2011年第35期SCTENCE TECHNOLOGY INFORMATIONO機(jī)楲與電子O科技信息Linde低溫甲醇洗設(shè)備選材的要點(diǎn)分析賈巧娟阿美科工程咨詢(上海)有限公司中國上海200120)【擴(kuò)要]Lind低溫甲酶洗工藝對設(shè)備選材有特殊要求。本文將介紹這些規(guī)定,分析其原因,幫助設(shè)計(jì)者正確選材并提醒設(shè)備制造者應(yīng)注意事項(xiàng),對提高設(shè)備質(zhì)量和延長設(shè)備壽命有重要意義?！娟P(guān)鍵詞 Linde;低溫甲醇洗;設(shè)備;選材[Abstract] Linde has special regulations for the material selection for a rectisol wash unit. The article will list these regulations and analyzeeasons. It will help designers for material selection in theory and notice manufactures in fabricating. It would be important for improving the qualityof equipment and elongating its life.[ Key words Linde; Rectisol wash; Equipment; Material selection低溫甲醉洗工藝是以冷甲醇作為酸性氣體吸收液,利用甲醇在-鋼60℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性同時(shí)分段選擇2.3小于6mm的奧氏體不銹鋼,一般用做非承壓或可更換構(gòu)件,所以吸收原料氣中的HS、CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)。一般不做特殊規(guī)定,只要求滿足材料規(guī)定即可。而對于主要承壓部件Linde低溫甲醇洗工藝設(shè)備的使用溫度低(最低設(shè)計(jì)溫度為-或重要零部件,要求采用低碳級或穩(wěn)定化不銹鋼,主要因?yàn)榉€(wěn)定化元80℃),且T藝介質(zhì)中含濕HS,這就造成了低溫甲醇洗系統(tǒng)是在低溫+素的加入和限制低碳都是為了形成超細(xì)組織,從而提高不銹鋼的耐腐濕HS的苛刻環(huán)境下工作,為此, Linde低溫甲醇洗在設(shè)備及管道的蝕性。選材方面給予了諸多方面的限制24介質(zhì)腐蝕對鋼的表面狀態(tài)極為敏感,一般來說,鋼的表面越光1unde材料規(guī)定滑,介質(zhì)的粘附性越小對基體造成的腐蝕越小。一般要求不銹鋼設(shè)備內(nèi)表面進(jìn)行拋光處理,也是基于此方面的考慮。不銹鋼進(jìn)行退火處理Linde低溫甲醇洗工藝對設(shè)備選材主要提出了以下規(guī)定時(shí)如操作不當(dāng)容易發(fā)生顏色改變說明表面已發(fā)生氧化造成合金燒11碳鋼及低合金鋼材料的最小屈服強(qiáng)度不大于35~m,且最小損,降低抵抗腐蝕能力有試驗(yàn)表明:發(fā)生退火氧化的304鋼板在自然抗拉強(qiáng)度不高于500Nmm2環(huán)境中放置幾天即發(fā)生了銹蝕。輕微的氧化可以通過機(jī)械方法去除,129N鋼材料不能用于低溫甲醇洗系統(tǒng);但不能影響主要受壓元件的機(jī)械強(qiáng)度;嚴(yán)重的將不能用于主要受壓元13對于奧氏體不銹鋼,厚度大于6m的構(gòu)件必須采用低碳級或穩(wěn)件。定化不銹鋼25由于銅及其合金對多種酸、堿有優(yōu)良的耐蝕性,所以也廣泛用于14不銹鋼構(gòu)件及其焊縫表面潔凈,具有持久性的金屬光澤,容器內(nèi)容器制造。