催化煙氣含有大量的SO2、NOx和顆粒物等有害物,已成為煉廠重要的大氣污染源。另外,隨著新《大氣污染法》陸續實施,催化煙氣脫硫、脫硝已引起各企業的足夠重視,煙氣急冷吸收塔作為煙氣脫硫、脫硝系統的核心設備,其不銹鋼復合板的 是安裝質量控制重要的環節之一,焊縫質量直接關系到煙氣急冷吸收塔的耐腐蝕性和設備的使用壽命。通過對不銹鋼復合板的 方法、材料、坡口設計、順序和焊縫無損檢驗等方面的論述,簡明扼要的介紹煙氣急冷吸收塔不銹鋼復合板質量控制點。
一、催化煙氣脫硫脫硝工藝技術原理簡述
某石化公司重油催化裂化裝置設計規模330萬T/年,包括反應單元、分餾單元、吸收穩定單元、機組單元、熱工單元和煙氣脫硫單元。煙氣脫硫單元作為重油催化裂化裝置的重要配套裝置,采用基于NaOH洗滌液的EDV5000脫硫以及LoTOXTM脫硝的濕法煙氣洗滌技術。
煙氣急冷吸收塔是煙氣脫硫、脫氮技術的核心單元,主要包括煙氣急冷區、反應吸收區、過濾模組、水珠分離器和煙囪等部分,示意見圖1。
1、SO2的脫除
急冷吸收塔將SO2吸收進洗滌液中,提供密集的氣液接觸場所,洗滌液的pH值可通過添0.2NaOH溶液進行控制。在反應區發生如下脫硫反應:
SO2+NaOH→NaHSO3
NaHSO3+ NaOH→Na2SO3+H2O
2、NOx的脫除
將臭氧發生單元產生的臭氧注入到COLD TOWER吸收塔的入口段與煙氣中的NOx發生反應,將其轉化為N2O5,N2O5結合煙氣中的水蒸氣形成硝酸,以上變化發生在注入點到冷卻吸收塔入口段之間的區域。在反應區煙氣被4層霧化噴嘴洗滌,NaOH 溶液將與硝酸發生中和反應。霧化噴嘴同時從煙氣中脫除未反應的臭氧,完成NOx控制工藝的后一步。反應式如下:
3O2→2O3
NO+ O3→NO2+ O2
2NO2+ O3→N2O5+ O2
N2O5+H2O→2HNO3
HNO3+NaOH→NaNO3+ H2O
3、顆粒物脫除
煙氣中含有的顆粒物絕大部分是上游催化裂化反應單元釋放煙氣攜帶來的催化劑顆粒。煙氣中攜帶的固體顆??捎美鋮s吸收塔內安裝的過濾模組除去,而水霧則由位于過濾模組之上的水珠分離器脫除。
4、降低外排廢水的COD
當外排廢水中的還原性物質(如亞硫酸鈉)含量超標時,會造成嚴重的環境污染,而氧氣可以與之發生氧化還原反應,降低外排水的COD。反應式如下:
Na2SO3+1/2O2→Na2SO4
二、煙氣急冷吸收塔設計情況
催化煙氣急冷吸收塔是煙氣脫硫、脫硝技術的核心單元,急冷吸收塔直徑8500mm,頂部煙囪直徑4250mm,全塔總高125000mm(切),內設噴頭、濾清模塊、水珠分離器等。急冷吸收塔本體均采用不銹鋼復合板,上部煙囪S31603+Q345R,局部采用Alloy20+Q345R,復層厚度為3mm ,急冷塔本體采用S30403+Q345R,復層厚度為4mm。煙氣急冷吸收塔規格及材質見表1。
三、煙氣急冷吸收塔 控制點
催化煙氣急冷吸收塔不銹鋼復合鋼板的的關鍵問題是合理地選擇基層、過渡層和復層的填充材料。由于基層與復層母材、基層與復層的 材料在成分及性能方面有較大的差異,焊時稀釋作用強烈,由于接頭頭中碳的遷移和合金元素的擴散,容易在基層一側產生脫碳帶,焊縫部位碳含量增加,而奧氏體鋼側的合金元素降低。使焊縫中奧氏體形成元素減少,碳含量增加結晶裂紋的傾向;熔合區可能出現馬氏體組織而導致硬度和脆性增加,有產生裂紋的危險;此外,由于基層與覆層的含鉻量差別較大,促使碳向覆層遷移擴散,而在其交界的焊縫金屬區域形成增碳層和脫碳層,加劇熔合區的脆化或另一側熱影響區。脫碳帶不僅是低溫沖擊韌性的低值區,而且往往是裂紋的起始和延展的區帶,容易引起焊縫熔合線低溫沖擊韌性的降低并產生裂紋。
