石油化工静置设备安装工程施工图预算书编制第一节、石油化工静置设备分类石油化工静置设备（或称：静止设备、化工设备、工艺设备、非定型设备、非标准设备）简称“静设备”。在石油化工生产中用于传热、存储、和化学反应等过程的容器。由于生产过程的多种需要，设备种类繁多，形状各异为了掌握设备的共同特点和共同规律，将它们按一定的原则进行科学的分类。一、按设备在生产工艺过程中的作用原理分类1、反应设备：（代号R）这类设备主要用于完成介质的物理、化学反应过程的容器。大多数设备是在加温加压并有催化剂存在的情况下进行过程反应的；或在介质直接接触的情况下，伴随着换热的物理过程及化学反应过程的设备。如反应釜、反应器、分解锅、分解塔、聚合釜、高压釜、合成塔、变换炉、蒸煮锅、煤气发生炉等。2、换热设备（代号E）这类设备主要是用于完成介质的热量交换，热量通过介质的器壁进行传导。有板式、列管式、套管式、喷淋式等换热设备。如热交换器、冷却器、蒸发器、加热器、硫化锅、消毒锅、染色器、烘缸、预热锅、蒸锅、电热蒸汽发生器等。3、分离设备（代号S）分离设备主要是用于完成介质的流体压力平衡和气体净化等物料分离的容器。如分离器、过滤器、集油器、缓冲器、洗涤器、吸收器、铜洗塔、干燥塔、气提塔、分汽缸除氧器等。4、存储设备（代号C，其中球罐代号B）这类设备主要用于盛装生产用的原料气体、液体、液化气体等储存物料的设备。如各种型式的储罐（球罐、气柜等）。二、按设备的形状分类工厂中使用的设备形状很多，常见的形状主要有三种类型1、方形或矩形设备：由平板焊制成，制造简单，但承压能力差，故只用作小型常压贮罐。2、球形设备：有数块球瓣板拼接焊成。球瓣制造工艺不同于其他设备，具有一些特殊的技术要求。球形设备容积都很大，盛装物料多，工作压力也比较高，技术要求也比较严格。随着石油化工工业的发展，需要更多贮存液态或气态物料的贮槽。因此近年来球形设备得到日益广泛的应用。3、圆筒形设备：是由圆柱形筒体和各种成型封头（椭圆形、半球形、蝶形、锥形）所组成的立式、卧式容器。由于使用目的的不同，内部结构各不相同。该形状设备制造较容易，承压能力较好，因此这类设备应用最广。三、按设备的设计压力分类按设备的承压性质，可将设备分为内压设备和外压设备两类。当设备内部介质压力大于外界压力时为内压设备，反之为外压设备。按设备的设计压力分为：1、超高压设备 P100mpa2、高压设备 10P100mpa3、中压设备 1.6P10pma4、低压设备 0.1P1.6mpa5、常压设备 P0.1mpa6、真空设备 负压在石油化工装置中许多设备是在高温高压下运行的。如氨和尿素合成装置的操作压力可达38.8mpa，温度达430。C左右。在石油化工装置中也有低温低压设备。聚乙烯生产则要求达100300Mpa的超高压设备，它的设备要用整体高强度锻件制造。四、按设备结构材料分类制造设备所用的材料应满足使用条件和制造工艺两方面的需要。大体上分为两大类，即金属设备和非金属设备。金属设备中，目前应用最多的是低碳钢和普通低合金钢。化工炼油设备大多数与有一定腐蚀性的介质接触，材料应具有优良的耐腐蚀性，因此在腐蚀严重或产品纯度要求严格的情况下，一般多采用不锈钢，不锈复合钢板或铝制的设备。在低温、深度冷冻的操作条件下，一般则选用铝、铝合金或铜和铜合金设备。还有用铸铁制造的设备。根据生产过程的需要，非金属材料的设备也很多。非金属材料可作设备衬里或独立构件。常用的非金属材料如聚氯乙烯、玻璃钢、不锈性石墨化工搪瓷以及耐酸砖、橡胶衬里等等。五、按监督管理分类为了加强压力容器的安全技术管理和监督检查，按国家劳动部“压力容器安全技术监察规程”，将压力容器划分为三类。