但銅及其合金的力學(xué)性能普遍低于碳鋼和低合金鋼同時(shí)壁不允許有劃痕和退火顏色由于內(nèi)部殘余應(yīng)力和H+的存在,致使錒及其合金極易發(fā)生應(yīng)力腐蝕15含銅量>60%的銅及其合金不能用于低溫甲醇洗系統(tǒng);開裂和氫脆,有研究數(shù)據(jù)顯示:濕HS環(huán)境對銅的腐蝕達(dá)到15mma1.6過熱蒸汽發(fā)生器,不允許采用不銹鋼材質(zhì);(嚴(yán)重腐蝕),這也就限制了銅及其合金不能用在低溫甲醇洗系統(tǒng)17不銹鋼容器的內(nèi)件需采用含鉻量大于13%的不銹鋼。26不銹鋼在425℃-850℃范圉區(qū)間停留時(shí),沿晶界析出Cr23C6為主的碳化物造成晶界附近貧鉻,使其耐腐蝕性降低。要解決這一問2原因分析題,必須采用低碳級或穩(wěn)定化不銹鋼,并且快速通過此溫度區(qū)間。不銹以下是針對以上材料規(guī)定進(jìn)行的原因分析鋼尤其是奧氏體不銹鋼長期用于處于此溫度區(qū)間的介質(zhì)將有失效的21對于碳鋼和低合金鋼來說,最小屈服強(qiáng)度大于35m2最小抗危險(xiǎn)。有些裂解爐專利商規(guī)定超高壓落汽段用GMo鋼管就是此原拉強(qiáng)度高于50Nm(國內(nèi)規(guī)定為540MPa)屬于高強(qiáng)鋼,硬度一般也因較高在低溫環(huán)境下工作容易發(fā)生冷脆。而在低溫和濕硫化氫環(huán)境同實(shí)踐證明,TP304H用于高溫蒸汽氧化嚴(yán)重,甚至有剝落傾向。據(jù)時(shí)存在的條件下硫化氫的溶解度達(dá)到最大,在中高強(qiáng)鋼或焊縫及其研究結(jié)果顯示,在含有水蒸汽的高溫氧化環(huán)境中FeCr合金氧化進(jìn)熱影響區(qū)等硬度較高的區(qū)域容易發(fā)生硫化物應(yīng)力腐蝕開裂(SCco,程被顯著加速氧化層積累到一定厚度將發(fā)生剝落脫落的氧化皮堆同時(shí)濕硫化氫產(chǎn)生氫腐蝕使鋼的脆性增加。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:高強(qiáng)鋼即積在管子彎頭處引起管子局部過熱甚至爆炸如果脫落的氧化皮被使在溶液中硫化氫濃度很低(體積分?jǐn)?shù)為00m)的情況下仍能引帶至汽輪機(jī)內(nèi)將引起汽輪機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞起破壞;硫化氫體積分?jǐn)?shù)為005mL~06m時(shí)能在極短的時(shí)間內(nèi)引為避免發(fā)生以上兩種危險(xiǎn)過熱蒸汽發(fā)生器及其管道只能選用耐起高強(qiáng)鋼硫化物應(yīng)力腐蝕破壞。熱鋼SA335PI。這種鋼具有優(yōu)良的熱強(qiáng)性可焊性和工藝性,以及對對于低溫環(huán)境下作的設(shè)備保證低溫韌性是第一重要的,所以應(yīng)力腐蝕開裂不敏感性和生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)是亞臨界壓力、超臨界低溫甲醇洗設(shè)備對鋼材的選用做了嚴(yán)格限制。壓力火力發(fā)電機(jī)組和核電機(jī)組的理想用材,主要用于制作高壓鍋爐的29Ni鋼能在-196℃下使用,因此也被叫做超低溫鋼,主要用于過熱器和再生器及火力發(fā)電站的主蒸汽管道LNG儲罐27不銹鋼中的主要合金元素是c,只有當(dāng)Cr含量大于13%時(shí)鋼規(guī)定9N鋼不能用于低溫甲醇洗設(shè)備主要出于以下原因考慮:才有耐蝕性。一般地內(nèi)件的材質(zhì)與容器外殼相同,即使是可拆卸內(nèi)221使用9N鋼的溫度裕量過大,造成材料浪費(fèi)件也應(yīng)有足夠長的壽命2229N鋼(屬于低碳馬氏體鋼馬氏體組織對HS應(yīng)力腐蝕和氫3結(jié)論致開裂非常敏感。)