為地控制稀釋和碳遷移,故需要在復層和基層之間增加一過渡層,即分為基層焊、過渡層焊和復層焊,基層和復層的焊屬于同種材料焊,其welding、焊材選擇和welded工藝由基層和復層金屬材料決定,過渡層 屬于異種鋼 ,其 性主要決定于基層和復層金屬的化學物理性能、接頭形式和填充金屬等[3]。
四、煙氣急冷吸收塔不銹鋼復合板的welded
1、焊前準備
工藝評定及選擇
不銹鋼復合板基材的焊可采用手動電弧焊、埋弧自動焊、CO2氣體保護焊及組合方法。過渡層和復層的焊通常采用手工電弧焊或手工氬弧焊,也可采用藥芯焊絲氣體保護焊或埋弧自動焊。
材料的選擇
基層材料按基材的化學成份和機械性能參照相應標準和技術條件選擇,材料應焊縫金屬的力學性能或等于相應母材的標準規定下限值。
復層的焊材選擇與復層的化學成份和機械性能接近的焊材,復層選用材料應焊縫金屬的耐腐蝕性能,當有力學性能要求時,還應力學性能,奧氏體不銹鋼的材料應熔敷金屬的主要合金元素的含量不低于復層材料標準規定的下限值。
過渡層的焊材應按異種鋼材料選材原則,不銹鋼復合板的過渡層焊條宜選擇0.25Cr-0.13Ni型或0.25Cr-0.2Ni型;復層含Mo的不銹鋼復合板,宜采用Ni-Mo型焊條。
坡口的設計
催化煙氣急冷塔不銹鋼復合板坡口形式需要依據接頭位置、復合板厚度、復層焊縫的化學成份要求和耐腐蝕要求來確定。接頭型式的設計原則是在質量的前提下,盡量減少填充金屬量,減少熔合比,便于操作等。一般大部分工作安排在基層側進行,可減少過渡層與復層的工作量,防止碳鋼或低合金鋼焊條與不銹鋼復層結合,有利于控制復層金屬的化學成份和復層。不銹鋼復合板對接常用坡口形式見圖2。
坡口加工與檢查,坡口及其兩側各20mm范圍內進行表面清理,去除油污、水、繡及氧化皮等污物。由于奧氏體體組織有顯著的冷加工硬化性,禁止對致使復層變形。組對時應以復層為基準,復層等厚時對口錯邊量不應大于復層厚度的一半,且不大于2mm。定位焊縫應焊在基層母材上,定位焊縫應有評定合格的工藝,且應由合格的焊工施焊。在組裝過程中,工卡具應焊在基層一層,不得在復層上工卡具,去除卡具是應防止損失基層金屬,處應打磨光滑。
2、weld控制點
焊前應根據工藝評定報告編制藝文件,先焊基層,后焊過渡層和復層,且焊基層時不得將基層金屬沉積在復層上。
基層焊不銹鋼復合板時,為工藝實施方便,減少熱循環對不銹鋼焊縫的作用,應先基層部分,并將大部分工作涉及在基層側進行,以減少可能對復層的損失,基層焊道不得觸及和熔化復層,焊縫余高應符合標準規定。
過渡層焊過渡層是要在熔合良好的前提下,盡量采用較小直徑的焊條(一般采用φ3.2mm焊條)或焊絲,較小的焊線,要在熔合良好的前提下減少基材金屬的熔入量,從而降低熔合比,避免復合層化學成分收影響,防止熔合去裂紋的發生,過渡層的厚度應小于2mm,并將基層全部覆蓋。
復層的焊縫將作為抗腐蝕表面與工作介質接觸,因此在過程中應盡可能采用較小的焊線,并嚴格控制層間溫度,對于抗腐蝕要求較高的產品,復層時的道間溫度應控制在100-150℃之間,復層焊縫與復材表面保持齊平、光滑,對接焊縫余高應不大于1.5mm,角焊縫凹凸度及焊角蓋度應符合設計圖樣的規定。