分类的原则：1、根据压力P、压力乘容积P*V（单位：Mpa.m3），介质特性、用途以及设计、制造特点综合分类；2、介质的毒性程度参照GB5044“职业性接触毒物危害程度分级”的规定，分为四级。极度危害（级）。其最高允许浓度（C）不大于0.1mg/m3。如汞、二甲基亚硝胺等等。高度危害（级）。其最高允许浓度（C）为0.1mg/m3C1.0mg/m3。如甲醛、甲酸、二硝基苯等。中度危害（级）。其最高允许浓度（C）为1.0mg/m3C10mg/m3。例如乙酸、二氧化硫、硝酸、笨、乙炔等等。轻度危害（级）。其最高允许浓度（C）为C10mg/m3。易燃、易爆介质。易燃介质亦即爆炸危险介质，系指其气体或液体的蒸汽、薄雾与空气混合形成爆炸混合物，且其爆炸下限小于10%，或爆炸上限与下限之差值不小于20%的介质。如氢的爆炸下限为4%，上限为74.2%；乙醇的爆炸下限为3.28%，上限为18.95%。3、压力容器中的介质为混合物质时，应以介质的组成并按毒性程序或易燃介质的划分原则，由设计单位的工艺设计或使用单位的生产技术部门，决定介质毒性程度是否属于易燃介质。属第三类压力容器的是：超高压容器；高压的管壳式余热锅炉、贮运容器、分离容器、换热容器、反应容器；中压的PV大于等于0.5的易燃或中度危害介质的反应器、极度或高度危害介质的压力容器、PV大于10的易燃或中度危害介质的压力容器、管壳式余热锅炉。低压的PV大于等于0.2的极度或高度危害介质的压力容器。属于第二类压力容器的是：除第三类外的中压贮运容器、分离容器、换热容器、反应容器；搪玻璃压力容器；低压的管壳式余热锅炉、易燃或中度危害介质的贮存容器、易燃或中度危害介质的反应器。属于第一类压力容器的是：除第二、第三类外的低压贮运容器、分离容器、换热容器、反应容器。六、按设备重量（G）等级分类1、小型设备：G40t2、中型设备：40tG80t3、大型设备：G80t第二节、石油化工静置设备制作及安装施工技术一、静置设备的制作石油化工企业建设项目中的静置设备，一般均由建设单位或工程总承包公司的供应部门到石油化工设备制造厂订货加工，尤其是结构复杂、技术性高的第二类、第三类压力容器的制造。因为设备制造厂专业化水平，制造环境，检验手段，均优于施工现场，这样能保证设备质量和加快建设速度。随着石油化工生产的发展，大型设备越来越多，由于受到运输条件的限制，超限的设备只能分段或分片运到现场，在施工现场再对这些半成品的设备进行拼装、组对、焊接、检验、组装成整体设备。结构简单，大型设备如油罐、气柜等均由施工企业现场建造。各类静置设备制造工作内容：1、金属容器制作放样号料、切割、坡口、压头卷弧、封头锥形、蝶形、椭圆等制作，组对、焊接、内部附件制作，组装，成品倒运堆放等。2、塔器制作放样号料、切割、坡口、压头卷弧、椭圆封头、锥体、裙座、降液板、受液板、支持板、塔器各部件制作组对、焊接、塔盘制作、成品倒运、堆放等。上述工作内容是筛板塔和浮阀塔的制造过程。填料塔内部制作内容为分配盘、栅板、喷淋管、吊柱制作、塔体制作组对等。如果是不锈钢塔，则焊缝须进行酸化、钝化处理。3、换热器的制作放样号料、切割、坡口、压头卷弧、找圆、封头制作、组对、焊接、管板、折流板、支撑板、防冲板、拉杆、顶距管、换热管束的制作、装配、成品倒运堆放等。二、切割与焊接1、切割石油化工设备制作及安装工程，常用的热切割方法有四种：氧燃气切割、等离子切割、碳弧气刨和激光切割。2、焊接焊接是通过适当的手段，使两个分离的物体产生原子（分子）间结合而连成一体的连接方法，通过这种方法可以使金属材料或非金属材料牢固地连接在一起。按照焊接过程中金属所处的状态及工艺的特点，可以将焊接方法分为熔化焊、压力焊、钎焊三大类。3、焊缝的分类压力容器各部分的焊缝分为A、B、C、D四类。A类焊缝指设备的纵向焊缝；B类焊缝指环向焊缝；C类焊缝指平焊法兰与接管的焊缝；D类焊缝指设备接管与筒体的焊缝。