分  类】 文化研究
【关 键 词】 硝酸镁法    浓硝酸装置      安装施工特点及注意问题
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘要:本文针对硝酸镁法浓硝酸装置的工艺设计特点,主要阐述了浓硝装置的施工特点及施工中应注意的有关问题。

  关键词:硝酸镁法 浓硝酸装置 安装施工特点及注意问题 概述 硝酸作为淮化集团的拳头产品在化工市场上占有相当大的份额,也是公司的主要利润支撑产品之一。从2005年到2006年淮化集团公司先后上马两套硝酸装置,加上原有的两套装置,目前共计有四套硝酸装置。新建的两套硝酸装置年产量均为10万吨,。

  浓硝酸是一种具有强腐蚀性的酸性化合物,是强酸介质,因此该装置的设计从土建到安装都充分考虑到介质的特性,选用耐腐蚀性能强的材料。该装置的土建是7层框架结构,地面全部贴耐酸瓷砖,建筑部分的造价相应较高。安装的设备大部分为不锈钢设备,对部分走熔融的浓硝酸介质、硝镁介质的设备选用高硅铸铁设备和C4钢设备,泵类设备选用的全部是耐腐蚀泵。管道所选用的材料品种较多,水汽部分主要选用20#、Q235-A,工艺介质管道主要采用不锈钢、C4钢、工业高纯铝、高硅铸铁、不锈钢衬玻材料等等。

  因此,浓硝装置虽然安装工程量不大(设备93台,管道4003米),但由于有许多特殊材料,以往的施工较少遇到,施工方法掌握不熟练等原因,都给施工造成了一定难度,对工期产生了一定的影响。针对浓硝装置的工艺设计特点,本文主要阐述了浓硝装置的施工特点及施工中应注意的有关问题。 设备安装特点 2.1静置设备就位难度大

  整个装置是框架结构,大部分设备是挂在框架梁上,且每层框架的层高较低,基本在3~4.5米之间,这样就给设备的就位带来一定的难度。卧式设备如4台硝镁加热器(DN1700×6700mm),安装在框架内,由于设备较长,框架层高较矮,吊车无法直接送到基础上,只有采用导链接入就位的方法;立式设备如2台硝镁蒸发器,由于框架层高过矮,无法从预留洞内直接穿入,在现场进行解体,将设备分成两段吊装就位。设备主法兰拆开后,又在现场进行了试压,增加了较多的工作量。

  2.2特别的机泵安装方法

  浓硝装置的泵都是耐腐蚀泵,多数是离心式的,有2台是液下泵。因为泵口的阀门检修时经常需要拆卸,泄漏的强酸介质会对泵基础产生腐蚀,如果不对泵的底座基础进行保护,基础很快就会被腐蚀。通常采用的方法是制作一个不锈钢外壳罩在基础上,即可达到保护的目的。因此,硝酸装置的泵安装程序见图1:

  图1 泵安装程序

  2.3 高硅铸铁设备安装方法简介

  高硅铸铁材料能耐强酸腐蚀,因此大量的高硅铸铁设备被使用在浓硝酸装置中,共计32台。高硅铸铁设备到货全部为散件,例如浓硝装置的核心设备硝酸浓缩塔和漂白塔,都分为若干筒节到货,所有筒节都是使用高硅铸铁对开法兰、聚四氟乙烯垫片连接安装,并在现场安装设备内部填料。由供货厂家负责现场安装和试压查漏。 工艺管道安装特点 3.1作好不同材质的区分

  浓硝酸装置工艺管道设计的特点就是特殊材质多,如C4钢、不锈钢管道、工业高纯铝管道等。C4钢管道和不锈钢管道都是奥氏体不锈钢管道,从外观上较难区分。这就要求仓库对C4钢管道的管件、阀门,采取特殊的管理方式,单独存放,领用时需登记,以便用错后备查。 C4钢管道的施工 C4钢材料属高硅奥氏体不锈钢,主要宜在中、低温度(≤50℃)、硝酸浓度≥98%的浓硝酸介质中使用。C4钢的化学成分见表1:

  表1 C4钢的化学成分 化学成分 C Mn Si Cr Ni P S 含量(%) 0.021 0.85 4.41 13.7 13.82 0.026 0.007 从C4钢的化学成分可以看出,为了提高钢材的耐浓硝酸腐蚀能力,与304L相比,C4钢降低了钢中的含Cr量,提高了含Ni量,并显著地提高了含Si量,在浓硝酸中,其腐蚀性要比304L高出十几倍。但是由于Si在含Ni量较高的钢中易于偏析,在焊接过程中容易产生热力纹,因此C4钢的可焊性较差。

  C4钢管道焊接采用手工钨极氩弧焊打底,手工电弧焊填充、盖面的焊接方法。氩气纯度要求达到99.99%。焊接工艺参数选择见表2:

  表2 焊接工艺参数 焊接顺序 焊材牌号 焊材直径(mm) 电源极性 焊接电流(A) 电弧电压(V) 封底焊 KY704 Φ2.0 直流正接 90~100 18~20 填充焊 KY704 Φ4.0/Φ2.5 直流反接 130~150 20~22 盖面焊 KY704 Φ4.0/Φ2.5 直流反接 120~140 20~22 焊接时,发现焊接工艺参数对焊缝及热影响区的抗热裂纹的影响很大。当焊接热输入过大时,焊缝区及热影响区在高温的停留时间长,则越容易产生热裂纹。所以应尽量限制焊接热输入,建议采用小电流直线快速焊接的方法。焊接的层间温度应控制在50℃以下,以减少热裂纹的发生。

  由于施工单位有多年的奥氏体不锈钢材料的焊接经验的积累,在焊接过程中焊工能较好的掌握这种材料的焊接性能,焊缝外观较好,合格率较高。

  3.3工业高纯铝管的施工

  浓硝酸装置中的酸性气管道全部采用的是工业高纯铝管(LG3),酸性气体对管壁的腐蚀性较大,所以铝管的焊接质量直接影响到装置的安全生产。本装置共计有高纯铝管576米,由于焊工对这种材料接触较少,在施工试焊期间,出现气孔缺陷,有些缺陷甚至是表面的。究其原因主要是铝的化学性质很活泼,在空气中极易氧化,表面产生氧化膜,而这种氧化膜在焊接过程中又易吸附水分,所吸附的水分不仅是提供氢的主要来源,而且能使气泡聚集附着,不易脱落且条件长大,所以常常会造成集中的大气孔。现场施工中主要采取了以下措施:

  3.3.1加强焊接前对管件和焊丝的清洗工作。要求在焊接前严格对焊接焊缝坡口进行清洗,清洗的步骤如下:碱洗→清水冲洗→酸洗→清水冲洗→室温烘干,坡口化学清洗完毕后,再使用机械清理一遍,正常一般不得超过12小时。

3.3.2采用正确的焊接工艺。在施工中由于对高纯铝管的焊接工艺参数掌握不够,也是对焊接质量产生影响的主要原因。焊接坡口形式见图2:

  图2 焊接坡口形式

  经过多次试验,发现采用大电流快速焊接的方法,可以有效地防止气孔的产生。

  3.3.3优化焊接环境。施工期间,高纯铝管的预制场地在凉水塔附近,空气中水分大,湿度大,对焊接质量产生了影响。为了改善工作条件,将焊接区域移至厂房内,改善了作业条件,大幅度提高了焊接质量。

  3.3.4 提高氩气纯度。氩气纯度不高也是产生气孔的原因之一。高纯铝管焊接时选用纯度在99.99%以上的氩气,这样有效地提高了焊接质量。

  3.3.5采取背面加衬环的焊接方法。在施工中采用了焊接背面加衬环的方法,可以使焊接背面成型好,减少气孔的产生。焊接完毕后,再将衬环从管内抽出。

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