焊過程中應注意保護復層的表面,防止飛濺損傷復材表面,不得在復層表面隨意引弧,焊卡蘭、吊環以及臨時支架,不得用鐵錘敲擊復合層表面等,催化煙氣急冷塔復層 時以下幾個問題應引起重視:
(1) 焊縫容易產生結晶裂紋
結晶裂紋是熱裂紋的一種形式,焊縫金屬在結晶過程中到固相線附近的高溫時,液態晶界在 應力作用下產生的裂紋。影響結晶裂紋的因素主要有兩個:
稀釋率的影響 奧氏體復合鋼板時,由于基層鋼板的含碳量復層,復層受基層的稀釋作用,使焊縫中奧氏體形成元素減少,含碳量增多,焊縫結晶時易產生微裂紋。
結晶區間的影響 奧氏體鋼結晶溫度區間很大,熔池結晶時在枝晶的晶界上存在S、P、Si等低熔點共晶物呈現薄膜狀,這種液態薄膜在拉伸應力作用下易產生裂紋。
若 材料選擇不合適或工藝不恰當,不銹鋼焊縫就可能嚴重稀釋,形成馬氏體淬硬組織;或由于鉻、鎳強烈滲入珠光體鋼基層而嚴重脆化,產生裂紋。因此, 過渡層時,要使用含鉻、鎳量較多的 材料,焊縫金屬含一定量的鐵素體組織,以提高抗裂性,使之即使受到基層的稀釋,也不會產生馬氏體淬硬組織;同時,也應采用合適的 方法和 工藝,減小基層一側熔深和焊縫的稀釋。
(2) 熱影響區容易產生液化裂紋
復合鋼 時,奧氏體鋼熱影響區由于受 熱循環影響,低熔點雜質被熔化,在 應力作用下產生液化裂紋。 時,熱影響區受熔池金屬的熱膨脹作用產生壓縮應力,當電弧移開后,隨著溫度的降低,壓縮應力變拉伸應力。之后,熱影響區晶界上存在的低熔點共晶物的液膜被拉開產生裂紋。這種裂紋是由于奧氏體系復合鋼板的熱影響區晶界受 熱循環作用,低熔點共晶物液化產生的,所以稱為液化裂紋。如果晶界析出物的熔點高,即使受 熱作用瞬時產生液態膜,但在壓縮應力作用下已完成結晶,當轉變為拉伸應力時晶界已不存在液態膜了,所以也就不產生裂紋。
防止奧氏體系復合鋼板焊縫及熱影響區產生結晶裂紋和液化裂紋的主要措施為:正確制定 工藝,嚴格遵守操作規程,合理選擇填充材料。
(3) 熔合區脆化
奧氏體系復合鋼板時,熔合區出現脆化的原因有如下幾個:
a. 結構鋼焊條的影響 用結構鋼焊條 基層鋼板時,由于熱作用使復層鋼板局部熔化,合金元素滲入焊縫。在熔合區附近狹小區域中,攪拌作用不充分而產生馬氏體組織,使熔合區硬度和脆性增加。
b. 不銹鋼焊條的影響 用不銹鋼焊條 復層鋼板時,容易熔化基層鋼板,使焊縫金屬成分稀釋,焊縫金屬為奧氏體馬氏體組織,使塑性和耐蝕性降低,而熔合區的脆性明顯增加。
c. 碳遷移的影響 時碳由低Cr的基層鋼板(碳鋼或低合金鋼)向高Cr的不銹鋼復層焊縫金屬擴散遷移,因此在基層和復層的交界形成高硬度的增碳層和低硬度的脫碳層,引起熔合區的脆化。
為了防止碳的遷移,可在基層和復層之間采用“隔離焊縫”(也稱過渡層)。通常選用含Nb的鐵素體焊條在基層鋼板上 “隔離焊縫”,然后用奧氏體鋼焊條 復層,用結構鋼焊條 基層。這種工藝措施可防止碳的遷移,避免在熔合區附近出現脫碳層和增碳層,從而減小了熔合區的脆化,使復合鋼板的 接頭具有較高的強度和韌性。
3、煙氣急冷吸收塔無損檢測及返修注意事項
煙氣急冷吸收塔無損檢測
無損檢測項目按設計文件規定執行,A、B類射線(R.T)0.2Ⅲ級合格,C、D類(P.T)Ⅰ級合格
返修時盡量選用小直徑焊條,選用工藝評定的下限參數,采用多層多道 法。在返修基層時,在焊基層前適當預熱基層(100℃~150℃),去掉坡口內的水分和雜質; 過程中連續施焊,控制溫度;焊后對焊縫區加熱,加熱范圍不可過大,一般大于鋼板厚度的兩倍即可,溫度控制在250℃,保溫30~40分鐘,以防基層和復層結合部位開裂。
