專利名稱：大型壓力容器燃?xì)庹w熱處理方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對金屬容器的整體熱處理方法及裝置，尤其是涉及一種利用燃?xì)夥▽Υ笮蛪毫θ萜鬟M(jìn)行整體熱處理的方法及裝置。
背景技術(shù)：
大型壓力容器是指因設(shè)備重量或運(yùn)輸?shù)缆废拗?，需在現(xiàn)場制造(組焊)完成的壓力容器。隨著石化行業(yè)的發(fā)展，各種化工鋼制塔、容器有越來越大型化的趨勢，如丙烯腈反應(yīng)器的直徑近9米，高度達(dá)到了30米左右。對如此大的壓力容器進(jìn)行焊后整體熱處理已成為亟待解決的技術(shù)難題。
目前常用的壓力容器熱處理技術(shù)有電加熱法及燃油法兩種，在進(jìn)行大型壓力容器整體熱處理時(shí)均存在不同程度的技術(shù)缺陷。采用電加熱法整體熱處理時(shí)，用電量相當(dāng)大，施工現(xiàn)場根本無法滿足，此外施工成本高、施工周期長，不適于大型壓力容器焊后整體熱處理(通常的方法是先分段熱處理，再對各段間焊縫進(jìn)行局部熱處理)；采用燃油法整體熱處理時(shí)，通常能提供足夠的熱量，但由于熱量過于集中，而塔式的壓力容器往往由于其結(jié)構(gòu)原因造成內(nèi)部熱循環(huán)效果差，不利于容器內(nèi)熱量的均勻分布，因此應(yīng)用于大型壓力容器整體熱處理時(shí)存在上下溫差大、局部溫度滯后等技術(shù)難點(diǎn)，導(dǎo)致熱處理質(zhì)量不高。此外，由于燃油法采用的輕柴油燃料中含硫量偏高，在燃燒過程中產(chǎn)生的硫化物將影響焊接接頭的使用性能，故在石化行業(yè)許多塔式壓力容器如丙烯腈反應(yīng)器等焊后整體熱處理明確要求不得使用燃油法，也限制了此方法在壓力容器方面的進(jìn)一步應(yīng)用和改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題旨在提供一種切實(shí)可行的利用燃?xì)夥▽Υ笮蛪毫θ萜骱负笳w熱處理的方法及裝置，以克服現(xiàn)有整體熱處理方法及裝置應(yīng)用于大型壓力容器整體熱處理時(shí)存在的上述缺陷。
本發(fā)明的熱處理方法包括下列步驟(1)首先將需進(jìn)行整體熱處理的壓力容器作為密封爐膛，就位于相應(yīng)的裙座上；(2)對壓力容器外部利用保溫材料進(jìn)行保溫；(3)采用多臺燃?xì)馊紵鞣謱訉毫θ萜鬟M(jìn)行供熱；(4)在壓力容器內(nèi)部安裝導(dǎo)流裝置，對燃?xì)鉄釟饬鬟M(jìn)行導(dǎo)流以提高壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)效果；(5)將自動控制裝置與燃?xì)馊紵鬟B接，對燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行自動控制，燃?xì)馊紵鲗⒐庋b置提供的燃?xì)恻c(diǎn)燃加熱，同時(shí)燃?xì)馊紵鞯墓╋L(fēng)部分提供相應(yīng)的風(fēng)量以保證燃?xì)獬浞秩紵⑷紵娜細(xì)饣鹧嫠腿雺毫θ萜鲀?nèi)形成燃?xì)鉄釟饬?，通過測溫裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；(6)壓力容器頂部利用煙道裝置調(diào)節(jié)容器壓力為正壓，以促進(jìn)壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)；
(7)壓力容器從常溫開始加熱升溫，按規(guī)定的升溫速度達(dá)到規(guī)定的熱處理恒溫范圍內(nèi)時(shí)，開始恒溫至規(guī)定的時(shí)間，然后再按規(guī)定的降溫速度降溫。
