论不锈钢复合钢板压力容器制造质量控制
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摘 要:由于压力容器所处环境的多样性,因此对制造质量有着很高的技术要求。而作为压力容器制造单位,能够制造出符合国家标准、规程和设计要求的产品,是企业最终的追求。根据制造变换器脱硫塔为实例,来论述采用不锈钢复合板为材料,如何控制提高压力容器制造质量。
关键词:复合板;质量;控制;压力容器
中图分类号:TB
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)09-0344-02
众所周知,压力容器作为特种设备,广泛地应用于各行各业,所处的工况既复杂又恶劣。尤其是石油化工企业使用的介质的特殊性,因而对工艺设备耐蚀性能要求很高。不锈钢复合钢板以其足够的强度,良好的耐蚀性和低廉的价格,得到越来越广泛的应用。现就不锈钢复合板变换器脱硫塔的制造为例,从设备的组装成型和焊接两方面来论述该类容器制造质量的控制。
1 设备概况
变换器脱硫塔为Ⅱ类容器,筒体为φ2800×(18+2),两头各由一椭圆形封头组成。如图1所示。该容器最高工
作压力为1.1Mpa,最高操作温度为450,介质为变换气、烤胶液体,主体材料选用16MnR+1Cr18Ni9Ti。设备按GB150-98进行制造检验和验收,并接受《压力容器安全技术监察规程》监督;A、B类焊缝进行20%RT检查,复合钢板按JB/T4730-94《压力容器无损探伤》进行100%UT检查,所有复层焊缝进行100%PT检查。
2 成型缺陷对焊缝质量影响
复合板的复层较薄,若成型质量不好,将造成错边量和棱角度超标,因而对焊缝质量造成不良影响:
(1)降低焊缝耐蚀性,减弱焊缝接头强度。
(2)过渡层焊接时,错边量引起的外形突变将在焊接接头形成局部高应力,且浅膨胀系数相对较大,加大了产生焊接裂纹的可能性。
(3)棱角度使焊缝余高超标,引起应力集中,从而降低了焊缝的疲劳寿命。本设备要求对接焊缝错边量不大于1.5mm。
3 筒体成型质量控制
3.1 筒节下料展开尺寸控制
一般容器筒节下料尺寸都是按筒节中径进行展开计算,而复合板容器由于错边量的严格要求,我们必须综合考虑板材卷制时的伸长量,焊接时的对口间隙以及焊缝的收缩量等影响因素。
L实=L理-L-nC+nC+2l
L理―理论展开长度 L―周长伸长量 n―纵焊缝条数
C―对口间隙 C―焊缝收缩量 l―材料加工余量
3.2 错边量控制
两对接筒节板下料尺寸偏大,将引起错边量的超标,因此必须严格控制筒节板下料尺寸。当相邻两筒节下料误差大于1.5π时,错边量将超标,因此使相邻筒节下料误差小于1.5π是控制错边量不超标的关键。
3.2.1 筒节卷制
卷制时,将筒节卷制成略小于图样要求的曲率。同时特别注意板头200mm内变形度的控制。另外应采取卷制、焊接及校圆一次成型的工艺。焊完后即在筒节内用米字形支撑加固,以确保筒体圆度。
3.2.2 筒体组对
筒体组对的关键是环缝组对,如图2所示的圆环形径向找圆装置来保证环缝错边量不超标。利用顶丝并通过固定圈的支撑作用,将力作用到.弧形顶板上以实现全圆周方向顶紧。弧形顶板按图样筒节内径曲率制作,每一块顶板可顶紧1/6圆周段的圆弧,并可分别灵活调节。
1 顶板 2 导向夹板 3 圆定圈4 顶丝
3.3 焊接
3.3.1 焊接材料选择
根据母材力学性能和化学成份,按照GB5117-85《碳钢焊条》和GB983-85《不锈钢焊条》分别选择了基层、复层及过渡层焊条为J507、A132、A302。
3.3.2 坡口形式选择
该坡口形式如图3所示。将复层与基层严格区分开,复层侧增加300斜角,以避免在f处产生夹渣和未熔合缺陷。基层刨去0.5-1.0mm,使复层厚度增加,从而保证过渡层和复层的焊接质量。
图3 坡口形式及焊缝
3.3.3 产品施焊
为了控制容器焊接变形,应选择合理的焊接顺序。同时为避免在局部区域产生较多的马氏体组织而降低焊接接头韧度,可采取如下措施:
(1)过渡层堆焊前,基层焊缝组织堆焊面须打磨平整,不允许有凹槽及凸起,必须20%PT(渗透检查);
(2)焊接电流按工艺文件要求执行,在保证焊道熔合的情况下,焊速尽可能快些。
3.3.4 焊缝质量检查
据图样技术要求,复层堆焊前后都要进行100%PT检查,整条焊缝须20%RT检查,考虑到不锈钢复合钢结构的特点,在基层焊完后应先进行20%RT检查,若发现有超标缺陷应立即返修,经探伤合格后,需将复层侧的基层焊缝表面打磨平整。100%PT检查合格后,再堆焊过渡层及复层,堆焊完毕,将复层焊缝表面磨平(不低于母材),进行100%UT检查,以检查其贴合度,最后再进行100%PT检查,这样可使复层、过渡层与基层严格区分,便于焊缝返修。
从该产品近二年时间的安全正常使用,说明产品制造质量良好,完全符合设计要求。
参考文献
[1]刘湘秋.常用压力容器手册[M].北京:机械工业出版社,2004,(6).
[2]王非.化工压力容器设计-方法、问题和要点[M].化学工业出版社,2005,(5).