抗应力腐蚀的稀土合金钢管壳式换热器制造技术

本发明专利技术－一种抗应力腐蚀的管壳式换热器，它解决了低合金铬钼钢材料的热交换器在Ｈ↓［２］Ｓ和Ｃｌ↑［－］应力腐蚀方面的空白。主要技术方案为用０８～０９Ｃｒ↓［２］ＡｌＭｏＲＥ的冷拔钢管（４－２）、管板（４－１）和板材（１）、（２）、（３）作为换热器抗应力腐蚀的主体材料，管板材料还可用材质近似的其它铬钼钢代替，与不锈钢换热器相比，具有抗应力腐蚀优越、导热性能优良且价格相对低廉的优点。本发明专利技术可广泛应用于石油化工领域。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利涉及石油化工装置中的热交换器领域。在石油化工系统中普遍存在着H2S和Cl-的应力腐蚀现象，特别是被用作传热设备的换热器，一般金属材料很难解决H2S和Cl-的应力腐蚀问题，一些企业在碳钢(如10#、16MnR等)材料所不能解决的情况下而采用喷涂，而涂料在高温和冲刷的作用下容易脱落，其耐腐蚀效果并不明显，而不锈钢不仅价格高而且还不能解决应力腐蚀问题，因为溶液介质中的氯离子≥10PPm和H2S≥100PPm时便会产生应力腐蚀的敏感性。此外，不锈钢的导热性能较差，一般仅为碳钢和低合金钢的1/3，在选用不锈钢材料时，还必须对换热器的换热面积进行扩容，不仅效率低，而且还额外增加投资成本。本专利技术的目的在于提供一种既耐应力腐蚀又耐均匀腐蚀，而价格又相对低廉的抗应力腐蚀的换热器产品。本专利技术是通过如下技术方案实施的本人于98年9月29日中报了专利“抗硫腐蚀的特殊钢管”(申报号98121615.3)，其中的12Cr2AlMoV具有特殊的抗应力腐蚀性能，在此基础上又改进开发了08～09Cr2AlMoRE的稀土合金钢，并已申报专利技术专利。本专利技术专利的特点就是用08～09Cr2AlMoRE的冷拔无缝钢管和板材为主体的防腐材料制作换热器管束和壳体。具体方案为凡在管程和壳程中走H2S和Cl-等腐蚀介质的条件下均可使用08～09Cr2AlMoRE冷拔钢管制作的换热器，一般浓度条件为Cl-≥10PPm、H2S≥100PPm。换热器管束的管板在腐蚀不太严重的情况下可选用16Mn锻，在腐蚀较重的情况下应选用与管材匹配的材质，或耐蚀成分相近的材质，如12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV、15CrMo等低合金铬钼钢系锻件，筒体用08～09Cr2AlMoRE钢板材。本技术方案所选钢种08～09Cr2AlMoRE的耐腐蚀性能如下1.几种钢的耐腐蚀性能对比表1 均匀腐蚀试验对比 注腐蚀速率单位为mg/cm2h表2 H2S介质模拟工况的腐蚀试验对比(浸泡时间144h) 2.抗H2S应力腐蚀性能表3 08～09Cr2AlMoRE的抗应力腐蚀的恒负荷临界拉伸断裂应力值，远高于美国腐蚀工程师协会NACE MRO175-97中规定的σth≥0.45σs要求，完全适合在抗H2S应力腐蚀环境中应用。下面结合图示作进一步说明附图说明图1为浮头式弓形折流板换热器，其中件(1)为壳体，件(2)为短节，件(3)为封头，件(4-0)为管束。件(4)中，(4-1)为管板，(4-2)为换热管，(4-3)为弓形折流板。图2为浮头式折流杆换热器，其中件(1)为壳体，件(2)为短节，件(3)为封头，件(4-0)为管束。件(4)中，(4-1)为管板，(4-2)为换热管，(4-3)为折流杆。图3为浮头式U型管换热器，其中件(1)为壳体，件(2)为短节，件(3)为封头，件(4-0)为管束。件(4)中，(4-1)为管板，(4-2)为U型换热管，(4-3)为折流板。图4为固定管板式换热器，其中件(1)为壳体，件(2)为短节，件(3)为封头，件(4-0)为管束，件(4)中，(4-1)为管板，(4-2)为换热管，(4-3)为折流板。用08～09Cr2AlMoRE制作的换热器管束有多种结构1. 浮头式弓形折流板型管束，图1中(4-0)，它由管板(4-1)、换热管(4-2)、弓形折流板(4-3)等构成，其所述的换热管(4-2)为08～09Cr2AlMoRE，管板(4-1)材质为08～09Cr2AlMoRE，也可以为16Mn锻、12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV、15CrMo等，折流板材质为08～09Cr2AlMoRE。