Дестилационната кула е важно оборудване, което обикновено се използва в нефтохимическото производство, което позволява близък контакт между фазите газ-течност или течност-течност, постигайки целта за пренос на маса и топлина между фазите. С развитието на нефтохимическата и рафиниращата промишленост в Китай се увеличава използването на силно корозивни среди и изискванията за материалите стават по-високи. Устойчивите на корозия материали като цветни метали и оборудването им от композитни плочи стават все по-широко използвани. Тази статия взема дестилационна кула в проект на PTA като пример, за да обясни проблемите, възникнали в процеса на проектиране на дестилационната кула, надявайки се да предостави някаква справка за подобно оборудване в бъдеще.
1. Основни параметри
И изборът на работна среда за дестилационна кула е: оцетна киселина, вода и т.н.; Проектното налягане е 1,4MPa/FV; Проектна температура 245 градуса @ 1,4MPa/100 градуса C @ FV. Основното налягане на вятъра е 500N/㎡; Сеизмичният интензитет е 7 градуса; Основното сеизмично ускорение е 0.10g; настроен
Сеизмичното групиране е първата група; Типът почва на обекта е клас IV, а категорията на грапавостта на земята е A. Схематичната диаграма на размерите на конструкцията на оборудването е показана на фигура 1. Средата в завода PTA има силна корозивност и титановият материал може по-добре да отговори на изискванията за устойчивост на корозия . Поради високата цена на титановия материал и неговата неподходящост за производство на големи съдове под налягане, използването на композитни плочи от титанова стомана за производство на съдове под налягане може значително да намали разходите за оборудване. TA1 има по-ниска якост, по-добра издръжливост и по-малко остатъчно напрежение след експлозия. Силата на свързване на композитната плоча е по-висока. Следователно, при избора на TA1+Q345R като основен материал за компресионен компонент и композитна плоча от титанова стомана, облицовката не е включена в силата и се разглежда само
Като се има предвид здравината на основния слой, е необходимо да се предложат изисквания за въглероден еквивалент, твърдост, изпитване на удар, ултразвуково изпитване и т.н. за Q345R, използван в основния слой, за да се гарантират механичните свойства на основната стоманена плоча. За да се осигури плътна връзка между покрития титанов материал и основната стоманена плоча, композитната плоча от титаниева стомана трябва да бъде свързана експлозивно в съответствие с разпоредбите на NB/T47002.3-2019 B1 ниво и да бъде доставена в облекчаващ напрежението състояние на отгряване. Якостта на срязване на композитната плоча трябва да бъде по-голяма или равна на 180 MPa, когато се доставя.
Поради производствени процеси като валцуване на цилиндър, формоване на главата и топлинна обработка след заваряване по време на производството на оборудване, якостта на срязване на композитните плочи може да намалее. За да се гарантира безопасността на оборудването, след завършване на производството на оборудване, якостта на срязване на композитните плочи също трябва да бъде гарантирана да бъде не по-малка от 140MPa.
2. Основен конструктивен проект на оборудването
2.1 T-образна заварена конструкция от композитна плоча от титанова стомана
Т-образната структура на съединението при надлъжните и периферните заваръчни съединения на композитната плоча е показана на фигура 2. Отделна Т-образна покривна плоча със заоблен ъгъл обикновено се използва при Т-образното съединение. За удобство на защитата с газ аргон на гърба по време на заваряване и откриване на течове на припокриващата се фуга на покриващата плоча, трябва да се пробият най-малко 2 Φ 6 отвора за откриване на теч върху уплътнението на всяка надлъжна и периферна заваръчна фуга и местоположението на отворите за откриване на течове трябва да са възможно най-близо до високите и долните точки на надлъжната заварка и двата края на периферната заваръчна фуга. За да се открият навреме точките на течове и да се намали консумацията на газ аргон за защита на гърба по време на заваряване, каналите за откриване на теч между всеки цилиндър на облицовката не са свързани помежду си. Следователно, подложката под Т-образната покривна плоча трябва да бъде запечатана със сребърен припой, когато е свързана към надлъжната заваръчна фуга на друга облицовъчна цилиндърна секция
2.2 Поемане на фланец
Поради голямото натоварване върху устието на технологичната тръба, за да се гарантира безопасността на връзката между свързващата тръба и обвивката, свързващата тръба приема дебелостенна кована тръбна конструкция за цялостно подсилване. Вътрешната стена на свързващата тръба приема структура от титаниева облицовка, която трябва да осигури плътно прилягане между титаниевата облицовка и вътрешността на свързващата тръба. Поради различните материали на корпуса и облицовката, напрежението, генерирано от термично разширение
По същия начин наслагването на напрежение може лесно да доведе до повреда на кръстовището на свързващата тръба и облицовката на корпуса. Следователно структурата на свързване между облицовката на свързващата тръба и облицовката на черупката трябва да осигури достатъчна гъвкавост на кръстовището и да избягва значително напрежение в заварената връзка. Връзката между корпуса и свързващата тръба трябва да има фланцова структура, за да се поддържа плавен преход. За да проверите за течове в титановата облицовка по време на работа на оборудването и като изход за газ между свързващата тръба и облицовката, трябва да се монтират два отвора за откриване на течове с диаметър 6 mm на гърба на всяка облицовка на свързваща тръба, разположени на гърлото на свързващата фланеца на тръбата и най-ниската точка на близкия корпус. Структурата на фланеца на облицовката и структурата на отвора за откриване на течове на фланеца за поемане са описани подробно на Фигура 3.
Дизайнът на уплътнителната повърхност на фланеца е ключовият фактор, който влияе върху уплътняването на фланеца. Дестилационната кула приема интегрален фланец за коване с дълъг висок врат, а уплътнителната повърхност на фланеца е направена откомпозитна плоча от титанова стомана. Подробният структурен тип е показан на фигура 4. Основният слой на композитната плоча на уплътняващата повърхност на фланеца е здраво заварен към изковката на фланеца, а титановата облицовка вътре в свързващата тръба е заварена към облицовката на композитната плоча на уплътнителната повърхност с помощта на напълно заварен ъгъл съединение с опорна плоча. Този тип уплътнителна повърхност значително повишава безопасността на уплътнението на фланеца. Поради лесното изтичане на уплътнителната повърхност на фланеца, отворите за болтовете на фланеца също трябва да бъдат облицовани с титаниева структура, за да се избегне бързата корозия на частта от въглеродна стомана на фланеца и да се гарантира безопасното използване на оборудването.