用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的裝置包括多臺燃?xì)馊紵?，分別安裝在壓力容器底部、側(cè)壁的人孔或接管處，用以對壓力容器分層供熱，提供足夠的熱源；一個供氣裝置，安裝在燃?xì)馊紵髑岸?，用以為燃?xì)馊紵魈峁┓€(wěn)定的氣源；一個導(dǎo)流裝置，安裝在壓力容器內(nèi)部，用以對燃?xì)馊紵娜細(xì)鉄釟饬鬟M(jìn)行導(dǎo)流，提高容器內(nèi)部的熱循環(huán)；一個測溫裝置，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；一個煙道裝置，安裝在壓力容器頂部人孔或接管處，用以對壓力容器內(nèi)部的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；一個自動控制裝置，與燃?xì)馊紵鬟B接，自動控制裝置根據(jù)測溫裝置測得的反饋信號與設(shè)定的各采樣時(shí)刻的熱處理實(shí)時(shí)目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較處理，實(shí)時(shí)控制燃?xì)馊紵鞯妮敵觥?br> 本發(fā)明與電加熱法相比，不需采用先分段、后局部的熱處理方法，提高了熱處理施工效率，降低了熱處理施工成本，縮短了熱處理施工周期；與燃油法相比，本發(fā)明根據(jù)壓力容器工況實(shí)際采用多臺燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行分層供熱，并輔以導(dǎo)流裝置，提高了壓力容器內(nèi)部的熱循環(huán)效果，從而保證了壓力容器的整體熱處理質(zhì)量。此外，采用含硫量偏低的燃?xì)?液化氣或天然氣)作為燃料，有效地降低了燃料燃燒過程中硫化物對焊接接頭使用性能的影響。
綜上所述，本發(fā)明技術(shù)克服了電加熱法及燃油法兩種熱處理技術(shù)應(yīng)用于大型壓力容器整體熱處理時(shí)各自存在的缺陷，具有多臺燃?xì)馊紵鹘M態(tài)靈活、分層燃燒供熱均勻、容器內(nèi)部熱循環(huán)效果好、燃料對焊接接頭使用性能影響低等優(yōu)點(diǎn)，尤其適合石化行業(yè)大型壓力容器焊后整體熱處理施工。


圖1是本發(fā)明熱處理工藝步驟示意圖；圖2是燃?xì)馊紵鞴ぷ髟硎疽鈭D；圖3是導(dǎo)流裝置中的導(dǎo)流傘結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是導(dǎo)流裝置中的導(dǎo)流傘結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是測溫裝置構(gòu)成示意圖；圖6是煙道裝置構(gòu)成示意圖；圖7是自動控制裝置工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式參照圖1，本發(fā)明的燃?xì)庹w熱處理方法包括下列步驟(1)首先將壓力容器3作為密封爐膛，就位于裙座7上；(2)對壓力容器3外部利用保溫材料進(jìn)行保溫；(3)將多臺燃?xì)馊紵?分別與壓力容器3底部、側(cè)壁的人孔或接管連接并密封，給壓力容器分層供熱，提供足夠的熱源；(4)在壓力容器3內(nèi)部安裝導(dǎo)流裝置2，對燃?xì)鉄釟饬?進(jìn)行導(dǎo)流以提高壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)效果；
(5)將自動控制裝置6與燃?xì)馊紵?連接，對燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行自動控制，燃?xì)馊紵?將供氣裝置5提供的燃?xì)恻c(diǎn)燃加熱，燃?xì)饪梢允且夯瘹?，也可以是天然氣，同時(shí)燃?xì)馊紵鞯墓娘L(fēng)機(jī)提供相應(yīng)的風(fēng)量以保證燃?xì)獬浞秩紵⑷紵娜細(xì)饣鹧嫠腿雺毫θ萜鲀?nèi)形成燃?xì)鉄釟饬?，通過測溫裝置8實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；(6)壓力容器頂部利用煙道裝置9調(diào)節(jié)容器壓力為正壓，以促進(jìn)壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)；(7)壓力容器從常溫開始加熱升溫，按規(guī)定的升溫速度達(dá)到規(guī)定的熱處理恒溫范圍內(nèi)時(shí)，開始恒溫至規(guī)定的時(shí)間，然后再按規(guī)定的降溫速度降溫。