NM450耐磨板零割價格 nm360/nm400/nm500耐磨板攻絲打孔
NM450耐磨板零割價格
NM450主要是在需要耐磨的場合或部位提供保護,使設備壽命更長,減少維修帶來的檢修和停機,相應的減少資金的投入。
NM450耐磨板化學成分
C : 0.26 Si :0.70 Mn :1.60 P : 0.025 S :0.010 Mo :0.50 Cr :1.50 Ni :0.80 B :0.004
NM450是耐磨鋼板的一種。NM450高強度耐磨鋼板。
NM450命名
N是"耐磨"中"耐"的個拼音字母。
M是"耐磨"中"磨"的個拼音字母。
450是布氏硬度值HB值。(450硬度值是廣義的,國產NM450硬度值是在450左右。)
NM450耐磨板硬度表示
NM450的布氏硬度[1] HB及常用硬度表示法↓厚度mm寬度m長度m
硬度分為:洛氏硬度、布氏硬度、維氏硬度、里氏硬度、肖氏硬度、巴氏硬度、努氏硬度、韋氏硬度。維氏硬度以HV表示、洛氏硬度可分為HRA、HRB、HRC、HRD、布氏硬度以HB[N(kgf/mm2)]表示(HBS\HBW)(參照GB/T231-1984),生產中常用布氏硬度法測定經退火、正火和調質的鋼件硬度不是一個簡單的物理概念,而是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度試驗根據其測試方法的不同可分為靜壓法(如布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等)、劃痕法(如莫氏硬度)、回跳法(如肖氏硬度)及顯微硬度、高溫硬度等多種方法。
德國DILIIDUR400V耐磨板交貨狀態有關硬度的五種測試方法
德國進口耐磨板在出廠檢驗時需要進行洛氏硬度測試,常規方法為先去除鋼板表面氧化皮和脫碳層,再將鋼板放置在V型砧座上采用常規洛氏硬度計進行洛氏硬度測試。部分耐磨板因壁厚太薄(小于1.70mm)無法采用常規方法進行洛氏硬度測試。
在檢驗某批次耐磨板時發現,在外表面進行洛氏硬度測試時,由于載荷較大,鋼板內部支撐力不足,導致出現肉眼觀察不到的變形,導致洛氏硬度測試結果偏低。
為對德國進口耐磨板dillidur400v耐磨板進行準確的洛氏硬度測試,采用5種試驗方法分別對薄壁DILLIDUR400V耐磨板進行洛氏硬度測試,通過對比分析測試結果確定了準確進行薄壁鋼板洛氏硬度測試的方法。
在該鋼板上截取尺寸為長度為400mm,寬度為mm的拉伸試樣,使用E45.105型電子拉伸試驗機進行室溫拉伸試驗。
在該鋼板上截取5份長度為30mm的全截面試樣,分別編號為1~5號,用砂輪機除去1,3,4,5號試樣表面氧化皮和脫碳層后,分別按以下方法進行洛氏硬度測試。
(1)方法1:將1號試樣放置在V型砧座上,使用560RSSZ型全自動洛氏硬度計直接在其外表面進行洛氏硬度測試,載荷為980.7N。
(2)方法2:將2號試樣鑲嵌后拋光,使用MVO-402TS型顯微維氏硬度計測試試樣橫截面的維氏硬度,載荷為9.807N,然后將測試結果轉換成洛氏硬度。
(3)方法3:將3號試樣放置在V型砧座上,使用560RSSZ型全自動洛氏硬度計直接在其外表面進行表面洛氏硬度測試,載荷為147.1N,然后將測試結果轉換成洛氏硬度。
(4)方法4:使用砂輪機在4號試樣外表面加工出一個平面,將試樣進行鑲嵌,使用560RSSZ型全自動洛氏硬度計直接在該平面進行表面洛氏硬度測試,載荷為147.1N,然后將測試結果轉換成洛氏硬度。
