論不銹鋼復(fù)合鋼板壓力容器制造質(zhì)量控制

摘 要:由于壓力容器所處環(huán)境的多樣性，因此對(duì)制造質(zhì)量有著很高的技術(shù)要求。而作為壓力容器制造單位，能夠制造出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和設(shè)計(jì)要求的產(chǎn)品，是企業(yè)最終的追求。根據(jù)制造變換器脫硫塔為實(shí)例，來(lái)論述采用不銹鋼復(fù)合板為材料，如何控制提高壓力容器制造質(zhì)量。

關(guān)鍵詞:復(fù)合板;質(zhì)量;控制;壓力容器

中圖分類號(hào):TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1672-3198(2010)09-0344-02

眾所周知，壓力容器作為特種設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于各行各業(yè)，所處的工況既復(fù)雜又惡劣。尤其是石油化工企業(yè)使用的介質(zhì)的特殊性，因而對(duì)工藝設(shè)備耐蝕性能要求很高。不銹鋼復(fù)合鋼板以其足夠的強(qiáng)度，良好的耐蝕性和低廉的價(jià)格，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)就不銹鋼復(fù)合板變換器脫硫塔的制造為例，從設(shè)備的組裝成型和焊接兩方面來(lái)論述該類容器制造質(zhì)量的控制。

1 設(shè)備概況

變換器脫硫塔為Ⅱ類容器，筒體為φ2800×(18+2)，兩頭各由一橢圓形封頭組成。如圖1所示。該容器最高工

作壓力為1.1Mpa，最高操作溫度為450，介質(zhì)為變換氣、烤膠液體，主體材料選用16MnR+1Cr18Ni9Ti。設(shè)備按GB150-98進(jìn)行制造檢驗(yàn)和驗(yàn)收，并接受《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》監(jiān)督;A、B類焊縫進(jìn)行20%RT檢查，復(fù)合鋼板按JB/T4730-94《壓力容器無(wú)損探傷》進(jìn)行100%UT檢查，所有復(fù)層焊縫進(jìn)行100%PT檢查。

2 成型缺陷對(duì)焊縫質(zhì)量影響?yīng)?/p>

復(fù)合板的復(fù)層較薄，若成型質(zhì)量不好，將造成錯(cuò)邊量和棱角度超標(biāo)，因而對(duì)焊縫質(zhì)量造成不良影響:

(1)降低焊縫耐蝕性，減弱焊縫接頭強(qiáng)度。

(2)過渡層焊接時(shí)，錯(cuò)邊量引起的外形突變將在焊接接頭形成局部高應(yīng)力，且淺膨脹系數(shù)相對(duì)較大，加大了產(chǎn)生焊接裂紋的可能性。

(3)棱角度使焊縫余高超標(biāo)，引起應(yīng)力集中，從而降低了焊縫的疲勞壽命。本設(shè)備要求對(duì)接焊縫錯(cuò)邊量不大于1.5mm。

3 筒體成型質(zhì)量控制

3.1 筒節(jié)下料展開尺寸控制

一般容器筒節(jié)下料尺寸都是按筒節(jié)中徑進(jìn)行展開計(jì)算，而復(fù)合板容器由于錯(cuò)邊量的嚴(yán)格要求，我們必須綜合考慮板材卷制時(shí)的伸長(zhǎng)量，焊接時(shí)的對(duì)口間隙以及焊縫的收縮量等影響因素。

L實(shí)=L理-△L-nC+n△C+2△l

L理—理論展開長(zhǎng)度 △L—周長(zhǎng)伸長(zhǎng)量 n—縱焊縫條數(shù)

C—對(duì)口間隙 △C—焊縫收縮量 △l—材料加工余量

3.2 錯(cuò)邊量控制

兩對(duì)接筒節(jié)板下料尺寸偏大，將引起錯(cuò)邊量的超標(biāo)，因此必須嚴(yán)格控制筒節(jié)板下料尺寸。當(dāng)相鄰兩筒節(jié)下料誤差大于1.5π時(shí)，錯(cuò)邊量將超標(biāo)，因此使相鄰?fù)补?jié)下料誤差小于1.5π是控制錯(cuò)邊量不超標(biāo)的關(guān)鍵。

