一种制氢转化炉集合管制造技术

本发明专利技术属于石油化工技术领域，具体的说是一种制氢转化炉集合管，包括主管、支管台和支管；所述支管台设置为嵌入式结构，且支管台采用整体锻件加工的加工方式；所述主管与支管台之间采用对接焊缝的连接方式；所述支管台与支管之间采用对接焊缝的连接方式；所述主管和支管的材质为SA312TP347H；所述支管台的材质为SA182F347H；本发明专利技术通过设置嵌入式支管台，嵌入式支管台采用整体锻件加工，不存在支管台内部的焊缝，使得支管台本体不存在缺陷，支管台的结构可以通过应力分析，单独计算各个工况下的应力值，并且对应力值大的地方，采用圆滑过渡的形式，进行优化设计，降低应力值，提高支管台整体的可靠度，降低管内裂纹出现的几率。降低管内裂纹出现的几率。降低管内裂纹出现的几率。

【技术实现步骤摘要】
一种制氢转化炉集合管


[0001]本专利技术属于石油化工
，具体的说是一种制氢转化炉集合管。

技术介绍

[0002]制氢转化炉是在高温、高压的条件下，以天然气、油田气、焦炉气、炼厂尾气或轻油为原料，借助转化炉管内镍基催化剂的作用，促使原料与水蒸气在转化炉管内部进行转化反应制取氢气的设备。
[0003]公开号为CN203959811U的一项中国专利公开了一种制氢转化炉出口集合管，包括热壁集合管、冷壁集合管支管和冷壁集合管总管，热壁集合管的两端封闭，每排转化炉的炉管与多根热壁集合管连接，且每根热壁集合管上连接有相邻布置的多根炉管，与一排炉管连接的多根热壁集合管与一根冷壁集合管支管连接，多根冷壁集合管支管的一端与一根冷壁集合管总管连接，每根冷壁集合管支管的另一端封闭，炉管与热壁集合管垂直设置，热壁集合管与冷壁集合管支管平行设置，冷壁集合管支管与冷壁集合管总管垂直设置。该技术通过热壁集合管与冷壁集合支管相连，有效地降低了出口集合管的管系应力，制氢转化炉可长期安全操作。
[0004]目前现有技术中，TP347H材料广泛应用于大型制氢装置转化炉集合管， TP347H不锈钢高温条件下存在MX相析出，MX相一方面钉扎在晶界阻碍晶粒长大，同时，含Nb脆性质点往往不能与基体协调变形，从而在与基体的边界和基体割裂，逐渐形成微裂纹，不锈钢焊缝中的δ相铁素体在375
‑
875℃温度范围内长期使用产生σ相，使焊缝的冲击韧度急剧下降产生裂纹，导致集合管频繁产生裂纹。
[0005]为此，本专利技术提供一种制氢转化炉集合管。

