耐腐蚀流体传导部件及利用其的装置和部件置换方法。一种装置部件，包括含耐腐蚀第一材料的流体传导第一区域，及含第二材料的流体传导第二区域。第一区域与第二区域通过固态焊接进行直接或间接结合，以形成整体流体传导部件。一种用于更换装置制品的至少一个流体传导部件的方法，其中置换部件包括一种含一种耐腐蚀第一材料的流体传导第一区域，及一种含第二材料的流体传导第二区域。第二材料基本上相同于安装置换部件的装置内一个区域的材料。第一与第二区域通过固态焊接既可直接地也可间接地结合，以形成整体的流体传导置换部件。该置换部件固定到该装置上，其通过把置换部件的第二区域的第二材料熔焊至装置的装配区域的基本相同的材料上。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及耐腐蚀流体传导部件，以及涉及包含一个或更多个所述部件的装置。 本专利技术还涉及以改进的、耐腐蚀性流体传导部件置换装置制品的一个或多个传导部件的方法。本专利技术进一步涉及冷加工多层制品，由该制品可制成耐腐蚀性流体传导部件。技术背景的说明各种各样的工艺方法和装置是在很高的压力和温度下进行操作的。例如，全世界工业规模合成尿素的工艺都包括氨和二氧化碳在超过150°C (302° F)的温度和接近150 巴(15. OMPa)压力下的高压反应器中进行反应的。该方法众所周知并且阐述于例如美国专利号4210600、4899813、6010669和6412684中。在所述方法中，一般是过量的氨，和二氧化碳在一个或多个反应器中进行反应，作为最终产品获得一种含尿素、未转化成尿素的氨基甲酸铵的水溶液，和在合成中使用的过量氨。在尿素合成的过程中，在氨基甲酸铵处于最高浓度和温度下出现最强的腐蚀条件。尽管这些条件出现在工艺过程中最关键的步骤中，仅有相对不多的材料能经受所述条件而不遭受显著的腐蚀，从而导致装置出事故。制造尿素合成装置的材料在过去时间中部分包括，AISI 316L不锈钢、IN0X25/22/2Cr/Ni/Mo不锈钢、铅、钛、Saflirex 不锈钢和锆。当尿素合成工艺首次开发时，使用“尿素级”奥氏体-铁素体不锈钢和其它适当级别的不锈钢。合成装置包括具有垂直管束的汽提塔，在汽提塔内尿素工作介质分解和冷凝。 尿素工作介质流经管的内部容积，而饱和蒸汽在管的外部循环和冷凝。冷凝的蒸汽提供必要的能量以分解管内过量氨和氨基甲酸铵成为尿素和水。汽提塔中的管间的间距由管板保持，包括管通过的环形孔并且各管还通过强焊而结合到管板表面。不多的材料能经住汽提塔管所承受的内部和外部条件，而不经受历时的显著腐蚀和/或侵蚀。用于汽提塔管的不锈钢的耐腐蚀性在很大程度上取决于管中尿素溶液是否是均勻的和均勻分布在管的表面上，致使钝化不锈钢(溶液提供部分钝化氧)。假若管内表面不是完全和连续湿润，则不锈钢将腐蚀。假若操作装置是在稳态条件和较高生产力下操作， 则不锈钢管将顺利地运行。然而，假若装置是在较低生产力下操作，则在汽提塔管中的尿素工作介质的分布会不均勻或管道会包含未湿润的不完全钝化的内表面，从而导致腐蚀。因此，尚未发现目前可获得的不锈钢是可用于尿素合成工艺中可靠的汽提塔管的材料。使用不锈钢以解决腐蚀问题，经30多年开发出由钛制造尿素合成装置。在这种设计中，钛包层汽提塔包括与钛包层管板连接的固体钛管。当把这种设计安排使用中时，垂直放置的汽提塔管在管强焊熔融到汽提塔管板附近的区域内经受了腐蚀和侵蚀。也注意到侵蚀和腐蚀在管的第一个1米(39. 4英寸)长度内。在这个区域内，氨基甲酸铵处于最高浓度和温度下，并分解和冷凝，假设侵蚀/腐蚀的出现是由于在这个区域内在流体方向、流体撞击或急速蒸发中的突变所致。在确定钛汽提塔管腐蚀/侵蚀习性后，重新设计装置以使汽提塔单元能头尾倒转，由此在置换管前使侵蚀/腐蚀出现在汽提塔管两端是必要的。尽管这样几乎使汽提塔管的使用寿命加倍，但它并不是对单元腐蚀问题持久的解决方案，并且许多用钛汽提塔管制造的尿素加工单元已经受某种程度的侵蚀/腐蚀难题。为进一步解决在尿素汽提塔中所经受的侵蚀/腐蚀，引入用锆制造的汽提塔管， 如U. S.专利号4899813中所述。因为锆比钛和不锈钢贵的多，所以早期的锆-装备的汽提塔管被设计成包括不锈钢外管(一般2mm(0.8英寸)的最小厚度)和在不锈钢管内机械结合(紧密配合)锆的较薄的管内衬(一般0.7mm(0.03英寸))的最小厚度。