3.2.1 筒節(jié)卷制

卷制時(shí)，將筒節(jié)卷制成略小于圖樣要求的曲率。同時(shí)特別注意板頭200mm內(nèi)變形度的控制。另外應(yīng)采取卷制、焊接及校圓一次成型的工藝。焊完后即在筒節(jié)內(nèi)用米字形支撐加固，以確保筒體圓度。

3.2.2 筒體組對(duì)

筒體組對(duì)的關(guān)鍵是環(huán)縫組對(duì)，如圖2所示的圓環(huán)形徑向找圓裝置來(lái)保證環(huán)縫錯(cuò)邊量不超標(biāo)。利用頂絲并通過固定圈的支撐作用，將力作用到.弧形頂板上以實(shí)現(xiàn)全圓周方向頂緊。弧形頂板按圖樣筒節(jié)內(nèi)徑曲率制作，每一塊頂板可頂緊1/6圓周段的圓弧，并可分別靈活調(diào)節(jié)。

1 頂板 2 導(dǎo)向夾板 3 圓定圈4 頂絲

3.3 焊接

3.3.1 焊接材料選擇

根據(jù)母材力學(xué)性能和化學(xué)成份，按照GB5117-85《碳鋼焊條》和GB983-85《不銹鋼焊條》分別選擇了基層、復(fù)層及過渡層焊條為J507、A132、A302。

3.3.2 坡口形式選擇

該坡口形式如圖3所示。將復(fù)層與基層嚴(yán)格區(qū)分開，復(fù)層側(cè)增加300斜角，以避免在f處產(chǎn)生夾渣和未熔合缺陷。基層刨去0.5-1.0mm，使復(fù)層厚度增加，從而保證過渡層和復(fù)層的焊接質(zhì)量。

圖3 坡口形式及焊縫

3.3.3 產(chǎn)品施焊

為了控制容器焊接變形，應(yīng)選擇合理的焊接順序。同時(shí)為避免在局部區(qū)域產(chǎn)生較多的馬氏體組織而降低焊接接頭韌度，可采取如下措施:

(1)過渡層堆焊前，基層焊縫組織堆焊面須打磨平整，不允許有凹槽及凸起，必須20%PT(滲透檢查);

(2)焊接電流按工藝文件要求執(zhí)行，在保證焊道熔合的情況下，焊速盡可能快些。

3.3.4 焊縫質(zhì)量檢查

據(jù)圖樣技術(shù)要求，復(fù)層堆焊前后都要進(jìn)行100%PT檢查，整條焊縫須20%RT檢查，考慮到不銹鋼復(fù)合鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，在基層焊完后應(yīng)先進(jìn)行20%RT檢查，若發(fā)現(xiàn)有超標(biāo)缺陷應(yīng)立即返修，經(jīng)探傷合格后，需將復(fù)層側(cè)的基層焊縫表面打磨平整。100%PT檢查合格后，再堆焊過渡層及復(fù)層，堆焊完畢，將復(fù)層焊縫表面磨平(不低于母材)，進(jìn)行100%UT檢查，以檢查其貼合度，最后再進(jìn)行100%PT檢查，這樣可使復(fù)層、過渡層與基層嚴(yán)格區(qū)分，便于焊縫返修。

從該產(chǎn)品近二年時(shí)間的安全正常使用，說明產(chǎn)品制造質(zhì)量良好，完全符合設(shè)計(jì)要求。

參考文獻(xiàn)

[1]劉湘秋.常用壓力容器手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004，(6).

[2]王非.化工壓力容器設(shè)計(jì)-方法、問題和要點(diǎn)[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005，(5).