參照圖2，燃?xì)馊紵靼獠糠?、控制部分、點(diǎn)火部分、供風(fēng)部分及主火部分。燃?xì)馊紵鞴潭ㄓ趬毫θ萜鞯撞炕騻?cè)壁的人孔或接管處，供氣部分與供氣裝置相連，控制部分啟動后，點(diǎn)火部分點(diǎn)燃并將主火部分點(diǎn)燃，供風(fēng)部分的風(fēng)氣自動配比并將點(diǎn)燃的火焰流強(qiáng)制送入壓力容器內(nèi)，為壓力容器提供燃料燃燒所釋放的熱量。燃?xì)馊紵髋c相應(yīng)的自動控制裝置連接，根據(jù)壓力容器熱處理時(shí)的實(shí)時(shí)工況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燃?xì)馊紵闆r。燃?xì)馊紵鞑捎靡夯瘹饣蛱烊粴庾鳛槿剂希?dāng)供氣裝置提供的燃?xì)鉃橐夯瘹鈺r(shí)，可以是液化氣罐，也可以是液化氣槽車；當(dāng)提供的燃?xì)鉃樘烊粴鈺r(shí)，可以是天然氣管道等。供氣裝置與燃?xì)馊紵鬟B接，為其提供所需燃料，燃?xì)庵械牧蚝窟h(yuǎn)低于輕柴油中的硫含量，能有效地降低燃料燃燒過程中硫化物對焊接接頭使用性能的影響，尤其適于石化行業(yè)大型壓力容器對整體熱處理施工的特殊要求。
參照圖3、圖4，導(dǎo)流裝置由導(dǎo)流傘10及導(dǎo)流檔板11組成，導(dǎo)流裝置底支架由白鋼板加工焊接而成，其上覆蓋耐高溫的硅酸鋁保溫棉，并采用白鋼網(wǎng)遮蓋固定。整個裝置由白鋼管或懸吊于上人孔，或利用容器內(nèi)器壁上各種焊件進(jìn)行斜向上下拉伸支撐。導(dǎo)流傘10對縱向向上的熱氣流進(jìn)行反射，使熱氣流從該層底部沿器壁向上流動，以加強(qiáng)各層內(nèi)部的熱循環(huán)；導(dǎo)流檔板11對燃?xì)馊紵鲊姵龅乃交鹧媪鬟M(jìn)行折射，保證火焰流不與容器壁直接接觸，避免了橫向燃燒時(shí)易造成器壁過燒的現(xiàn)象發(fā)生。
參照圖5，測溫裝置包括熱電偶、補(bǔ)償導(dǎo)線、測溫設(shè)備，熱電偶固定于壓力容器外壁，通過補(bǔ)償導(dǎo)線為測溫設(shè)備提供壓力容器各部位溫度值，測溫設(shè)備實(shí)時(shí)測量、打印壓力容器各部位溫度值。測溫設(shè)備為多點(diǎn)測溫設(shè)備，能實(shí)時(shí)顯示并打印壓力容器各個部位的溫度值。
參照圖6，煙道裝置包含括煙道13、蝶閥12及控制電纜14三部分，煙道裝置安裝在壓力容器頂部人孔或接管處，自動控制裝置通過控制電纜14實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)蝶閥12的開度，以調(diào)節(jié)壓力容器內(nèi)部的壓力。
參照圖7，自動控制裝置采用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行控制，與燃?xì)馊紵鬟B接，對燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行自動控制。工作時(shí)，分布于壓力容器外壁的各測溫?zé)犭娕紝y得的各點(diǎn)實(shí)時(shí)溫度值通過補(bǔ)償導(dǎo)線反饋回測溫設(shè)備，并進(jìn)入自動控制裝置進(jìn)行處理，自動控制裝置將此數(shù)據(jù)與設(shè)定的各采樣時(shí)刻的熱處理實(shí)時(shí)目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較處理，如反饋溫度值大于目標(biāo)溫度值，則燃?xì)馊紵魍Ｖ构ぷ?；否則燃?xì)馊紵鲉娱_始工作，自動調(diào)整燃?xì)馊紵鞯妮敵觥?br> 權(quán)利要求
