一种大直径高压锆覆层压力容器及其制造方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种大直径高压锆覆层压力容器及其制造方法和应用。大直径高压锆覆层压力容器包括内层筒体和套装在内层筒体外的外层筒体；内层筒体的材质为锆复合板，包括内层封头和内层筒节；内层封头和内层筒节之间焊接；外层筒体为分段式锻制件，包括球形封头和锻造筒节；球形封头和锻造筒节之间以及相邻两个锻造筒节之间焊接。使用薄锆复合板使用锆材作为内层，既解决了生产工艺中耐腐蚀的需求，又利用了通常用于中、低压工况下的，锆复合板容器的制造经验。通过在内层容器外部增加整体锻件的方式，解决了容器强度问题。同时外层容器与内层容器的结合方式比多层包扎式更为简单，不需要特殊的工装设备。不需要特殊的工装设备。不需要特殊的工装设备。

【技术实现步骤摘要】
一种大直径高压锆覆层压力容器及其制造方法和应用


[0001]本专利技术涉及化工生产设备
，特别是涉及一种大直径高压锆覆层压力容器及其制造方法和应用。

技术介绍

[0002]锆具良好的耐腐蚀性能，广泛用于化工、核工业领域。在醋酸、乙二醇、聚甲醛、硝酸、氯化聚乙烯等行业的主要设备中得以应用。由于锆材价格昂贵，在压力容器领域一般不将锆材直接作为设备主材，而采用锆/钢复合结构制造压力容器。需要锆作为耐腐蚀层的中、低压压力容器，均采用采用锆复合板作为材料进行制造。由于锆覆层不能与钢基层通过熔焊的方式进行结合，不锈钢使用的堆焊结构对于锆材不适用，因此锆/钢通常采用爆炸复合的形式结合。而锆覆层大直径高压压力容器的结构问题和制造方法，一直是一个技术难点。
[0003]现有技术解决锆覆层压力容器的方法是，直接使用锆/钢爆炸复合板进行制造加工。锆
‑
钢复合板暂无国家标准，制造厂遵从行业标准YS/T 777
‑
2011进行制造和检验。标准中规定的复合板厚度上限为100mm。这一要求对高压大直径锆覆层容器的制造带来了以下难以解决的问题：
[0004](1)现有的中、低压锆覆层压力容器结构不适用于高压大直径工况。
[0005]在大直径、高压工况条件下，设备筒体的计算厚度超出的规范对复合板厚度的限制，而随着设计压力的增加，复合板的计算厚度会超过150mm。采用锆复合板制造锆覆层压力容器的常用结构在大直径、高压工况下不适用。
[0006]⑵
现有的高压压力容器结构无法适用于锆覆层设备
[0007]大直径、高压设备常用结构如单层锻焊式、多层包扎式等结构方式。由于“锆覆层不能与钢基层通过熔焊的方式进行结合，也不能像奥氏体不锈钢衬层可以采用塞焊、点焊、条焊等方法使衬层与基层有局部的焊接连接”，故而无法在已有筒体内部附加锆覆层。传统的多层容器的制造方法由于锆覆层无法与钢基层直接焊接的原因，很多成熟的结构无法直接使用。
[0008]⑶
锆覆层高压压力容器缺乏成熟可靠的制造方法
[0009]由于受到工艺路线和产能的限制，锆覆层高压压力容器应用范围较窄，故而这个领域内的现役设备极少，缺少对制造方法和整体结构的研究。特别是在一些局部检漏结构、制造、检验过程等关键节点上缺乏研究。
[0010]但随着国际化工工业的发展，以及部分工艺包商对高压操作工况下羰基金属催化的氢羧基化工艺系统的开发，产生了对大直径、高压锆覆层压力容器的实际需求。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是针对现有设备结构、制造工艺不能满足大直径高压锆覆层压力容器的实际需求的缺陷，而提供一种大直径高压锆覆层压力容器。
[0012]本专利技术的另一个目的，是提供上述大直径高压锆覆层压力容器的制造方法。
[0013]为实现本专利技术的目的所采用的技术方案是：
[0014]一种大直径高压锆覆层压力容器，包括内层筒体和套装在所述内层筒体外的外层筒体；
[0015]所述内层筒体的材质为锆复合板，其中所述锆复合板的锆覆层位于所述内层筒体的内侧；所述内层筒体包括内层封头和内层筒节；所述内层封头和所述内层筒节之间以及相邻两个内层筒节之间焊接；
