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【論文精選】復(fù)合鋼板在焦?fàn)t煤氣凈化設(shè)備中的

詳情介紹

作者:劉文茂 薛路舟 苑松柏 劉永祿 李曉旭
單位:中冶焦耐(大連)工程技術(shù)有限公司

摘要:介紹了復(fù)合鋼板的制造工藝、力學(xué)性能及焊接要求,對(duì)不銹鋼及復(fù)合鋼板的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了比較。復(fù)合鋼板在焦化行業(yè)的應(yīng)用既能滿足設(shè)計(jì)要求,又能保證設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)可節(jié)約有色金屬資源。
 
正文
在焦化企業(yè)中,煤氣凈化是最為重要的單元之一。煤氣凈化單元中大部分的設(shè)備需承裝腐蝕性介質(zhì)。以前主要采用碳鋼內(nèi)表面涂重防腐涂料和直接采用耐腐蝕的不銹鋼材料等方法。碳鋼內(nèi)表面涂重防腐涂料的防腐蝕工藝施工難度大、使用壽命短,難以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。直接采用耐腐蝕的不銹鋼材料可滿足設(shè)計(jì)使用要求,但一次性投資較大,同時(shí)也浪費(fèi)了大量的有色金屬資源。隨著復(fù)合鋼板生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn),同時(shí)眾多鋼企大量引進(jìn)國外先進(jìn)的復(fù)合鋼板軋制設(shè)備,價(jià)格低廉、性能優(yōu)良的復(fù)合鋼板在石油、化工、軍工等各行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛,在焦?fàn)t煤氣凈化領(lǐng)域也受到青睞。
1焦化行業(yè)防腐材料應(yīng)用現(xiàn)狀 
1.1碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼 
碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼技術(shù)為焦化行業(yè)早期應(yīng)用的技術(shù),因其施工難度大、要求高,難于滿足設(shè)計(jì)使用要求,故已被淘汰。
1.2碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料 
碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料是目前焦化行業(yè)通常采用的技術(shù),其使用壽命大多為1~2年,不能保證在整個(gè)設(shè)備使用周期內(nèi)的防腐效果,需要多次修補(bǔ)防腐涂層。修補(bǔ)防腐襯層時(shí)需要相應(yīng)裝置停產(chǎn),停產(chǎn)期間煤氣凈化各項(xiàng)指標(biāo)無法保證,面臨巨大的環(huán)保壓力,甚至產(chǎn)生巨額環(huán)保罰款。
1.3不銹鋼 
整體不銹鋼材質(zhì)可滿足設(shè)計(jì)使用要求,但一次性成本投入較大。
1.4復(fù)合鋼板 
復(fù)合鋼板技術(shù)既能保證設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行,又可降低一次性成本投入,是性價(jià)比較高的應(yīng)用技術(shù)。
2復(fù)合鋼板技術(shù) 
2.1復(fù)合鋼板制造工藝 
目前,我國復(fù)合鋼板的生產(chǎn)工藝主要包括直接軋制法、爆炸法和堆焊法。3種復(fù)合鋼板的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)見表1。
1) 直接軋制法是通過軋制力使金屬復(fù)合的方法,是生產(chǎn)復(fù)合鋼板較為普遍的方法,可分為熱軋復(fù)合法、冷軋復(fù)合法和真空軋制復(fù)合法。
2) 爆炸法是利用炸藥爆炸時(shí)產(chǎn)生的超高壓力,使母材與包覆材結(jié)合在一起的方法。
3) 堆焊法是指采用自動(dòng)平板焊接設(shè)備,在碳鋼板上堆焊形成覆合層的方法。
 

2.2復(fù)合鋼板力學(xué)性能 
復(fù)合鋼板要求具有拉伸、彎曲等力學(xué)性能。為保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能,對(duì)基層和覆層必須分別焊接,焊接性、焊接材料、焊接工藝等由基層和覆層材料決定。
復(fù)合鋼板力學(xué)性能
2.3復(fù)合鋼板的焊接 
復(fù)合鋼板在焊接時(shí),既要滿足基層的焊接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,又要使較薄的覆層滿足耐腐蝕性能,故在焊接中應(yīng)處理好以下兩個(gè)問題:① 避免基層鉻、鎳等元素含量增高,鉻、鎳含量增高會(huì)使基層焊縫形成硬脆組織,易產(chǎn)生裂縫,影響焊接強(qiáng)度;② 避免覆層增碳,覆層焊縫增碳會(huì)大大降低其耐腐蝕性。
由于復(fù)合鋼板的特殊性,其制造和焊接都比單層鋼板復(fù)雜,為保證焊接質(zhì)量,需嚴(yán)格采用復(fù)合鋼板特殊的制造工藝和焊接工藝。
3經(jīng)濟(jì)性分析 
3.1一次性投資報(bào)價(jià) 
材料報(bào)價(jià)參考中國建材在線網(wǎng)公布的價(jià)格以及國內(nèi)主要焦化設(shè)備制造廠家的報(bào)價(jià),本文選取304不銹鋼板及304+Q235B復(fù)合鋼板進(jìn)行比較,具體材料報(bào)價(jià)見表2。從表2可以看出,與不銹鋼板相比,復(fù)合鋼板具有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì),且板厚越厚價(jià)格優(yōu)勢(shì)越明顯。
 焦炭粒
 
3.2實(shí)例驗(yàn)證 
以某焦化工程煤氣凈化脫硫裝置為例,就不銹鋼與復(fù)合鋼板的經(jīng)濟(jì)性加以對(duì)比。該項(xiàng)目為4×60孔7m頂裝焦?fàn)t,煤氣處理量160 000m3/h。脫硫裝置主要非標(biāo)設(shè)備配置為4臺(tái)脫硫塔、2臺(tái)再生塔、1臺(tái)事故槽、2臺(tái)反應(yīng)槽和4臺(tái)泡沫槽,采用2種材料的投資對(duì)比見表3。從表3可以看出,該脫硫裝置設(shè)備材質(zhì)若采用復(fù)合鋼板,可比采用不銹鋼節(jié)約投資1 006萬元,節(jié)省約26.1%的設(shè)備投資。
 不銹鋼復(fù)合板成本比較

4結(jié)語 
復(fù)合鋼板在焦化行業(yè)的應(yīng)用既能滿足設(shè)計(jì)要求,又能保證設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,同時(shí)可節(jié)約有限的有色金屬資源。與不銹鋼相比,可節(jié)省大量投資;與碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料相比,不需要定期停產(chǎn)大修,減少了環(huán)境污染。

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