原创《大开孔嵌入式补强在催化裂化中的应用》：本论文主要论述了催化裂化论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
摘 要：开孔补强是压力容器制造中的常见结构,本文对压力容器制造中常见的补强方法进行总结,并通过实例介绍了嵌入式补强的应用及组焊工艺.
关键词：压力容器；开孔补强；嵌入式补强
在压力容器的设计中,由于结构的要求,常常要在容器上开孔和连接接管.开孔的结果,不但会削弱容器的强度,而且在开孔的附近会造成很高的局部应力.加上制造材料的材质和制造方面的缺陷等综合因素的影响,失效往往开始于开孔的边缘处,往往成为容器破坏的一个重要原因,必须引起十分重视.因此,针对大开孔且开孔接管上常作用有较大的集中载荷时,需要进行合理的补强,才能保证其在生产中正常安全的使用.
1 补强的结构形式
1.1 补强圈补强.补强材料一般和壳体相同,补强圈与壳体很好的贴和,所有焊缝必须紧密焊接,为便于焊后检验压缩空气试漏,在补强圈上应开小孔并攻丝（M10）.
1.2 整体锻件补强.此种结构补强金属集中于开孔应力最大的部位,应力集中系数最小.焊缝均为对接焊,并使焊缝及其热影响区离开最大应力区的位置.故抗疲劳性能好,若采用密集补强形式,又加大了过度圆角半径,应力集中系数更小,但锻件补强需机械加工量大、成本高、制作难度大.
1.3 厚壁接管补强.厚壁接管补强是一种非常好的补强方法,它以工程造价低、便于施工及适用范围广等优点,得到了广泛应用.然而厚壁管补强也有一定的局限性,即当厚壁管的厚度达到壳体厚度的1.75倍且仍然不能满足补强要求时,如果还是采用增加厚壁管厚度的方法,则对开孔补强的作用不大,此时需要采用增加壳体厚度和厚壁管厚度的补强方法.
2 厚壁接管补强应用及组焊工艺选用
2.1 某石化公司总承包的150万吨/年催化裂解制乙烯装置中的再生器便使用了此种补强型式,如图2.1所示.
采用此种补强形式在保证补强要求的同时大大节约了成本,也避免了锻件采购周期长的缺点.由于此台再生器采用的是密集式嵌入补强,因此,选取补强板的组焊工艺就成了新的问题.
2.2 方案论证
2.2.1 常规施工方案.①设备筒体基板分片卷制成筒节,采用正装法组对、焊接；②嵌入补强板单独下料,卷制成型后与大接管进行组焊；③将组焊成整体的补强板与接管进行热处理,消除角焊缝处焊接应力；④设备筒体整体成型后,在壳体补强板处划线、开孔,将补强板与接管整体嵌入壳体.经论证,此种施工方法不够合理,首先,材料利用率低.由于此装置中再生器多达13块嵌入补强板,且最大补强板尺寸为5800×4400mm,最小补强板尺寸为1440×1277mm,若采用常规方法,其材料利用率最多为80%,浪费过大.其次,现场安装施工难度大.再生器中N5管口处补强板与接管整体重近40t,其开孔标高位于EL.28973处,待设备筒体整体组焊完成后开孔组对补强板与接管难度过大,必须有大型吊车配合,施工人员也必须在高空作业.壳体上开孔若不合适,必须利用气割逐步调整.最后,焊接应力集中区过多.如图2.2所示,图中云线处均为焊接应力的集中点.
2.2.2 论证后施工方案.设备壳体排版时将嵌入补强板与基板整体考虑,在避免出现十字焊缝的前提下保证基板与补强板的环向焊缝齐平,以减少应力集中区,如图2.3所示.
2.2.2.1 壳体分片卷制.按照以往设备制造的工序,每带筒节须整体进行卷制,最后将每带筒体进行组焊,以保证整个设备的圆度及直线度要求.但由于目前国内制作水平的限制,无法完成薄厚板的同时卷制,对此我们进行分片卷制、分片组对的工序,分别成型后采用正装法进行组对焊接.
2.2.2.2 改进后施工方案存在的技术难点.①排版需精准.论证改进后方案对整个设备的排版要求极高,首先,排版需考虑大开孔补强板在整个设备壳体中所处的位置不能改变,由于补强板所处位置基板不进行预制,因此其尺寸必须精确.若是同一厚度的弧板进行对接,其下料尺寸可以控制,但此装置中的“两器”嵌入补强板与基板不等厚,所以在排版计算下料尺寸时就必须进行板厚处理,将其换算为同一厚度进行下料.②各处薄厚板坡口、削边的唯一性.由于此装置中再生器壳体处有大量开孔嵌入式补强,各处根据板厚的不同,其削边处理也不相同,再生器Φ12000mm段排版后就出现在大量不等厚弧板的对焊.此段各弧板的削边型式及坡口型式便具有唯一性.
坡口的唯一性体现在不同板厚之间坡口型式选取的不同,壳体基板与嵌入式补强板坡口型式选取.
削边型式的唯一性体现在80mm、86mm厚的嵌入式补强板.由于补强板尺寸过大,无法整体卷制,只能进行分片卷制,而在分片时为了避免十字焊缝,必须将补强板与基板错开,这就造成了同一块弧块的一侧出现两种不同的削边处理.
参考文献：
[1]GB150-2011.钢制压力容器[S].北京：中国标准出版社,2011.
[2]余国琮.化工容器及设备[M].北京：化学工业出版社,1980.
催化裂化论文参考资料：
结论：大开孔嵌入式补强在催化裂化中的应用为大学硕士与本科催化裂化毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写催化裂化方面论文范文。
