多层整体包扎尿素合成塔的制造与检验.pdf

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第8期．7．多层整体包扎尿素合成塔的制造与检验陈林，黄玉梅，孙国梁(安徽六方深冷股份有限公司，安徽合肥230088)[摘要]本文重点介绍了采用多层整体包扎技术制造尿素合成塔的工艺过程和质量控制点，该技术制造工艺先进，机械化程度高，可显著提高生产效率，降低制造成本，适合向产品大型化发展。[关键词]多层整体包扎；尿素合成塔；制造工艺；质量控制：检验多层整体包扎高压容器属于多层包扎压力容严于HG3129—1998《整体多层夹紧式高压容器》器。制造时采用液压机械手将预先卷好的层板筒条款的内容。节逐层夹紧在内筒上，并使每层层板的纵、环焊1尿素合成塔简介缝按一定的要求相互错开。与传统多层筒节包扎1．1尿素合成塔设计参数见表1，尿素合成塔外高压容器相比具有以下特点：(1)材料利用率形结构见图1。高，制造成本低；(2)无深环焊缝，焊接质量容易得到保证；(3)制造工艺先进，机械化程度高；(4)层板夹紧装置操作灵活，改径向包扎为切向夹紧，使层板间隙更小等并能向大型化发展。多层整体包扎是适合我国国情的一种新型多层包扎高压容器结构。现今多层整体包扎技术广泛应用于高压设备制造。本文以我公司承制的DN1400尿素合成塔为例，重点阐述采用多层整体包扎制造不锈钢衬里图1DN1400尿素合成塔外形结构图尿素合成塔与传统多层筒节包扎的不同和技术上表1尿素合成塔设计参数设计压力(MPa)21．6设计温度(℃)19O工作压力(MPa)19．6工作温度(℃)≤190容器类别III全容积(m)37．5物料名称尿素、NH3(液)、CO2、甲胺液主要受压元件材料Q345R，20MnMoIV，X2CrNiMo18．14．3Mod1．2相关标准和规范JB／T4730．2005《承压设备用无损检测》；GB150．1---4—2011《压力容器》；HG／T4080—2009《尿素合成塔氦渗漏试验方法》；GB／T9842—2004《尿素合成塔技术条件》；TSGR0004—2009《固定式压力容器安全技术GB／T3172～3176．2002《尿素高压设备制造检监察规程》。验方法》；GB／T3178～3180—2002《尿素高压设备焊接工2制造工艺艺评定和焊工技能评定》；尿素合成塔在高温高压及强腐蚀介质工况下HG3129。1998《整体多层夹紧式高压容作者简介：陈林(1975一)，女，安徽人，1995年毕业于合器》；肥联合大学，工程师，具有A1、A2类审批员资格。现在安徽六方深冷股份有限公司从事压力容器设计工作。 ■论文广场石20油12和年化第工15设卷备．使用，控制制造环节的质量是尿塔安全运行的重焊缝错开20mm，盲层板纵焊缝为点焊。要保证之一。采用多层整体包扎制造不锈钢衬里(3)将各节内筒体，内筒体与球封头组焊，尿素合成塔应注意以下几个方面。形成一个整体内筒。筒节组对时，加强板与衬里2．1材料板的纵焊缝应按顺时针方向错开78。，衬里板的纵焊缝依次错开180。，相邻加强板的纵焊缝依次2．1．1受压元件材料和与腐蚀介质接触的材料应错开180。。符合相应标准及图纸要求，具有材料质量证明书。(4)内筒B类焊接接头的对口错边量不大于1mm，内简与球封头的连接对口错边量不大于2．1．2此尿塔不锈钢衬里材料选用：lmm，内筒B类焊接接头形成的棱角不大于lmm，X2CrNiMol8．14．3Mod，焊接材料采用：带极组装内筒的直线度允差不大于简体总长的0．05％，堆焊过渡层和面层均为25．22．2．LMnB；手工且不大于4mm。电弧焊采用：E25．22．2LMnB；氩弧焊采用：W25．22．2LMn。2．2．2检测要求2．1．3不锈钢材料复验：(a)按炉号复验化学(1)不锈钢衬里层的A、B类焊缝应进行成分，按批号复验力学性能；(b)逐件测定铁100％射线+100％渗透检测，射线检测I级合格，素体含量；(C)抽样进行晶间腐蚀倾向试验；其透照质量不应低于AB级，渗透I级合格。(d)按规定进行选择性腐蚀检查及金相检查；(2)加强板的纵向焊接接头进行100％超声波(e)逐张检查衬里板的尺寸、外形及表面质+l00％磁粉检测，超声波检测II级合格，其透照量；(f)外径大于20mm的不锈钢高压无缝钢质量不应低于B级，磁粉I级合格。