生產(chǎn)水閃蒸罐的工藝流程圖編制

張 暉 邴 正

(大連金州重型機(jī)器有限公司)

生產(chǎn)水閃蒸罐是大連金州重型機(jī)器有限公司受蘭州石油機(jī)械研究所委托為康菲中國(guó)公司制造的渤海二期FPSO分離器項(xiàng)目中的一臺(tái)。因?yàn)樯a(chǎn)水閃蒸罐是ASME規(guī)范產(chǎn)品，按ASME規(guī)范設(shè)計(jì)、制造及檢驗(yàn)，并加蓋ASME規(guī)范標(biāo)志，所以需要編制工藝流程圖。筆者就其工藝流程圖的編制做詳細(xì)論述。

1 生產(chǎn)水閃蒸罐簡(jiǎn)介

生產(chǎn)水閃蒸罐總長(zhǎng)約為13 332mm，內(nèi)徑φ3 660mm，殼體壁厚32mm，殼體材料采用SA-516 Gr.70N，設(shè)備有內(nèi)件，內(nèi)件材料為SS316L，生產(chǎn)水閃蒸罐結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)水閃蒸罐結(jié)構(gòu)圖

1.1 主要技術(shù)特性

該設(shè)備設(shè)計(jì)壓力1 586kPa，操作壓力28kPa，設(shè)計(jì)溫度121℃，操作溫度84℃，腐蝕裕度6mm，焊接接頭系數(shù)為1，水壓試驗(yàn)壓力2 490kPa，介質(zhì)為易燃、易爆和具有腐蝕性的氣液混合物。

1.2 主要零部件材料及其技術(shù)要求

殼體材料為SA-516 Gr.70N鋼板，其化學(xué)成分和力學(xué)性能參數(shù)見(jiàn)表1、2。SA-516 Gr.70N鋼板在制造前應(yīng)按ASME要求及用戶(hù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，并做100%UT檢驗(yàn)，封頭成型后應(yīng)進(jìn)行100%UT檢驗(yàn)。DN500mm～600mm接管用SA-516 Gr.70N鋼板卷制而成，其余小接管材料為SA-350-LF2或SA-182 F316L Ⅲ級(jí)鍛件。法蘭、法蘭蓋材料為SA-105N Ⅲ級(jí)鍛件，所有鍛件應(yīng)按SA-388要求進(jìn)行UT檢驗(yàn)，螺柱材料為SA-193-B7，螺母材料為SA-194-2H。

表1 SA-516 Gr.70N化學(xué)成分 %

注：熔煉分析按每爐(罐)號(hào)取樣，成品分析按每軋制張取樣。微量元素除上述限制外，應(yīng)保證鋼板的碳當(dāng)量不大于0.47。

表2 SA-516 Gr.70N力學(xué)性能性能

注：1.SA-516 Gr.70N鋼板應(yīng)采用轉(zhuǎn)爐、電爐加真空脫氣技術(shù)冶煉，鋼板應(yīng)為本質(zhì)細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼；
2.拉伸試樣的取樣位置、數(shù)量應(yīng)符合ASME SA-20/SA-20M標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，試驗(yàn)方法應(yīng)符合ASME SA-370/SA-370的規(guī)定；
3.鋼板應(yīng)進(jìn)行逐張100%超聲檢測(cè)，并按照ASME SA-435/SA-435M規(guī)定驗(yàn)收；
4.鋼板的表面質(zhì)量、尺寸偏差應(yīng)符合ASME SA-20/SA-20M標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1.3 焊接材料及焊接參數(shù)

主體焊接材料和焊接參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 SA-516 Gr.70N及鍛件焊接參數(shù)

注：SAW——埋弧自動(dòng)焊；SMAW——手工電弧焊；GTAW——鎢極氬弧焊。

2 制造要求

2.1 制造

殼體上的縱、環(huán)焊縫盡可能不被鞍座護(hù)板覆蓋且殼體縱、環(huán)焊縫不能在鞍座護(hù)板每個(gè)水平端面以上和以下各15°的范圍內(nèi)布置，殼體上相鄰?fù)补?jié)的縱焊縫之間的夾角應(yīng)不小于60°，殼體上的縱、環(huán)焊縫邊緣距所有接管、人孔及附件等零部件焊縫邊緣的距離應(yīng)不小于50.8mm，考慮布管位置及鋼板寬度，筒體分5個(gè)筒節(jié)制作后組對(duì)。封頭由8塊成形的瓣片和頂圓板拼接制成。補(bǔ)強(qiáng)板材料與殼體材料相同，厚度為68mm，按補(bǔ)強(qiáng)板配開(kāi)筒體上的N1、N2、N3A～C、N12補(bǔ)強(qiáng)板孔并氣割，打磨出對(duì)接坡口后，組對(duì)補(bǔ)強(qiáng)板，然后在補(bǔ)強(qiáng)板上號(hào)N1、N2、N3A～C、N12接管孔并氣割，打磨坡口后，組對(duì)接管、法蘭。