[0016]所述外层筒体为分段式锻制件，包括球形封头和锻造筒节；所述球形封头和锻造筒节之间以及相邻两个锻造筒节之间焊接。
[0017]在上述技术方案中，所述内层封头和所述内层筒节之间的焊缝连接处开设有锆覆层缺口；所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的基层焊接，所述锆覆层缺口内填充有锆填板；所述锆覆层缺口外覆盖有锆盖板。
[0018]在上述技术方案中，所述内层筒体的焊缝处开设有通孔；所述通孔贯穿所述内层筒体和所述外层筒体；每一所述通孔内密封设置有锆螺纹管。
[0019]在上述技术方案中，还设置有工艺孔；
[0020]所述工艺孔上安装有锆接管和锻件法兰；所述锻件法兰包括连接部和法兰部；所述连接部的自由端焊接在所述外层筒体上；所述锆接管贴附于所述锻件法兰的内壁上；所述锆接管的一端焊接在所述内层筒体的锆覆层的内壁上，另一端与所述法兰部固定连接。
[0021]在上述技术方案中，所述法兰部的平面上开设有凹型槽；所述凹型槽内焊接填充有锆复合板；所述锆复合板表面的锆覆层在所述法兰部上形成锆密封面；所述锆接管的顶端与所述锆密封面焊接。
[0022]在上述技术方案中，所述法兰部上开设有第一检漏孔和第二检漏孔；所述第一检漏孔与所述法兰部的密封面平行设置；所述第二检漏孔与所述法兰部的密封面垂直设置；所述第二检漏孔将所述凹型槽与所述第一检漏孔连通。
[0023]本专利技术的另一方面，一种大直径高压锆覆层压力容器的制造方法，包括以下工序：
[0024]工序1：制造内层筒体
[0025]将锆复合板分别制造成内层筒节和内层封头；将所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的锆覆层去除，形成锆覆层缺口，然后将所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的基层焊接；
[0026]在需要安装工艺孔的位置，按照工艺孔的尺寸在内层筒体上开孔；
[0027]工序2：制造外层筒体
[0028]分别锻造球形封头和锻造筒节，将球形封头和锻造筒节进行组合焊接，得到两个外层半筒体；
[0029]加工所述外层半筒体的内壁，使其内壁直径与内层筒体的外壁直径相匹配；
[0030]按工艺孔的尺寸在需要安装工艺孔的位置上开孔，并将锻件法兰焊接在开孔位置处；
[0031]工序3：组装内层筒体与外层筒体
[0032]将所述外层半筒体加热，然后将内层筒体装入所述外层半筒体；重复两次，将两个外层半筒体套装在内层筒体外；然后将两个外层半筒体进行焊接；
[0033]工序4：内覆层焊接
[0034]在工序1形成的焊缝处间隔开设通孔，所述通孔内加工螺纹并密封装入锆螺纹管；然后将锆填板放入所述锆覆层缺口内，并将所述锆填板与所述锆覆层进行焊接；最后将锆盖板覆盖在所述锆填板外，并对所述锆盖板和所述锆覆层进行焊接；
[0035]工序5：工艺孔制造
[0036]在锻件法兰上安装锆接管，形成工艺孔。
[0037]在上述技术方案中，工序1中，所述锆复合板为锆/钢复合板或锆/钛/钢三层复合板；所述锆复合板包括锆覆层和基层；所述锆覆层的厚度为3
‑
9mm。
[0038]在上述技术方案中，工序1中，焊接完成后去除焊缝内外双侧缝余高，并按照Sa3等级进行对筒体外侧进行除锈。
[0039]在上述技术方案中，工序2中，所述球形封头和所述锻造筒节之间采用内壁平齐对焊式焊接结构。
[0040]在上述技术方案中，工序2中，所述外层半筒体的内壁直径与所述内层筒体的外壁直径(0.25％
‑
0.5％)
×
DN mm。
[0041]在上述技术方案中，工序2中锻件法兰的安装方法为，