2. 浮头式折流杆型换热器管束，图2中(4-0)，它由管板(4-1)、换热管(4-2)、折流杆(4-3)等构成，其所述的换热管(4-2)为08～09Cr2AlMoRE，管板(4-1)材质为08～09Cr2AlMoRE，也可以为16Mn锻、12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV、15CrMo等，折流杆材质可以用Q235-A或0Cr13。3. 浮头式U型管换热器管束，图3中(4-0)，它由管板(4-1)、U型管(4-2)、折流板(4-3)等构成，其所述的换热管(4-2)为08～09Cr2AlMoRE，管板(4-1)材质为08～09Cr2AlMoRE，也可以为16Mn锻、12Cr2Mol、12Cr1AlMoV、15CrMoV、15CrMo等。4. 固定管板式换热器管束，图4中(4-0)，它由固定管板(4-1)、换热管(4-2)、折流板(4-3)和筒体(1)所构成，管板(4-1)与筒体1焊接而成，换热管(4-2)为08～09Cr2AlMoRE，管板(4-1)材质用08～09Cr2AlMoRE，也可以用12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV、15CrMo等铬钼钢系。当壳程操作介质中有腐蚀介质存在时，壳体(1)、短节(2)、封头(3)材料也应使用08～09Cr2AlMoRE，板材厚度参照GB151-89《钢制管壳式换热器》中16MnR的设计依据，焊后应进行整体回火热处理。08～09Cr2AlMoRE钢的筒体和管头焊在焊前应采用焊前预热，焊后消除应力的SR处理，预热温度为200～250℃，回火温度为680～730℃。由于08～09Cr2AlMoRE具有良好的抗应力腐蚀性能，管板材质除可用与之匹配的材质外，还可用化学成分相近的铬钼钢系锻件材料，因此用08～09Cr2AlMoRE换热管为主体防腐材料的换热器，耐均匀腐蚀优于一般碳钢，抗应力腐蚀性能优于～般不锈钢，具有较高的价格性能比，其经济效益和社会效益明显，可广泛应用于石油化工装置中的腐蚀环境。权利要求1.一种管壳式换热器，它是由壳体(1)、短节(2)、封头(3)及管束(4-0)所构成，其特征在于所述的亮体(1)、短节(2)、封头(3)为08～09Cr2AlMoRE的板材，管束(4-0)所用的管板(4-1)用08～09Cr2AlMoRE的锻件，换热管(4-2)为08～09Cr2AlMoRE的冷拔钢管，折流板(4-3)为08～09Cr2AlMoRE钢板材。2.如权利要求书1所述的换热器，其特征在于管束(4-0)所用的管板(4-1)材质还可以用12Cr2Mol、12CrlAlMoV、15CrMoV或15CrMo低合金铬钼钢系锻件制造。3.如权利要求书1所述的换热器，其特征在于08～09Cr2AlMoRE钢的筒体和管头焊在焊前应采用200～250℃预热，焊后用680～730℃进行消除应力的回火处理。全文摘要本专利技术——一种抗应力腐蚀的管壳式换热器,它解决了低合金铬钼钢材料的热交换器在H文档编号F28D7/10GK1310327SQ0111150公开日2001年8月29日 申请日期2001年3月14日 优先权日2001年3月14日专利技术者束润涛 申请人:束润涛本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种管壳式换热器，它是由壳体（１）、短节（２）、封头（３）及管束（４－０）所构成，其特征在于：所述的壳体（１）、短节（２）、封头（３）为０８～０９Ｃｒ２ＡｌＭｏＲＥ的板材，管束（４－０）所用的管板（４－１）用０８～０９Ｃｒ２ＡｌＭｏＲＥ的锻件，换热管（４－２）为０８～０９Ｃｒ２ＡｌＭｏＲＥ的冷拔钢管，折流板（４－３）为０８～０９Ｃｒ２ＡｌＭｏＲＥ钢板材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：束润涛，
申请(专利权)人：束润涛，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]