管应逐根进行超声波检测。(3)组对时，环焊缝应进行100％射线检测，2．2内简体II级合格，其透照质量不应低于AB级，衬里层焊缝表面100％渗透检测，渗透I级合格，且不允许DN1400尿素合成塔内筒体由不锈钢衬里板有针孔和蛀孔。(6=8，X2CrNiMo18．14．3Mod)、带沟槽的盲层板(6=6，Q345R)及加强板(6=12，Q345R)2．2-3注意事项组焊而成，见图2。总长24000mm。(1)不锈钢衬里材料打磨、坡口的制备及制造过程衬里表面的保护按GB／T9842．2004《尿素合成塔技术条件》的要求进行。(2)加强板允许拼接，拼接块数不多于2块，且最小拼接宽度不小于1000mm。拼接接头表面必须与母材齐平，拼接焊缝应进行100％超声波+100％磁粉检测，超声波检测II级合格，其透照质量不应低于B级，磁粉I级合格。(3)内筒体的加强板6：l2，Q345R，不开设通气孔。(4)多层筒节包扎是将简体分为若干段，分段包扎完毕后，加工环焊缝。采用整体夹紧则是先将内筒组焊完毕，并与球封头组对后，再包扎图2内筒体B类焊接接头其余各层层板。(5)不锈钢焊缝表面应进行铁素体含量测2．2．1制造工艺定，铁素体含量不得大于0．6％。(1)先卷焊不锈钢衬里层。2．3层板(2)焊好的不锈钢衬里层内部采用撑胎撑紧内简体与球封头组焊完毕，检验合格后，在后再包扎盲层板和加强板，加强板与盲层板的纵整体包扎台上包扎其余各层层板。 第8期陈林等多层整体包扎尿素合成塔的制造与检验．9—2．3．1制造工艺(1)以内简体加强板的纵焊缝为基准，其它各层层板的纵焊缝按顺时针方向错开78。，相同层的相邻层板的纵焊缝相互错开180。。(2)包扎层板时应先从简体一侧依次向后向外包扎，以不影响上层层板焊接为前提，相邻两层的环向焊接接头至少应错开200mm，见图3。———型撮业247。一一I—I／I／●-lt图4球封头与筒体对接坡口』JI▲▲▲▲▲▲▲▲2．4氦检漏▲▲▲▲▲2．4．1检漏孔8OI8O为在设备制造完成后和使用中能检测尿素合成塔衬里及焊缝的贯通性缺陷，对采用不锈钢图3层板环焊缝分布图板制作衬里的每个衬筒都应设置一定数量的检漏孔。衬里筒节的检漏孔应设置靠近两端固定环焊(3)层板与上、下球形封头的连接焊缝采用缝的检漏槽上。本台产品筒节共设置20个检漏阶梯型结构，其对口错边量不得大于0．6mm。孔。2．3．2检测要求2．4．2采用氦检漏的必要性(1)各层层板与球形封头连接的环焊缝须以往尿素合成塔采用氨检漏，氨直接与碳钢经100％超声波+100％磁粉检测，超声检测II级合材料(盲层板、加强层内表面、环焊缝根部)以格，其透照质量不应低于B级，磁粉I级合格。及不锈钢内筒外表面接触。盲层板虽然不计算强(2)各层层板的纵、环焊缝及层板与层板间度，但因纵焊缝点焊，故应力仍然存在，产生应的搭接焊缝须经100％磁粉检测，I级合格。力腐蚀裂纹在所难免。加强层受拉应力最大，在(3)层板拼缝及最外层层板纵、环焊缝须腐蚀介质作用下易产生应力腐蚀。环焊缝根部与经100％超声波+100％磁粉检测，超声检测II级合盲层板、加强层都是互通的，只要有残余氨介质格，其透照质量不应低于B级，磁粉I级合格。存在，都会在此聚集。检漏介质氨的存在是造成尿塔外壳碳钢层产生应力腐蚀的根源。应采用氦(4)层板包扎后应进行松动面积检查，每一检漏替代传统的氨检漏。松动部位，沿环向长度不得超过300mm，沿轴向长度不得超过600mm。氦检漏法不会对设备造成应力腐蚀，使用时安全可靠。与氨检漏法相比，其灵敏度可提高5倍2．3．3注意事项左右，且氦检漏可同时确定泄漏位置和测量泄漏(1)内简体组焊完毕后，为保证内简体与球率。封头的组对，应以内筒体实测尺寸加工球封头的2．4-3试验过程对接坡口，见图4。尿塔制造完工后一进行水压试验，试验合格(2)简体各层层板应在包扎之前加工通气后一进行渗透检测，检测合格后一清理衬里层，孔，不同于传统层板包扎结束后钻通气孔。保证被检表面清洁和干燥一进行预检漏(空气或(3)层板的周向尺寸应按所夹紧上层简体的氮气)一氦检漏。实测周长下料。周长在考虑焊接接头间隙后，只2．4．4检测要求允许为负偏差，且不大于3mm。