超大型压力容器现场组焊技术探析

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1、超大型压力容器现场组焊技术探析　　【摘要】：随着我国工业现代化的快速发展,压力容器逐渐向大型、超大型化发展，由于超大型化势必带来制造和运输过程中出现诸多困难,造成制造成本增加。只有采用现场组焊或制造技术，才能降低制造成本。本文重点介绍了超大型压力容器的现场组焊技术，以供工程技术人员参考。【关键词】：超大型压力容器；现场组焊技术中图分类号：TH49文献标识码：A文章编号：前言目前，随着化工行业的发展，压力容器逐渐向大型化、超大型化发展。由于运输和制造等诸多原因限制，大型、超大型设备只能采用现场组焊或现场制造。但造成了制造成本增加，施工

2、条件差，对焊接、热处理和无损检测技术要求高，施工难度大等问题。本文以某公司制造的超大型反应器为例，介绍了为降低生产成本，在现场组焊技术、质量控制及提高生产效率方面采取的有关措施。1、反应器简介7该设备为板焊式结构。反应器本体由18节筒体、2个封头、1个裙座及227个接管、接缘组成。反应器主体材料为15CrMoR+321爆炸复合板，壁厚（94+3）mm，加强管材料为15CrMo（III），内壁堆焊347。主要技术参数：设计压力3.5MPa；耐压试验压力5.26MPa（立置）、5.82（卧置）；设计温度300℃；最高/最低工作温度280

3、/240℃；工作介质为液体石蜡、水煤气等；全容积1163m3；容器类别为Ⅲ类。该设备净重720吨，总高48m，内径φ5800mm。由于设备组焊后超长、超高、超重，无法进行整体长途运输，在制造厂按18节筒体、上、下封头、接管（接缘）、裙座预制后单独运到现场进行组焊，现场组焊成三大段进行整体消除应力热处理、安装内件后再立式组焊、对环焊缝局部消除应力热处理、最后立置试压。2、焊接材料的选用本设备基层主体材料为15CrMoR，其力学性能及化学成分符合表1、表2要求：根据表1、表2要求，基层焊接材料选用：埋弧焊焊丝为H08CrMoA，焊剂为S

4、J101，焊条为R307B。根据设备运行的实际要求，经焊接工艺评定，过渡层焊条采用超低碳不锈钢焊条E309L-16，以提高过渡层熔敷金属的抗裂性，耐蚀层焊条采用E347-16，除应满足焊材标准要求外，还对焊条熔敷金属的含碳量做了具体要求，即C≤0.04%，同时要求热处理前耐蚀层熔敷金属的铁素体在FN3～FN8之间，既提高了耐蚀层的抗裂性，同时也提高了对H2S的耐腐蚀性。3、环缝及角焊缝坡口的设计73.1环缝坡口的设计本设备环焊缝的焊接采用焊条电弧焊。从坡口加工周期、减小焊接填充量，缩短施焊周期等方面考虑，经计算及试验，最终选用如图1

5、所示的坡口型式。实践证明,这种坡口形式,便于组对,节约焊材,焊接效率高,质量好，同时又能在焊接外侧焊缝的同时，实现内侧清根、焊接同步进行，使每道焊缝的焊接节省约2天的时间，为整个工程的进度赢得了宝贵的时间。3.2角焊缝坡口的设计通常情况下，设备本体与接管的坡口型式是一致的，这样做便于质量的控制，易于操作。鉴于本设备的特殊情况，即工期紧，任务急，本体上接管或接缘数量较多，并且分布在不同的方位上，若简单的设计成一种坡口型式，不能形成多工种、多人同时工作，满足不了工程进度的要求。制造过程中为方便交叉焊接作业，减小划线、开孔切割的时间，同时

6、从减少焊材填充量等诸多方面的角度考虑，设备上所有接管（接缘）与筒体角焊缝的坡口采用如图2、图3的两种型式。这种坡口形式，即保证了焊接质量，减小清根量，同时最大限度地发挥了焊工等多个工种的协同工作能力，使人员的工作效率最大化。74、现场制造前的施工准备4.1现场的选择因整个工程施工场地比较紧张，而该台设备本身直径大，总体长度长，场地狭小会严重影响施工进度，在场地选择上，我们设计一条窄而长的场地，可以减小龙门吊车制造费用，同时满足反应器筒节、封头的卸车条件和场地内交叉作业。地面铺设碎砂石，解决了施工地区多土、多雨的不利因素。4.2机具设

7、置主要有六大方面：风管路的设置、窄间隙焊接防雨可移动机棚的设置、龙门吊车及线路的设置、防雨热处理炉的设置、电器柜的设置、γ射线现场透照防护措施的设置。因场地比较窄，整体机具设置要求做到：雨天施工，多而不乱，互不影响，施工方便。5、现场装配及控制5.1环缝的组对及精度控制该台设备环缝坡口形式单“U”型，采用窄间隙自动焊和手工电弧焊，板材为复合板，对组对要求较高，我们采用卧式组对，按要求分三段组焊，最终组对效果较好。各段数据见表3。5.2接管及接缘的组对7因设备直径较大，放到组焊胎具上后，最高高度为7米多，对现场防护措施要求较高，且在罐

8、顶上组对，工作效率低，占用时间长，雨季施工受影响，我们采用如下方案：5.2.1大接管采用外组对法；5.2.2接缘、小接管采用内组对法。设备上大接管受重量限制必须采用外组对法，用吊车将接管吊至上部，调整高度及方位，达到满足图纸要求，因每