的強(qiáng)度高硬度大,且存在較高的冷作硬化傾向這也大大提高了對硫化物應(yīng)力腐蝕的敏感性低溫工況主要受材料低溫韌性的限制,而濕硫化氫工況下的選材223低溫甲醇洗是在含硫化氫環(huán)境下工作鋼中鎳含量增加會(huì)降則受多方面因素的影響最全面的是B/20972(石油天然氣工業(yè)油低含硫化氫溶液對應(yīng)力腐蝕開裂的抵抗力,從這方面來說,9N鋼遠(yuǎn)氣開采中用于含硫化氫環(huán)境的材料)但需提醒注意的是:此標(biāo)準(zhǔn)明確不及35N鋼這也是此項(xiàng)規(guī)定最主要的原因;規(guī)定了其使用范圍,并強(qiáng)調(diào)不一定適用于煉油或下游的加工設(shè)備,設(shè)2249N鋼因?yàn)楸旧砘瘜W(xué)成分組織結(jié)構(gòu)等原因使得在焊接過程中計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的靈活應(yīng)用容易產(chǎn)生以下缺陷:冷裂紋、熱裂紋、低溫韌性下降、磁偏吹等。低溫和濕硫化氫介質(zhì)的組合,使低溫甲醇洗系統(tǒng)的運(yùn)行條件苛所以,除非設(shè)計(jì)溫度不允許,否則應(yīng)盡量避免采用9N鋼。低溫甲刻,需要從設(shè)計(jì)選材制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收各個(gè)方面嚴(yán)格把關(guān)。以下是提醇洗設(shè)備的設(shè)計(jì)溫度下限均在-10℃以內(nèi),所以規(guī)定不能使用9Ni醒注意的幾條重要規(guī)定:(下轉(zhuǎn)第112頁2011年第35期SCIENCE TECHNOLOGY INFORMATION○機(jī)核與電子O科技信息其論域子集為e,ec={NB, NM, NS, Z0, PS PM, PI,子集中元素分別代表負(fù)如圖2圖4所示分別用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制策略和徑向大負(fù)中,負(fù)小零,正小,正中,正大,設(shè)e,ec和k,,k均服從正態(tài)分基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制結(jié)合的控制方法優(yōu)化整定PD控制參數(shù),可以布,因此得出各模糊子集的隸屬度,根據(jù)各模糊子集的隸屬度賦值表看出,圖2所示的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PD控制器超調(diào)較小,但響應(yīng)速度和各參數(shù)模糊控制的模型,應(yīng)用模糊合成推理設(shè)計(jì)PD參數(shù)的模糊矩較慢,圖3所示的模糊控制PID控制器響應(yīng)較快,但有一定的超調(diào)鰍,陣表查出修正參數(shù)帶入下式計(jì)算:圖4所示的結(jié)合了兩種控制方法得到的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊PID(3)控制器不僅響應(yīng)速度快還能夠無超調(diào)實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果較為理想適合(4)用于類似礦井輸送機(jī)這類隨時(shí)間變化的非線性復(fù)雜系統(tǒng)。(5)4結(jié)論在運(yùn)行過程中,控制系統(tǒng)通過對模糊邏輯規(guī)則的結(jié)果處理、查表和運(yùn)算完成對PID參數(shù)的在線校正,實(shí)現(xiàn)PID控制模糊控制根據(jù)前人的經(jīng)驗(yàn)和模糊規(guī)則,而不需要精確的數(shù)學(xué)模型;神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的非線性邐近能力,且采用并行處理,運(yùn)算速度3仿真實(shí)快。礦井輸送機(jī)本身就是一個(gè)非線性系統(tǒng),沒有精確的數(shù)學(xué)模型。