專利名稱：一種焦炭塔過渡段及加工拼焊方法
技術領域：
本發(fā)明涉及石油化工領域，進一步地說，是涉及一種焦炭塔過渡段及加工拼焊方法。
背景技術：
焦炭塔是煉油廠二次加工延遲焦化裝置的重要設備，它的操作過程是加熱和冷卻的循環(huán)過程，其殼體與裙座連接處受力復雜。此處過去采用焊接結構，此環(huán)焊縫焊后殘余應力很大，峰值應力很高，極易產(chǎn)生裂紋破壞，改進的辦法是在此部位采取整體鍛件結構的過渡段，上與筒體相焊，下與錐形封頭和裙座相焊，如圖1、2所示。其好處是在此高應力區(qū)取消了環(huán)焊縫，減少了產(chǎn)生裂紋的可能性，能大大延長焦炭塔的使用壽命。但大型焦炭塔整體鍛件的過渡段外徑達6. 0 10. 0米，內陸地區(qū)無法運輸，故限制了此整體鍛件過渡段的使用。中國專利CN1837330A介紹的正是這種整體結構，它無法在內陸地區(qū)運輸，雖稱 “為運輸方便可制成二段式過渡段，運至工地焊接”。但由于沒有有效措施，實際上過渡段斷面形狀較復雜，焊接困難，無損探傷困難，實現(xiàn)現(xiàn)場拼焊難度較大。因此，焦炭塔過渡段的焊接和探傷困難，現(xiàn)場拼焊難以實現(xiàn)是目前需要解決的技術問題。

發(fā)明內容
為解決現(xiàn)有技術中存在的過渡段整體結構較大，運輸不方便等問題，本發(fā)明提供了一種焦炭塔過渡段及加工拼焊方法，能夠方便運輸，并且焦炭塔殼體與裙座合理連接，使用壽命延長。本發(fā)明的目的之一是提供一種能在現(xiàn)場焊接的焦炭塔過渡段。—種焦炭塔過渡段，上部連接焦炭塔的筒體，下部連接錐體和裙座，所述的焦炭塔過渡段分成N段，其中N大于2，每段過渡段成品兩端設置縱向缺口， 缺口截面為矩形，缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2，每段之間采用焊接連接。本發(fā)明的目的之二是提供一種焦炭塔過渡段的加工拼焊方法。包含以下步驟(1)焦炭塔過渡段毛坯鍛件分成N段，其中N大于2;(2)將各毛坯鍛件拼接成環(huán)形，并臨時固定，加工至半成品鍛件的形狀、尺寸；(3)對每個半成品鍛件用工裝板臨時焊接加固，拆除步驟(2)中的臨時固定，然后再將焊縫切開分成N個鍛件，并將焊縫的焊肉全部去除，每個鍛件兩端加工成縱向缺口和焊接坡口，得到過渡段成品；(4)將步驟(3)得到的N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段。在具體實施中，步驟O)的臨時固定為相鄰兩個毛坯鍛件對接口內側采用內側臨時固定筋板固定，對接口外側采用外側臨時局部焊縫固定，焊接的厚度為裙座鋼板厚度；
步驟O)的加工至半成品鍛件的形狀、尺寸為將臨時固定后的環(huán)形毛坯經(jīng)過熱處理后再經(jīng)機加工成橫截面符合過渡段要求的形狀、尺寸，得到半成品鍛件；步驟(3)中工裝板使用與焦炭塔過渡段相同的材料，焊接時使用與焦炭塔過渡段焊接相同的焊接工藝；步驟(3)中，每個半成品鍛件兩端加工成缺口的截面為矩形、缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2的過渡段成品；為了減少運輸過程中所述的鍛件的變形，每個鍛件都應用工裝件加固，直至現(xiàn)場組焊完成后再拆除此工裝件。即在步驟中，將步驟C3)得到的N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段后拆除工裝板。本發(fā)明的關鍵之處在于1、過渡段特殊的斷面形狀較復雜，在拼焊時較困難，為了便于焊接，保證焊接質量，在半成品鍛件對接處開一個缺口，在與此對接焊縫相對應的裙座上開U形槽孔，這樣處理后，便于焊接，便于無損探傷，焊接質量能夠保證，而且U形槽孔又能釋放裙座與殼體因溫度不同(溫差達200°C 400°C )而引起的溫差應力。2、為了能有效地臨時固定毛坯鍛件作機加工，將相鄰兩個毛坯鍛件的外側先臨時局部焊起來，局部焊接深度為裙座鋼板厚度，熱處理后機加工，待機加工后再將此焊縫切開，將焊肉全部去除，并開缺口。此臨時局部焊的焊縫及其熱影響區(qū)，結構上處于缺口部位， 加工缺口時，全部被去除了，故從結構上保證了臨時局部焊的質量不影響鍛件本身質量。