[0042]首先，在所述锻件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，包括内层筒体和套装在所述内层筒体外的外层筒体；所述内层筒体的材质为锆复合板，其中所述锆复合板的锆覆层位于所述内层筒体的内侧；所述内层筒体包括内层封头和内层筒节；所述内层封头和所述内层筒节之间以及相邻两个内层筒节之间焊接；所述外层筒体为分段式锻制件，包括球形封头和锻造筒节；所述球形封头和锻造筒节之间以及相邻两个锻造筒节之间焊接。2.如权利要求1所述的大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，所述内层封头和所述内层筒节之间的焊缝连接处开设有锆覆层缺口；所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的基层焊接，所述锆覆层缺口内填充有锆填板；所述锆覆层缺口外覆盖有锆盖板。3.如权利要求2所述的大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，所述内层筒体的焊缝处开设有通孔；所述通孔贯穿所述内层筒体和所述外层筒体；每一所述通孔内密封设置有锆螺纹管。4.如权利要求1所述的大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，还设置有工艺孔；所述工艺孔上安装有锆接管和锻件法兰；所述锻件法兰包括连接部和法兰部；所述连接部的自由端焊接在所述外层筒体上；所述锆接管贴附于所述锻件法兰的内壁上；所述锆接管的一端焊接在所述内层筒体的锆覆层的内壁上，另一端与所述法兰部固定连接。5.如权利要求4所述的大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，所述法兰部的平面上开设有凹型槽；所述凹型槽内焊接填充有锆复合板；所述锆复合板表面的锆覆层在所述法兰部上形成锆密封面；所述锆接管的顶端与所述锆密封面焊接。6.如权利要求5所述的大直径高压锆覆层压力容器，其特征在于，所述法兰部上开设有第一检漏孔和第二检漏孔；所述第一检漏孔与所述法兰部的密封面平行设置；所述第二检漏孔与所述法兰部的密封面垂直设置；所述第二检漏孔将所述凹型槽与所述第一检漏孔连通。7.一种大直径高压锆覆层压力容器的制造方法，其特征在于：包括以下工序：工序1：制造内层筒体将锆复合板分别制造成内层筒节和内层封头；将所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的锆覆层去除，形成锆覆层缺口，然后将所述内层筒节与所述内层封头连接处锆复合板的基层焊接；在需要安装工艺孔的位置，按照工艺孔的尺寸在内层筒体上开孔；工序2：制造外层筒体分别锻造球形封头和锻造筒节，将球形封头和锻造筒节进行组合焊接，得到两个外层半筒体；加工所述外层半筒体的内壁，使其内壁直径与内层筒体的外壁直径相匹配；按工艺孔的尺寸在需要安装工艺孔的位置上开孔，并将锻件法兰焊接在开孔位置处；工序3：组装内层筒体与外层筒体将所述外层半筒体加热，然后将内层筒体装入所述外层半筒体；重复两次，将两个外层半筒体套装在内层筒体外；然后将两个外层半筒体进行焊接；工序4：内覆层焊接
在工序1形成的焊缝处间隔开设通孔，所述通孔内加工螺纹并密封装入锆螺纹管；然后将锆填板放入所述锆覆层缺口内，并将所述锆填板与所述锆覆层进行焊接；最后将锆盖板覆盖在所述锆填板外，并对所述锆盖板和所述锆覆层进行焊接；工序5：工艺孔制造在锻件法兰上安装锆接管，形成工艺孔。8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于：工序1中，所述锆复合板为锆/钢复合板或锆/钛/钢三层复合板；所述锆复合板包括锆覆层和基层；所述锆覆层的厚度为3
‑
9mm。9.如权利要求8所述的制造方法，其特征在于：工序1中，焊接完成后去除焊缝内外双侧缝余高，并按照Sa3等级进行对筒体外侧进行除锈。10.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于：工序2中，所述球形封头和所述锻造筒节之间采用内壁平齐对焊式焊接结构。11.如权利要求10所述的制造方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦斌，万玉辉，孙砚祥，康林勇，赖殿琛，
申请(专利权)人：天津渤化工程有限公司，
类型：发明
国别省市：