1.大型壓力容器燃?xì)庹w熱處理方法，其特征在于該方法包括下列步驟(1)首先將需進(jìn)行整體熱處理的壓力容器作為密封爐膛，就位于相應(yīng)的裙座上；(2)對壓力容器外部利用保溫材料進(jìn)行保溫；(3)采用多臺燃?xì)馊紵鞣謱訉毫θ萜鬟M(jìn)行供熱；(4)在壓力容器內(nèi)部安裝導(dǎo)流裝置，對燃?xì)鉄釟饬鬟M(jìn)行導(dǎo)流以提高壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)效果；(5)將自動控制裝置與燃?xì)馊紵鬟B接，對燃?xì)馊紵鬟M(jìn)行自動控制，燃?xì)馊紵鲗⒐庋b置提供的燃?xì)恻c(diǎn)燃加熱，同時(shí)燃?xì)馊紵鞯墓╋L(fēng)部分提供相應(yīng)的風(fēng)量以保證燃?xì)獬浞秩紵⑷紵娜細(xì)饣鹧嫠腿雺毫θ萜鲀?nèi)形成熱氣流，通過測溫裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；(6)壓力容器頂部利用煙道裝置調(diào)節(jié)容器壓力為正壓，以促進(jìn)壓力容器內(nèi)部熱循環(huán)；(7)壓力容器從常溫開始加熱升溫，按規(guī)定的升溫速度達(dá)到規(guī)定的熱處理恒溫范圍內(nèi)時(shí)，開始恒溫至規(guī)定的時(shí)間，然后再按規(guī)定的降溫速度降溫。
2.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1的方法的裝置，其特征在于該裝置包括多臺燃?xì)馊紵?，分別安裝在壓力容器底部、側(cè)壁的人孔或接管處，用以對壓力容器分層供熱，提供足夠的熱源；一個供氣裝置，安裝在燃?xì)馊紵髑岸耍靡詾槿細(xì)馊紵魈峁┓€(wěn)定的氣源；一個導(dǎo)流裝置，安裝在壓力容器內(nèi)部，用以對燃?xì)馊紵娜細(xì)鉄釟饬鬟M(jìn)行導(dǎo)流，提高容器內(nèi)部的熱循環(huán)；一個測溫裝置，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；一個煙道裝置，安裝在壓力容器頂部人孔或接管處，用以對壓力容器內(nèi)部的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；一個自動控制裝置，與燃?xì)馊紵鬟B接，自動控制裝置根據(jù)測溫裝置測得的反饋信號與設(shè)定的各采樣時(shí)刻的熱處理實(shí)時(shí)目標(biāo)溫度值進(jìn)行比較處理，實(shí)時(shí)控制燃?xì)馊紵鞯妮敵觥?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于燃?xì)馊紵靼獠糠?、控制部分、點(diǎn)火部分、供風(fēng)部分及主火部分，供氣部分與供氣裝置相連，控制部分連接點(diǎn)火部分，點(diǎn)火部分和供風(fēng)部分各自連接主火部分。
全文摘要
大型壓力容器燃?xì)庹w熱處理方法，采用多臺燃?xì)馊紵鞣謱訉毫θ萜鞴?，包括多臺燃?xì)馊紵?，用以對壓力容器分層供熱；一個供氣裝置，用以為燃?xì)馊紵魈峁┓€(wěn)定的氣源；一個導(dǎo)流裝置，用以對燃?xì)馊紵娜細(xì)鉄釟饬鬟M(jìn)行導(dǎo)流；一個測溫裝置，用以實(shí)時(shí)監(jiān)測并打印壓力容器各個部位的溫度；一個煙道裝置，用以對壓力容器內(nèi)部的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)；一個自動控制裝置，實(shí)時(shí)控制燃?xì)馊紵鞯妮敵觥１景l(fā)明供熱能力強(qiáng)、內(nèi)部熱循環(huán)效果好、自動控制精度高，保證了壓力容器的整體熱處理質(zhì)量。采用含硫量低的燃?xì)庾鳛槿剂?，有效地降低了燃料燃燒過程中硫化物對焊接接頭使用性能的影響，滿足了石化行業(yè)對大型壓力容器焊后整體熱處理施工的特殊要求。
文檔編號C21D1/34GK101037719SQ20071005547
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者李忠林, 米澤學(xué), 王學(xué)成, 付紅軍, 曲麗萍, 王斌, 喬連慶, 李嘉, 于廣洲 申請人:吉林亞新工程檢測有限責(zé)任公司