3.與過渡段本體相焊接的工裝板使用與本體相同的材料，焊接時使用與本體焊接相同的焊接工藝，所以此局部臨時焊不會對鍛件本體性能造成不良影響。本發(fā)明具有以下優(yōu)點1、由于過渡段分段預制，分段運輸，使內陸地區(qū)直徑6 IOm的焦炭塔過渡段采用鍛件結構成為可能。2、由于每兩個過渡段成品之間，在鍛件外側與裙座連接處開了缺口，便于鍛件拼焊焊接和焊接接頭的無損檢測，有利于保證焊接質量。3、由于每個過渡段成品連接處開了缺口，在裙座的相應部位也開了 U形槽，能釋放因殼體與裙座的溫差而引起的溫差應力，有效減少了產(chǎn)生裂紋的可能性。


圖1為現(xiàn)有技術的焦炭塔過渡段俯視2為現(xiàn)有技術的焦炭塔過渡段A-A截面3為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段俯視4為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段A向視5為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段A向視圖的A-A截面6為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段A向視圖的B-B截面7為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段A向視圖的C-C截面8為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段毛坯鍛件圖9為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段毛坯鍛件D-D截面10為本發(fā)明所述的焦炭塔過渡段毛坯鍛件拼接并作臨時固定圖
圖11為拼接的過渡段半成品12為過渡段半成品鍛件13為過渡段半成品鍛件E-E截面14為工裝板固定的焦炭塔過渡段半成品15為工裝板固定的焦炭塔過渡段半成品鍛件16為圖15的B向視17為圖16的F-F截面18為圖16的H-H截面19為過渡段成品與筒節(jié)、錐體和裙座的連接圖也是圖20的I-I截面20為圖19的A向視圖附圖標記說明1-毛坯鍛件 2-內側臨時固定筋板 3-半成品鍛件 4-工裝板 5-筒體 6-過渡段成品7-裙座8-U型槽孔9-過渡段焊縫10-錐體11-缺口 12-外側臨時
局部焊縫
具體實施例方式下面結合實施例，進一步說明本發(fā)明。本發(fā)明采用的結構如圖3、4、5、6、7所示。加工毛坯鍛件1并作熱處理，如圖8、9所示；將4段毛坯鍛件1拼成環(huán)形鍛件并臨時固定。臨時固定辦法每道對接口內側采用內側臨時固定筋板2固定，外側采用外側臨時局部焊縫12固定，如圖10所示；在立式數(shù)控車床上對環(huán)形鍛件進行粗加工，粗加工后進行消應力熱處理，消除焊接及機加工應力，減小工件變形，熱處理溫度600°C左右。工件消應熱處理后在數(shù)控立車上進行精加工，精加工后在各段分別焊接上工裝板4，見圖14、15。各段的工裝板4焊接完成后，切除對接口處的內側臨時固定筋板2，將環(huán)形鍛件拆開成4段、并將焊縫的焊肉全部去除后即為半成品鍛件3。然后將半成品鍛件3在落地鏜床上按圖16、圖17、圖18加工，每個半成品鍛件3 兩端加工出缺口 11和坡口，制成過渡段成品6。將過渡段成品6運輸?shù)浇固克┕がF(xiàn)場。在現(xiàn)場，將過渡段成品6拼焊成焦炭塔過渡段，拼焊時采用相應的焊接工藝，減小工件焊接變形，并在焊接過程中用百分表監(jiān)測焊接變形，保證焊接質量。待工件整體焊接完成并消應熱處理后使溫度降到環(huán)境溫度后，將所有工裝板4拆除，并將焊肉磨平進行磁粉探傷合格。焦炭塔過渡段在與裙座相接時，在裙座的相應部位開有U形槽孔8，此焦炭塔過渡段上部與焦炭塔筒體相焊，下部與錐形封頭和裙座相焊，見圖19、20。
權利要求
1.一種焦炭塔過渡段，上部連接焦炭塔的簡體，下部連接錐體和裙座，其特征在于 所述的焦炭塔過渡段分成N段，其中N大于2，每段過渡段成品兩端設置縱向缺口，缺口截面為矩形，缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2，每段之間采用焊接連接。