在本文中把模糊控制策略和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到礦井輸送機(jī)的PID控制中,通過與單一的模糊控制PD控制器和單一的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)PID控制器進(jìn)行比較,實(shí)驗(yàn)表明:基于模糊控制和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制系統(tǒng)具有跟蹤效果較好,無超調(diào)現(xiàn)象的優(yōu)點(diǎn),且還有很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力和抗噪聲能力非常適合用于煤礦輸送機(jī)的控制●【參考文獻(xiàn)劉金現(xiàn)先進(jìn)FD控制及其 Matlab仿真M]北京電子工業(yè)出版社002李清泉郭莉智能PD調(diào)節(jié)器門自動(dòng)化學(xué)報(bào)199193236-393詹士昌,吳俊基于蟻群算法的PD參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)門測控技術(shù)2004.23(1)6圖2徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PD控制器控制效果71754陶水華尹怡欣葛蘆生新型PD控制及其應(yīng)用M機(jī)械工業(yè)出版社1998[5 Bennett S The Past of PID Controllers( J). Annual Reviews in Control, 200. 256何芝強(qiáng)PD控制器參數(shù)整定方法及其應(yīng)用研究D漸江斷江大學(xué)20057高尚楊靜宇群智能算法及其應(yīng)用M北京中國水利水電出版社2006作者簡介:梁振(1984),安撒潁上人,淮南礦業(yè)集團(tuán)潘一東礦從事煤礦機(jī)設(shè)備維修,本科專業(yè)為電氣工程及其自動(dòng)化[賁任編輯:江圖3模糊控制策略PD控制器控制效果圖4徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制PD控制器控制效果上接第騙4頁]3.18≥12mm的碳鋼和低合金鋼用于濕硫化氫腐蝕生產(chǎn)工藝、操作中提醒注意事項(xiàng)等,為最終生產(chǎn)出高品質(zhì)的設(shè)備做好環(huán)境必須進(jìn)行逐張超聲檢測;32用于低溫工作環(huán)境的鋼板熱處理后應(yīng)逐張進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn);33用于蒸汽的不銹鋼材質(zhì)應(yīng)盡量采用高鉻奧氏體不銹鋼對于特【參考文獻(xiàn)的奧氏體不銹鋼材質(zhì)選用細(xì)品粒能大大提高其抗高溫氧化能力;[1]GB150-198鋼制壓力容器s34低溫容器用鋼的沖擊試驗(yàn)溫度應(yīng)低于或等于殼體或主要受壓元[2H20581-1998.鋼制化工容器材料選用規(guī)定Sl件的最低設(shè)計(jì)溫度;[3]GB20972-2008石油天然氣工業(yè)油氣開采中用于硫化氫環(huán)境的材料第235鋼板8≥16mm的碳鋼和低合金鋼必須進(jìn)行焊后熱處理部分:抗開裂碳鋼低合金鋼和鑄鐵S}36不允許存在鐵素體鋼與奧氏體鋼之間的異種金屬焊接接頭[4]郭立峰,等18-8奧氏體不銹鋼水蒸汽氧化的失效分析華北電力技術(shù)37注意不得在受壓元件上刻劃或敲打材料標(biāo)記焊工鋼印等2005,8.[5]孫愷,等林德低溫甲醇洗T藝水分離器腐蝕及材料分析門西部煤化低溫甲醇洗設(shè)備大量使用S4203GD或SA203GE材料,經(jīng)濟(jì)20,2適用,但需將材料的檢驗(yàn)和復(fù)驗(yàn)、焊前預(yù)熱焊接焊后熱處理、水壓試驗(yàn)、運(yùn)輸、安裝等各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān),做到事先做好安排、制定合理的責(zé)任編輯:王爽]