Menara distilasi adalah peralatan penting yang biasa digunakan dalam produksi petrokimia, yang memungkinkan kontak erat antara fase gas-cair atau cair-cair, sehingga mencapai tujuan perpindahan massa dan panas antar fase. Dengan berkembangnya industri petrokimia dan penyulingan di Tiongkok, penggunaan media yang sangat korosif meningkat, dan kebutuhan material menjadi lebih tinggi. Bahan tahan korosi seperti logam non-ferrous dan peralatan pelat kompositnya semakin banyak digunakan. Artikel ini mengambil contoh menara distilasi dalam proyek PTA untuk menjelaskan permasalahan yang dihadapi dalam proses desain menara distilasi, dengan harapan dapat memberikan referensi untuk peralatan serupa di masa mendatang.
1. Parameter utama
Dan pemilihan media kerja menara distilasi adalah: asam asetat, air, dll; Tekanan desainnya adalah 1,4MPa/FV; Suhu desain 245 derajat @ 1,4MPa/100 derajat C @ FV. Tekanan angin dasar adalah 500N/㎡; Intensitas seismik 7 derajat; Percepatan gempa dasar adalah 0,10g; mendirikan
Pengelompokan seismik adalah kelompok pertama; Jenis tanah di lokasi tersebut adalah Kelas IV, dan kategori kekasaran tanah adalah A. Diagram skema dimensi struktur peralatan ditunjukkan pada Gambar 1. Media di pabrik PTA memiliki sifat korosif yang kuat, dan bahan titanium dapat lebih memenuhi persyaratan ketahanan korosi . Karena tingginya harga bahan titanium dan ketidaksesuaiannya untuk pembuatan bejana bertekanan besar, penggunaan pelat komposit baja titanium untuk memproduksi bejana bertekanan dapat mengurangi biaya peralatan secara signifikan. TA1 memiliki kekuatan yang lebih rendah, ketangguhan yang lebih baik, dan tegangan sisa yang lebih sedikit setelah ledakan. Kekuatan rekat pelat komposit lebih tinggi. Oleh karena itu, ketika memilih TA1+Q345R sebagai material komponen kompresi utama dan pelat komposit baja titanium, kelongsongnya tidak termasuk dalam kekuatan dan hanya dipertimbangkan
Mengingat kekuatan lapisan dasar, perlu diusulkan persyaratan setara karbon, kekerasan, pengujian benturan, pengujian ultrasonik, dll. untuk Q345R yang digunakan pada lapisan dasar untuk memastikan sifat mekanik pelat baja dasar. Untuk memastikan ikatan yang erat antara bahan titanium yang dilapisi dan pelat baja dasar, pelat komposit baja titanium harus diikat secara eksplosif, sesuai dengan ketentuan NB/T47002.3-2019 Tingkat B1, dan disuplai dalam bahan pelepas tegangan keadaan anil. Kekuatan geser pelat komposit harus lebih besar dari atau sama dengan 180MPa saat disuplai.
Karena proses manufaktur seperti penggulungan silinder, pembentukan kepala, dan perlakuan panas pasca pengelasan selama pembuatan peralatan, kekuatan geser pelat komposit dapat menurun. Untuk menjamin keamanan peralatan, setelah selesainya pembuatan peralatan, kekuatan geser pelat komposit juga harus dipastikan tidak kurang dari 140MPa.
2. Desain struktur utama peralatan
2.1 Struktur sambungan las berbentuk T dari pelat komposit baja titanium
Struktur sambungan berbentuk T pada sambungan las memanjang dan melingkar pelat komposit ditunjukkan pada Gambar 2. Pelat penutup berbentuk T terpisah dengan sudut membulat biasanya digunakan pada sambungan berbentuk T. Untuk kenyamanan perlindungan gas argon di bagian belakang selama pengelasan dan deteksi kebocoran pada sambungan tumpang tindih pelat penutup, setidaknya 2 Φ 6 lubang deteksi kebocoran harus dibor pada paking setiap sambungan las memanjang dan melingkar, dan lokasinya. lubang pendeteksi kebocoran harus sedekat mungkin dengan titik tinggi dan rendah dari las memanjang dan kedua ujung sambungan las melingkar. Untuk mendeteksi titik kebocoran secara tepat waktu dan mengurangi konsumsi gas argon untuk melindungi bagian belakang selama pengelasan, saluran deteksi kebocoran antara setiap silinder pelapis tidak saling berhubungan. Oleh karena itu, bantalan di bawah pelat penutup berbentuk T harus disegel dengan mematri perak ketika dihubungkan ke sambungan las memanjang dari bagian silinder pelapis lainnya.
2.2 Pengambilalihan flensa
Karena beban besar pada mulut pipa proses, untuk menjamin keamanan sambungan antara pipa penghubung dan cangkang, pipa penghubung mengadopsi struktur pipa tempa berdinding tebal untuk penguatan keseluruhan. Dinding bagian dalam pipa penghubung mengadopsi struktur lapisan titanium, yang harus memastikan kesesuaian yang rapat antara lapisan titanium dan bagian dalam pipa penghubung. Karena bahan yang berbeda dari cangkang dan lapisan pengambilalihan, tekanan yang dihasilkan oleh ekspansi termal
Demikian pula, superposisi tegangan dapat dengan mudah menyebabkan kerusakan pada sambungan pipa penghubung dan lapisan cangkang. Oleh karena itu, struktur sambungan antara lapisan pipa penghubung dan lapisan cangkang harus memastikan fleksibilitas yang cukup pada sambungan dan menghindari tekanan yang signifikan pada sambungan las. Sambungan antara cangkang dan pipa penghubung harus menggunakan struktur bergelang untuk menjaga kelancaran transisi. Untuk memeriksa kebocoran pada lapisan titanium selama pengoperasian peralatan dan sebagai saluran keluar gas antara pipa penghubung dan lapisan tersebut, dua lubang pendeteksi kebocoran berdiameter 6 mm harus dipasang di bagian belakang setiap lapisan pipa penghubung, yang terletak di leher sambungan. flensa pipa dan titik terendah dari cangkang di dekatnya. Struktur flensa lapisan dan struktur lubang pendeteksi kebocoran pada flensa pengambilalihan dirinci pada Gambar 3.
Desain permukaan penyegelan flensa merupakan faktor kunci yang mempengaruhi penyegelan flensa. Menara distilasi mengadopsi flensa tempa integral leher tinggi yang panjang, dan permukaan penyegelan flensa terbuat dari bahan tersebutpelat komposit baja titanium. Jenis struktural terperinci ditunjukkan pada Gambar 4. Lapisan dasar pelat komposit permukaan penyegelan flensa dilas dengan kuat ke penempaan flensa, dan lapisan titanium di dalam pipa penghubung dilas ke pelapis pelat komposit permukaan penyegelan menggunakan sudut yang dilas sepenuhnya. sambungan dengan pelat pendukung. Jenis permukaan penyegelan ini sangat meningkatkan keamanan penyegelan flensa. Karena permukaan penyegelan flensa mudah bocor, lubang baut flensa juga harus dilapisi dengan struktur titanium untuk menghindari korosi yang cepat pada bagian baja karbon flensa dan memastikan penggunaan peralatan yang aman.