2.一種焦炭塔過渡段加工拼焊方法，其特征在于包含以下步驟(1)焦炭塔過渡段毛坯鍛件分成N段，其中N大于2;(2)將各毛坯鍛件拼接成環(huán)形，并臨時固定，加工至半成品鍛件的形狀、尺寸；(3)對每個半成品鍛件用工裝板臨時焊接加固，拆除步驟O)中的臨時固定，然后再將焊縫切開分成N個鍛件，并將焊縫的焊肉全部去除，每個鍛件兩端加工成縱向缺口和焊接坡口，得到過渡段成品；(4)將步驟C3)得到的N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段。
3.如權利要求2所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟O)的臨時固定為相鄰兩個毛坯鍛件對接口內側采用內側臨時固定筋板固定，對接口外側采用外側臨時局部焊縫固定，焊接的厚度為裙座鋼板厚度。
4.如權利要求2所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟O)的加工至半成品鍛件的形狀、尺寸為將臨時固定后的環(huán)形毛坯經(jīng)過熱處理后再經(jīng)機加工成橫截面符合過渡段要求的形狀、尺寸，得到半成品鍛件。
5.如權利要求2所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟(3)中工裝板使用與焦炭塔過渡段相同的材料，焊接時使用與焦炭塔過渡段焊接相同的焊接工藝。
6.如權利要求2所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟(3)中，每個半成品鍛件兩端加工成缺口的截面為矩形、缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2的過渡段成品。
7.如權利要求2所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟中，將步驟C3)得到的N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段后拆除工裝板。
8.如權利要求3所述的加工拼焊方法，其特征在于所述步驟O)的加工至半成品鍛件的形狀、尺寸為將臨時固定后的環(huán)形毛坯經(jīng)過熱處理后再經(jīng)機加工成橫截面符合過渡段要求的形狀、尺寸，得到半成品鍛件；所述步驟(3)中工裝板使用與焦炭塔過渡段相同的材料，焊接時使用與焦炭塔過渡段焊接相同的焊接工藝；所述步驟(3)中，每個半成品鍛件兩端加工成缺口的截面為矩形、缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2的過渡段成品；所述步驟中，將步驟C3)得到的N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段后拆除工裝板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種焦炭塔過渡段及加工拼焊方法。過渡段分成N段，其中N大于2，每段過渡段成品兩端設置縱向缺口，缺口截面為矩形，缺口的寬度為裙座上U型槽孔寬度的1/2，每段之間采用焊接連接。加工拼焊方法包括(1)焦炭塔過渡段毛坯鍛件分成N段，其中N大于2；(2)將各毛坯鍛件拼接成環(huán)形，并臨時固定，加工至半成品鍛件的形狀、尺寸；(3)用工裝板臨時焊接加固，拆除步驟(2)中的臨時固定設施，每個鍛件兩端加工成縱向缺口和焊接坡口；(4)N段過渡段成品拼焊成焦炭塔過渡段。采用本發(fā)明所述的過渡段及加工拼焊方法，可以便于焊接和無損探傷，保證焊接質量、方便運輸，并且焦炭塔殼體與裙座合理連接，使用壽命延長。
文檔編號C10G9/00GK102295949SQ20101020891
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權日2010年6月25日
發(fā)明者仇恩滄, 樊明祥, 賈桂茹, 顧一天, 馬穎 申請人:中國石化工程建設公司, 中國石油化工集團公司