(5)方法5:使用砂輪機在5號試樣外表面加工出一個平面,試樣沿無錫耐磨板縱軸方向對半剖開,試樣內表面以圓柱貼合支撐后放置在V型砧座上,使用560RSSZ型全自動洛氏硬度計直接在試樣外表面進行表面洛氏硬度測試,載荷為147.1N,然后將測試結果轉換成洛氏硬度。
試驗結果
由NM400耐磨鋼板拉伸試樣的室溫拉伸試驗得到耐磨板的屈服強度、抗拉強度分別為296,525MPa,斷后伸長率為38%。由5種方法分別得到的硬度測試上述硬度測試結果分析如下:
(1)根據GB/T 230.1-2018?金屬材料洛氏硬度試驗部分:試驗方法?,洛氏硬度為80HRBW,試樣厚度為1.5mm。1號試樣厚度為1.65mm,脫碳層厚度為0.15~0.20mm,去除脫碳層后試樣厚度為1.4~1.45mm,與GB/T 230.1-2018中規定的試樣厚度接近。在試驗過程中,由于試樣沒有支撐,會造成肉眼觀察不到的變形,因而洛氏硬度實測值偏低。
(2)測試2號試樣的維氏硬度時,由于維氏硬度測量壓痕較小,可以不用去除脫碳層在試樣中間部位進行測試,根據ASTM A370-17a,轉換得到的洛氏硬度轉換值與德國進口耐磨板廠家的抗拉強度(525MPa)匹配。該方法的缺點在于在維氏硬度試驗中人為操作造成的誤差較大。
(3)根據GB/T 230.1-2018,由方法3得到的表面洛氏硬度約85HR15TW,其對應的試樣厚度為0.3mm,3號試樣的厚度符合GB/T 230.1-2018的要求(大于0.3mm),但在試驗過程中,3號試樣沒有支撐,會造成肉眼觀察不到的變形,因而表面洛氏硬度實測值偏低。
(4)4號試樣外表面加工出一個平面并進行鑲嵌,并將測得的表面洛氏硬度轉換為洛氏硬度,得到的洛氏硬度與用維氏硬度轉換得到的僅差1.0HRBW,結果相近,這說明該方法得到的試驗結果復現性較好。根據ASTM A370-17a,4號試樣由表面洛氏硬度轉換得到的洛氏硬度與鋼板的抗拉強度匹配。
(5)5號試樣用圓柱面支撐無法壓頭軸線和載荷的加載方向與試樣表面垂直,且試樣外表面與貼合的圓柱支撐面有間隙,造成試樣、壓頭、載荷不同軸,導致表面洛氏硬度實測值偏低。
結論
德國進口耐磨板廠家采用將取樣鑲嵌拋光后將測得的維氏硬度轉換為洛氏硬度的方法,或者采用去除鋼板表面氧化皮和脫碳層并在外表面加工出試驗平面并鑲嵌后,將測得的表面洛氏硬度轉換為洛氏硬度的方法,得到的洛氏硬度測試結果比較準確。如果表面進行表面洛氏硬度測試或洛氏硬度測試,耐磨板支撐不足會造成試樣變形導致測試結果偏低;如果薄壁無錫耐磨板中間加圓柱支撐,由于不能確保壓頭軸線和載荷加載方向與鋼板表面垂直,且鋼板外表面與貼合的圓柱支撐有間隙鋼板圓弧面與貼合的圓柱支撐面存在間隙,也會造成測試結果偏低。
本公司,是一家以主營耐磨鋼板企業。無錫恒成泰特鋼有限公司常年主營無錫、衡鋼、寶鋼、舞鋼、新鋼、武鋼等優質無縫鋼管,合金管,高壓鍋爐管、精密光亮管、耐磨板、合金板、容器板等,經營品種規格達2000多個并常年備有現貨庫存供全國各地的客戶選購。主要經銷的無縫管規格外徑6-800mm,壁厚1-90mm,主營產品材質為:10#、20#、45#、20G、20A、40Mn2、45Mn2、27SiMn、20Cr、30Cr、35Cr、40Cr、45Cr、12CrNi2、20MnG、25MnG、12CrMoG、15CrMoG等。
板材部主