技术实现思路

[0006]为了弥补现有技术的不足，解决
技术介绍
中所提出的至少一个技术问题。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术所述的一种制氢转化炉集合管，该集合管包括主管、支管台和支管；所述支管台设置为嵌入式结构，且支管台采用整体锻件加工的加工方式；所述主管与支管台之间采用对接焊缝的连接方式；所述支管台与支管之间采用对接焊缝的连接方式；所述主管和支管的材质为SA312 TP347H；所述支管台的材质为SA182 F347H；目前现有技术中，TP347H材料广泛应用于大型制氢装置转化炉集合管， TP347H不锈钢高温条件下存在MX相析出，MX相一方面钉扎在晶界阻碍晶粒长大，同时，含Nb脆性质点往往不能与基体协调变形，从而在与基体的边界和基体割裂，逐渐形成微裂纹，不锈钢焊缝中的δ相铁素体在375
‑
875℃温度范围内长期使用产生σ相，使焊缝的冲击韧度急剧下降产生裂纹，导致集合管频繁产生裂纹；此时本专利技术通过设置嵌入式支管台，嵌入式支管台采用整体锻件加工，不存在支管台内部的焊缝，使得支管台本体不存在缺陷，支管台的结构可以通过应力分析，单独计算各个工况下的应力值，并且对应力值大的地方，采用圆滑过渡的形式，进行优化设计，降低应力值，提高支管台整体的可靠度，降低管内裂纹出
现的几率。
[0008]优选的，该集合管采用TGF347焊丝进行根部打底焊，焊3道，且对打底焊缝进行100％RT
‑Ⅱ
检测；采用ER16
‑8‑
2焊丝填充及盖面，层间温度快速冷却，每层每道间温度不超过60℃；焊接完成后对焊缝进行100％RT
‑Ⅱ
检测；焊缝表面硬度小于190HV，控制晶粒度4
‑
7级，铁素体4
‑
8％；不进行热处理，焊态下使用；通过全新的焊接工艺，采用ER16
‑8‑
2焊丝能够有效降低焊缝中铁素体的含量，同时，通过在焊态下使用，避免固溶处理等措施，均能够有效避免焊缝材质中脆性相的析出，降低开裂风险，并且取消焊后热处理过程，避免热处理过程中有害相大量析出导致材质劣化的问题。
[0009]优选的，所述主管和支管的连接处套设有保护壳，且保护壳设置为T形；所述保护壳通过对半分体式结构安装在主管、支管台和支管的外侧，并做好密封处理；所述主管、支管与保护壳之间安装有密封圈；连接处的焊缝一旦产生裂纹，集合管内部的高压气体会通过裂纹溢出，通过在主管和支管的连接处套设保护壳，并做好密封处理，溢出后的气体会保存在保护壳内部，有效减小气体的外泄，降低对环境的污染。
[0010]优选的，所述保护壳外侧固接有触发器；所述保护壳内部设有监控单元，且监控单元与触发器连接；所述触发器一侧固接有警报器；所述触发器内部滑动连接有活动板，且活动板采用导电材料制成；所述活动板一侧与触发器端部之间固接有一号弹簧；所述触发器内部远离一号弹簧的端部通过二号弹簧固接有一对触点，且触点通过电源与警报器电性连接；若保护壳内部的监控单元检测到焊缝泄露，会向触发器内部充入气体，进而推动活动板在触发器内部滑动，然后活动板将一对触点接通，使得警报器发出报警信号，该操作可以对集合管的焊缝进行全时检测，并在焊缝泄露时自动触发报警信号，提示工作人员进行检修。
[0011]优选的，所述监控单元包括挡板、折叠气囊和受力板；所述保护壳内部靠近主管与支管台之间的焊缝处均匀固接有一组挡板；所述挡板靠近焊缝的一侧固接有折叠气囊，且折叠气囊内部填充有气体；所述折叠气囊靠近焊缝的一侧固接有受力板，且受力板设置为弧形结构；所述触发器靠近一号弹簧的腔体通过管路与折叠气囊连通，且折叠气囊的容积大于触发器的容积；通过均布设置的挡板、折叠气囊和受力板，若主管与支管台之间的焊缝出现裂纹，则集合管内部的高压气体会通过裂纹溢出，并作用在受力板表面，进而推动受力板朝挡板移动并挤压折叠气囊，折叠气囊内部的气体通过管路充入触发器内部，推动活动板滑动并将触点接通，通过设置折叠气囊的容积大于触发器的容积，保证折叠气囊内部的气体进入触发器后，可以将活动板推动预定的行程。
[0012]优选的，所述受力板靠近焊缝的一侧固接有导柱；所述导柱表面均布有一组一号弹片；通过设置导柱和一号弹片，焊缝处的裂纹溢出气体时，气体会同步作用在导柱和一号弹片上，吹动多个一号弹片震动并发出声音，从而便于工作人员检修时，对泄露位置进行快速定位。
[0013]优选的，所述受力板远离焊缝的一侧固接有橡胶囊；所述橡胶囊位于折叠气囊内部，且橡胶囊内部添加有复合染料；所述导柱内部开设有喷孔，且喷孔与橡胶囊连通；通过设置橡胶囊，受力板朝挡板移动时会挤压橡胶囊，进而橡胶囊内部的复合染料会通过喷孔喷出，喷涂在漏气的焊缝表面，从而对漏气点进行染色标记，进一步便于工作人员对泄露位置进行快速定位，提高工作人员的检修效率。
[0014]优选的，所述橡胶囊设置为水滴形结构，且橡胶囊较细的一端靠近受力板；所述橡
胶囊靠近受力板的一端内部设有球塞；所述球塞与橡胶囊内侧壁之间固接有一对弹性绳，且弹性绳处于绷紧状态；通过弹性绳拉扯球塞，使得球塞紧密贴合橡胶囊的侧壁，从而对橡胶囊进行密封，避免其内部的复合染料泄露，当橡胶囊受到受力板和挡板的挤压时，其内部的复合染料压力增大，进而将球塞向外推开，并顺利通过喷孔向外喷出。
[0015]优选的，所述支管台内部通过支架转动连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制氢转化炉集合管，其特征在于：该集合管包括主管(1)、支管台(2)和支管(3)；所述支管台(2)设置为嵌入式结构，且支管台(2)采用整体锻件加工的加工方式；所述主管(1)与支管台(2)之间采用对接焊缝的连接方式；所述支管台(2)与支管(3)之间采用对接焊缝的连接方式；所述主管(1)和支管(3)的材质为SA312 TP347H；所述支管台(2)的材质为SA182 F347H。2.根据权利要求1所述的一种制氢转化炉集合管，其特征在于：该集合管采用TGF347焊丝进行根部打底焊，焊3道，且对打底焊缝进行100％RT
‑Ⅱ
检测；采用ER16
‑8‑
2焊丝填充及盖面，层间温度快速冷却，每层每道间温度不超过60℃；焊接完成后对焊缝进行100％RT
‑Ⅱ
检测；焊缝表面硬度小于190HV，控制晶粒度4
‑
7级，铁素体4
‑
8％；不进行热处理，焊态下使用。3.根据权利要求2所述的一种制氢转化炉集合管，其特征在于：所述主管(1)和支管(3)的连接处套设有保护壳(4)，且保护壳(4)设置为T形；所述保护壳(4)通过对半分体式结构安装在主管(1)、支管台(2)和支管(3)的外侧，并做好密封处理；所述主管(1)、支管(3)与保护壳(4)之间安装有密封圈(5)。4.根据权利要求3所述的一种制氢转化炉集合管，其特征在于：所述保护壳(4)外侧固接有触发器(6)；所述保护壳(4)内部设有监控单元，且监控单元与触发器(6)连接；所述触发器(6)一侧固接有警报器(7)；所述触发器(6)内部滑动连接有活动板(8)，且活动板(8)采用导电材料制成；所述活动板(8)一侧与触发器(6)端部之间固接有一号弹簧(9)；所述触发器(6)内部远离一号弹簧(9)的端部通过二号弹簧(10)固接有一对触点(11)，且触点(11)通过电源与警报器(7)电性连...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立，薛林锋，华一鸣，王永志，
申请(专利权)人：江阴金童石化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：