DE3634458A1

DE3634458A1 - Device for reinforcing the suspension of elbows of the cracking tubes of ethylene plants, and process for their manufacture

Info

Publication number: DE3634458A1
Application number: DE19863634458
Authority: DE
Inventors: Horst Berndt
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1986-10-09
Publication date: 1988-04-14

Abstract

The present invention relates to a stainless steel device for reinforcing the suspension of cracking tubes of ethylene plants, to a process for the manufacture of the device and to the use thereof.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung aus Edel stahl zur Verstärkung der Aufhängung von Spaltrohren von Ethylenanlagen, ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung und eine Verwendung desselben.The present invention relates to a device made of noble steel to reinforce the suspension of can Ethylene plants, a method of manufacturing the device and use of the same.

Die Spaltung von Kohlenwasserstoffen wie beispielsweise von Ethan, Propan, Butan, Naphta, Mittelöl oder Vakuumgasöl zu Ethylen und sonstigen Olefinen erfolgt in direkt befeuerten Spaltrohren (ethylen coils) der Spaltöfen von Ethylenanlagen.The splitting of hydrocarbons such as Ethane, propane, butane, naphtha, middle oil or vacuum gas oil too Ethylene and other olefins are made in directly fired Split tubes (ethylene coils) of split furnaces in ethylene plants.

Der Temperaturbereich der Feuerungsräume liegt im Bereich von 70-1400°C, bevorzugt von 800-1200°C.The temperature range of the combustion chambers is in the range of 70-1400 ° C, preferably 800-1200 ° C.

Im Strahlungsbereich der Spaltöfen sind die Spaltrohre an Ösen im Ofen aufgehängt, die sich in Ansätzen, beispielsweise flächenartig geformten, an den gekrümmten Rohrsegmenten (Krümmern) befinden.The canned tubes are on in the radiation area of the cracking furnaces Eyelets hung in the oven, which are beginning, for example area-shaped, on the curved pipe segments (Manifolds).

Die Spaltrohre bestehen aus Chrom/Nickel-Material, das zu sätzlich Kohlenstoff, Silizium, Mangan, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Titan, Eisen, Aluminium, Kupfer, Niob, Tantal u. a. Materialien enthalten kann.The canned tubes are made of chrome / nickel material that too additionally carbon, silicon, manganese, molybdenum, tungsten, Cobalt, titanium, iron, aluminum, copper, niobium, tantalum and the like. a. May contain materials.

Typische Zusammensetzungen bestehen beispielsweise aus 20- 35 Gew.-% Cr, 20-35 Gew.-% Nickel und kleineren Anteilen an Kohlenstoff, Silizium und Mangan.Typical compositions consist for example of 20- 35 wt .-% Cr, 20-35 wt .-% nickel and smaller proportions Carbon, silicon and manganese.

Beim thermischen Spalten in den Ethylenspaltöfen liegen auf kohlende Bedingungen vor, so daß Kohlenstoffgehalte bis 4% auftreten können, die zur Zerstörung des Materials führen. Die Aufkohlung tritt nicht nur an den Innenflächen der Rohre, sondern auch an den Außenflächen auf. Diese Material schäden sowie auftretende Verformungen führen häufig schon nach relativ kurzem Betrieb zu Rissen an den obengenannten Aufhängeösen, wobei die Rohrwände selbst meist noch keine Schäden aufweisen, die den Einbau von ganzen Reserverohr schlangen bzw. neuen Rohrteilen bzw. neuen Rohrkrümmern er fordern würden.Thermal splitting in the ethylene cracking furnaces carburizing conditions so that carbon contents up to 4% can occur that lead to the destruction of the material. The carburization occurs not only on the inner surfaces of the Pipes, but also on the outer surfaces. This material Damage and deformations often result after relatively short operation, cracks in the above Hanging eyelets, with the pipe walls themselves usually not yet Show damage that the installation of whole spare tube snakes or new pipe parts or new pipe elbows would demand.

Nach dem Stand der Technik werden jedoch bei Auftreten der genannten Risse die Rohrschlangen gegen neuwertige Rohr schlangen bzw. neue Rohrteile bzw. neue Rohrkrümmer ausge tauscht. In Fachkreisen besteht bis zum gegenwärtigen Zeit punkt das Vorurteil, daß an den defekten Krümmern Reparaturen durch Schweißen nicht möglich sind, da als Folge der durch die thermische Beanspruchung auftretenden Aufkohlung und/oder Verzunderung des Stahlmaterials keine Schweißver bindung herstellbar ist bzw. eine ausreichende Festigkeit und Tragfähigkeit des aufgebrachten Schweißguts nicht erreich bar ist.According to the prior art, however, when the called the pipe coils against new pipe snakes or new pipe parts or new pipe elbows swaps. In professional circles up to the present time point the prejudice that repairs to the defective manifolds by welding are not possible as a result of the carburization occurring under thermal stress and / or scaling of the steel material no welding bond can be produced or sufficient strength and the load-bearing capacity of the deposited weld metal cannot be reached is cash.