三、热处理（一）概述1、热处理的概念把金属加热到给定温度并保持一段时间，然后选定速度和方法使之冷却以得到所需要的显微组织和性能的操作工艺，被称为热处理。施工中的热处理一般是指焊接接头（热影响区）的热处理。焊接接头（热影响区）的热处理的过程就是把焊接接头均匀加热到一定温度、保温，然后冷却的过程。2、热处理的意义焊接接头的热处理能防止焊接部位的脆性破坏、延迟裂纹、应力腐蚀和氢气腐蚀等。经过正确的热处理，可以使焊接残余应力松弛，淬硬区软化，也可以改善组织，降低含氢量，提高耐腐蚀性、冲击韧性，蠕变极限等。但如果焊接接头热处理不当，反而会使接头的性能下降。（二）焊前预热预热是焊接时一项重大工艺措施，尤其是焊接厚工件。对焊件进行焊前预热，可防止或减少应力的产生。对于焊接某些重要结构，如高压厚壁容器或塑性较差以及淬火倾向很强的焊件，一般都要进行焊前预热，以防止焊接过程中产生裂纹。预热的作用在于减少焊缝金属与母材间的温度差，即提高焊接接头初始温度，从而减少收缩应力，降低焊缝冷却速度，控制钢材的组织转变，避免在热影响区中形成脆性马氏体，减轻局部硬化，改善焊缝质量。因为预热有利于排气、排渣，故可减少气孔、夹渣等缺陷。焊件是否需要预热以及预热温度是多少，应根据钢板的化学成分、板厚，容器的结构刚性、焊接形式、焊接方法和焊接材料以及环境温度等因素综合考虑。（三）焊后热处理1、焊接残余应力是由于焊接引起焊件不均匀的温度分布，焊缝金属的热胀冷缩等原因造成的，所以伴随焊接施工必然会产生残余应力。消除残余应力的最通用的方法是高温回火，即将焊件放在热处理炉内加热到一定温度和保温一定时间，利用材料在高温下屈服极限的降低，使内应力高的地方产生塑性流动，弹性变形逐渐减少，塑性变形逐渐增加而使应力降低。焊后热处理对金属抗拉强度、蠕变极限的影响与热处理的温度和保温时间有关。焊后热处理对焊缝金属冲击韧性的影响随钢种不同而不同。2、热处理方法的选择焊后热处理一般选用单一高温回火或正火加高温回火处理。对于气焊焊口采用正火加高温回火热处理。这是因为气焊的焊缝及热影响区的晶粒粗大，需要细化晶粒，故采用正火处理。然而单一的正火不能消除残余应力，故需再加高温回火以消除应力。单一的中温回火只适用于工地拼装的大型普通低碳钢容器的组装焊接，其目的是为了达到部分消除残余应力和去氢。绝大多数场合是选用单一的高温回火。热处理的加热和冷却不宜过快，力求内外壁均匀。3、焊后热处理的加热方法感应加热。钢材在交变磁场中产生感应电势，因涡流和磁滞的作用使钢材发热，即感应加热。现在工程上多采用设备简单的工频感应加热。辐射加热。辐射加热由热源把热量辐射到金属表面，再由金属表面把热量向其他方向传导。所以，辐射加热时金属内外壁温度差别大，其加热效果较感应加热为差。辐射加热常用火焰加热法、电阻炉加热法、红外线加热法。（四）整体热处理整体热处理是为了消除焊接产生的应力，稳定各种几何尺寸，改变焊接金相组织，提高金属的韧性和抗应力能力，阻止裂纹的产生。由于焊接时局部加热，焊接金属的金相组织的变化而引起内应力，另外焊缝应力分布已比较复杂，同时金属也产生内应力。为了消除残余应力和减轻焊缝附近金相组织的局部硬化，改善焊缝的机械性能，采用整体热处理方法。如球罐组装焊接后，采用整体热处理的方法有两种：一是内燃法，一是电加热法。（五）设备焊缝热处理现场组装设备的焊缝热处理，应符合产品合格证书中提供的条件和图纸的要求与GB150-89“钢制压力容器”和GB50236-98“现场设备、工艺管道焊接工程施工及验收规范”的有关规定。1、容器及其受压元件符合下列条件之一者，应进行热处理。A、B类焊缝，各处的母材名义厚度符合下列条件者：碳素钢厚度大于34mm16MnR厚度大于30mm15Mn