机械连接必须保持锆衬就位，这可通过扩大锆内衬的内径而实现，以便在不锈钢外管中的紧密配合。所得紧配合双层管的不锈钢外管具有机械强度也比固体锆管降低了费用。较薄的锆衬提供了改进的耐腐蚀性。为这种应用选择了锆，因为它在高腐蚀性、高压、高温环境下显示优良的耐腐蚀性。前述不锈钢/锆紧配合双-层汽提塔管是在严格的要求条件下进行制造，以便更好的保证非常牢固地机械配合。尽管如此，各层的机械连接仍表明对企图长期使用寿命的管是问题的来源。因为耐腐蚀锆衬和不锈钢外管之间没有冶金结合，所以细小的狭缝存在于锆内衬和不锈钢外管之间。部分细缝产自锆和不锈钢不同的机械性和物理性能。例如， 材料具有非常不同的热膨胀系数，并且当加热时，不锈钢膨胀程度比锆要大。另外，因为材料的不相似的性能，它们不能熔焊在一起，因而必须从汽提塔管端除去部分锆衬，以将管熔焊到不锈钢管板上。不管不锈钢管和锆衬制造得多好，管的构件机械配合得多紧密，还是发现了经历时间过程中腐蚀的尿素工作介质能够穿过不锈钢和锆之间的小细缝，导致缝隙腐蚀，最终渗入不锈钢的外管。在某些具有这种设计的尿素汽提塔中，因这种理由管开始损坏，尿素合成装备必须停止运转以进行检修并导致大量的维修费用。还有另一种，最近发展的是一种适于尿素合成汽提塔管束用的设计，其包括固体锆汽提塔管，锆包层管板和一种在所有内部湿润的表面上的爆炸结合的锆包层。然而，给定尿素合成装备的费用，典型的是维修现存装置的腐蚀部件比置换具有这种新的耐腐蚀设计的装备费用为少。对于包含固体锆汽提塔管，锆包层管板和湿润表面上的锆包层的汽提塔装置来说，部件置换可以是成本-有效的选择方案，假若钛包层汽提塔单元能用具有改进耐腐蚀性的汽提塔管制造将会是有利的。这因为钛包层汽提塔单元的制造费用比锆包层显著的低。因此，有利的是提供一种适于尿素合成装置的汽提塔管的改进设计。另外有利的是提供一种以耐腐蚀置换汽提塔管的形式更新现存尿素合成装置用的汽提塔的方法，同时利用汽提塔的现存管板。更具体的是，提供一种适于在促进腐蚀条件下操作的装置制品用的耐腐蚀流体传导部件的改进设计将是有利的。除了尿素合成装置的汽提塔单元外，所述装置的制品包括， 例如，其它化学处理装置、冷凝器单元和热交换装置。另外有利的是，提供一种以耐腐蚀性置换部件更新现存装置的易于侵蚀和/或腐蚀部件的方法，其中置换部件是由耐腐蚀材料如锆、锆合金、钛、钛合金和不锈钢制造的。概述为了提供上述的优点，按本专利技术的一个方面，提供适于置换具有装配区域的装置制品的至少一种流体传导部件的第一方法。第一方法包括提供一种含有耐腐蚀性第一材料的流体传导第一区域的置换部件，和一种包含与装配区域材料相同或基本相同的第二材料的流体传导第二区域。第一区域和第二区域是通过固态焊接直接或间接结合，以便形成整体的流体传导置换部件。置换部件是通过一种包括将置换部件的第二区域的第二材料固定到装置制品的装配区域的方法而固定到装置制品上。在第一方法的某些非限制性实施方案中，置换部件选自圆柱形部件、管材、管道、 喷嘴、管端、管连接器、管道连接器、汽提塔管、热交换器管和流体传导部件。在第一方法的某些非限制性实施方案中，装置制品是尿素合成装置的汽提塔单元，置换部件是汽提塔管，装配区域是汽提塔管板区。在第一方法的某些非限制性实施方案中，置换部件通过包括将置换部件的第二区域的第二材料焊接到装置制品的装配区域的方法而固定在装置制品上。在第一方法的某些非限制性实施方案中，使用例如选自自热焊和使用填料金属的熔焊焊接技术而把第二区域的第二材料固定到装配区域。在第一方法的某些非限定性实施方案中，将第一区域以直接本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种制造管的方法，该方法包括惯性焊接锆管段至钛管段。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·C·萨瑟林，布雷特·J·赫布，罗纳德·A·格雷厄姆，
申请(专利权)人：ATI资产公司，
类型：发明
国别省市：US
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