Untersuchungen der Anmelderin haben nunmehr zu dem über raschenden Ergebnis geführt, daß sich an den Spaltrohren eine fest haftende, tragfähige Vorrichtung zur Verstärkung der Auf hängung anbringen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Aufhängeöse enthaltenden Teil des Spaltrohrkrümmers eine mit demselben durch Schweißnaht verbundene Edelstahlverstär kung angebracht wird. InInvestigations by the applicant now have the above surprising result that a firmly adhering, load-bearing device to reinforce the on can hang hanging, characterized in that on the the part of the canned elbow containing the suspension eye with the same stainless steel reinforcement connected by weld seam kung is attached. In

Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung im einzelnen erläutert. Fig. 1, the device according to the invention is explained in detail.

Fig. 2 stellt eine reparaturbedürftige Aufhängung dar. Fig. 2 shows a suspension in need of repair.

Die Verstärkung besteht im allgemeinen aus ähnlichem oder auch gleichem Material wie die Spaltrohre selbst, beispielsweise aus einem Silizium enthaltenden Chrom/Nickel-Stahl. Zur Her stellung der Schweißnaht selbst wird bevorzugt ein Material verwendet, das Ni und Chrom enthält, wobei der Nickelgehalt bevorzugt relativ hoch ist, bzw. höher als in den Spaltrohren bzw. den Edelstahlverstärkungen.The reinforcement generally consists of something similar or same material as the can itself, for example made of a chrome / nickel steel containing silicon. To Her position of the weld seam itself is preferably a material used, which contains Ni and chromium, the nickel content is preferably relatively high, or higher than in the can or the stainless steel reinforcements.

Die Verstärkung kann aus Rundstahl, jedoch auch aus anders geformtem Stahl bestehen. Sie wird zumindest um den oberen Bereich des Aufhängeteils am gekrümmten Rohr gelegt, bzw. an geschweißt. Bevorzugt wird sie wie in der Figur dargestellt, möglichst vollständig um diesen Teil gelegt.The reinforcement can be made from round steel, but also from different shaped steel. It will at least be around the top Area of the hanging part placed on the curved tube, or on welded. It is preferably as shown in the figure, as completely as possible around this part.

Dies hat die vorteilhafte Wirkung, daß die Belastung durch das Gewicht des an dem Aufhängeteil hängenden Spaltrohrs, ggfs. in Verbindung mit den genannten Kerben möglichst optimal ver teilt wird.This has the advantageous effect that the burden of the weight of the can hanging from the suspension part, if necessary. in connection with the mentioned notches ver is shared.

Die erfindungsgemäße Verstärkung kann an allen in Ethylenan lagen vorhandenen Spaltrohrkrümmern angebracht werden, wie beispielsweise an 90°-Krümmern oder 180°-Krümmern. Der Zeit punkt zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt im allgemeinen dann vor, wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, im Bereich der Öse des Aufhängeteils Risse auftreten. Grund sätzlich kann jedoch auch ein anderer Zeitpunkt gewählt werden.The reinforcement according to the invention can be attached to all of the canned bends present in ethylene systems, such as, for example, 90 ° bends or 180 ° bends. The time for using the method according to the invention is generally present when, as shown in FIG. 2, cracks occur in the area of the eyelet of the hanging part. In principle, however, another time can also be selected.

Die Abmessungen der erfindungsgemäßen Verstärkung, deren Ma terial eine möglichst hohe Zugfestigkeit besitzen soll, liegen im allgemeinen bei 50 mm × 50 mm, bevorzugt bei 50 mm × 40 mm, besonders bevorzugt bei 45 mm × 35 mm. In Abhängigkeit von der Größe des Aufhängeteils bzw. der Spaltrohrschlange können die Abmessungen jedoch auch größer oder kleiner sein.The dimensions of the reinforcement according to the invention, the Ma material should have the highest possible tensile strength generally at 50 mm × 50 mm, preferably at 50 mm × 40 mm, particularly preferred at 45 mm × 35 mm. In dependence of the size of the hanging part or the canned coil however, the dimensions can also be larger or smaller.

Eine zusätzliche Erhöhung der Tragfähigkeit der erfindungs gemäßen Vorrichtung kann dadurch erreicht werden, daß man an dem Aufhängeteil des reparaturbedürftigen Krümmers Einbuch tungen bzw. Einkerbungen anbringt, wie beispielsweise durch Einschleifen oder Einfräsen derselben. Diese können ver schiedene Dimensionen und Formen haben wie beispielsweise keilförmig, recht- bzw. viereckig, halbrund oder trapezförmig.An additional increase in the load capacity of the Invention modern device can be achieved by one the suspension part of the manifold in need of repair lines or notches, such as through Grinding or milling the same. These can ver have different dimensions and shapes such as wedge-shaped, rectangular or square, semicircular or trapezoidal.

Beim Anschweißen der Verstärkung fließt das Schweißmaterial in diese Einbuchtungen und führt zu einer zusätzlichen Haftung der Verstärkung an dem Krümmer. The welding material flows when the reinforcement is welded on into these indentations and leads to additional liability the reinforcement on the manifold.

Erfindungsgemäß können auch nach dem Nut/Feder-Prinzip Ein buchtungen bzw. passende Ausbuchtungen an Aufhängeteil und Verstärkung angebracht, zusammengefügt und anschließend ver schweißt werden.According to the invention, a tongue and groove principle can also be used Bays or matching bulges on the hanging part and Reinforcement attached, assembled and then ver be welded.

Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß die zu ver schweißenden Materialien sorgfältig zu reinigen und ggfs. ver zunderte und aufkohlte Bereiche beispielsweise durch Ab schleifen zu entfernen sind.It is obvious to a person skilled in the art that the ver carefully clean welding materials and, if necessary, ver tens and carburized areas, for example by Ab grinding must be removed.

Mit Hilfe der Figuren wird die vorliegende Erfindung im ein zelnen beschrieben.With the help of the figures, the present invention is in a described individually.

In Fig. 1 stellt (1) den gekrümmten Rohrteil (Krümmer) der Rohrschlange dar, (2) den geraden Teil desselben. (3) stellt die Rohrwand dar, (4) den die Aufhängeöse (5) enthaltenden Teil des Krümmers. Unter (6) ist die Edelstahlverstärkung dar gestellt, die mit durch Schweißnaht (7) und die Kerben (8) mit (4) verbunden ist.In Fig. 1, ( 1 ) represents the curved pipe part (elbow) of the coil, ( 2 ) the straight part of the same. ( 3 ) represents the pipe wall, ( 4 ) the part of the elbow containing the suspension eye ( 5 ). Under ( 6 ) the stainless steel reinforcement is provided, which is connected to by weld ( 7 ) and the notches ( 8 ) with ( 4 ).

Fig. 2 stellt eine schadhafte Aufhängeöse dar. Durch (6) sind Risse am Teil (4) dargestellt. Fig. 2 shows a defective suspension eye. ( 6 ) shows cracks on part ( 4 ).

Die Erfindung wurde während mehrerer Jahre in ca. 50 Fällen an technischen Spaltöfen mit sehr gutem Ergebnis erprobt, wobei die sonst übliche Anlageausfallzeit wesentlich verkürzt werden konnte. Die Produktionszeit mit den erfin dungsgemäß verstärkten Krümmern betrug jeweils mindestens 25 Wochen.The invention was developed over several years in approx. 50 cases of technical cracking furnaces with very good results tried and tested, with the usual system downtime essential could be shortened. The production time with the inventions reinforced manifolds according to the invention was at least in each case 25 weeks.

Claims

1. A device for reinforcing the suspension of canned tubes in ethylene cracking furnaces, characterized in that there is a stainless steel reinforcement connected to the same by weld seam on the part of the canned manifold containing the suspension loop.

2. Device according to claim 1, characterized in that the stainless steel reinforcement made of highly heat-resistant, chrome and stainless steel containing nickel.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized shows that the part of the Krümmers and / or the stainless steel reinforcement with notches ver is (are) seen through penetrated welding material with the stainless steel reinforcement or the suspension eye holding part are connected.

4. Device according to claims 1-3, characterized net that the stainless steel reinforcement in addition to sweat seam with which the part of the Krümmers is connected according to the tongue and groove principle.

5. A method of manufacturing the device according to the claims chen 1-4, characterized in that on which the on part of the elbow containing a hanging eye, if necessary after Ent distant scaled and / or carburized areas on the same, a stainless steel reinforcement is welded on.

6. Method of manufacturing the device according to the claims chen 1-4, characterized in that on which the on part of the manifold and / or the noble steel reinforcement notches are attached and attached this part with stainless steel reinforcement Welding is connected.

7. Method of manufacturing the device according to the An sayings 1-4, characterized in that the on hanging part containing the elbow and the stainless steel reinforcement notches or projections incorporated or be ground or milled in, the parts after Tongue and groove principle put together and then through Welding can also be connected to each other.

8. Use of device and method according to the claims 1-7, for repairing manifolds with damaged hangers eyelet.