2.2 焊接和熱處理

設(shè)備的焊前預(yù)熱根據(jù)ASME Ⅷ Div.1的附錄R進(jìn)行。焊后熱處理按ASME Ⅷ Div.1 UCS-56的規(guī)定。

設(shè)備需制備產(chǎn)品焊接試板，試板的材料與筒體材料具有相同鋼號(hào)、相同規(guī)格，試板必須在筒節(jié)的A類(lèi)縱向接頭焊縫的延長(zhǎng)部位采用與筒節(jié)相同的焊接工藝同時(shí)進(jìn)行施焊，并隨設(shè)備一起進(jìn)行熱處理。

2.3 無(wú)損檢測(cè)

設(shè)備的無(wú)損檢測(cè)按用戶(hù)技術(shù)規(guī)范和ASME規(guī)范進(jìn)行。碳鋼受壓件組對(duì)點(diǎn)焊、焊縫背面清根后進(jìn)行100%MT檢驗(yàn)。焊后熱處理之前，對(duì)所有A、B類(lèi)焊縫進(jìn)行100%RT+100%UT檢驗(yàn)， 所有C、D類(lèi)焊縫進(jìn)行100%UT+100%MT檢驗(yàn)。焊后熱處理之后，對(duì)所有A、B 、C、D類(lèi)焊縫進(jìn)行100%UT+100%MT(PT)檢驗(yàn)。所有容器內(nèi)部和外部連接件的角焊縫應(yīng)進(jìn)行100% PT(MT)檢驗(yàn)。焊縫進(jìn)行硬度檢測(cè)，每條A、B類(lèi)焊縫及其熱影響區(qū)各檢測(cè)兩點(diǎn)，D類(lèi)焊縫及其熱影響區(qū)各檢測(cè)一點(diǎn)，硬度值不大于200HB。水壓試驗(yàn)前，殼體的碳鋼內(nèi)表面進(jìn)行100%MT檢驗(yàn)，按ASME附錄6驗(yàn)收，所有設(shè)備的外表面進(jìn)行100%MT檢驗(yàn)，按ASME附錄6驗(yàn)收。

2.4 壓力試驗(yàn)和滲漏試驗(yàn)

水壓試驗(yàn)按ASME規(guī)范進(jìn)行，試驗(yàn)壓力為2 490kPa，至少保壓1h；水壓試驗(yàn)前先充滿(mǎn)水，進(jìn)行30min試漏。設(shè)備在壓力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)使用設(shè)備接管的盲板和工裝盲板封閉管口。試壓螺柱、螺母不可用產(chǎn)品件，只可用工裝緊固件。水壓試驗(yàn)后立即將水排凈，并用壓縮空氣吹干設(shè)備內(nèi)、外表面，密封設(shè)備，待進(jìn)行設(shè)備內(nèi)、外表面的準(zhǔn)備。

滲漏試驗(yàn)：在補(bǔ)強(qiáng)圈的迅號(hào)孔通入0.1MPa的壓縮空氣，在補(bǔ)強(qiáng)圈的焊縫涂肥皂水，無(wú)氣泡為合格。滲漏試驗(yàn)應(yīng)在設(shè)備的壓力試驗(yàn)前進(jìn)行。

2.5 表面準(zhǔn)備和涂漆

在設(shè)備噴砂前所有的鋼質(zhì)表面均按ASTM D4940進(jìn)行氯污染的檢測(cè)，氯質(zhì)量濃度應(yīng)不大于70mg/cm3，噴砂處理后設(shè)備表面應(yīng)達(dá)到SSPC-SP-5(Sa3.0)的接近白色金屬的清理等級(jí)，表面粗糙度為按ASTM D4417 Method C測(cè)量的35～50μm；所有的漆膜厚度必須是在油漆體系指定的干膜厚度(DFT)范圍內(nèi)。厚度的測(cè)量根據(jù)SSPC-PA-2。外部蓋板、盲板及殼體法蘭的螺栓螺母須有兩道涂層，底層磷酸鋅酸洗后鍍鋅，表層涂藍(lán)色XYLAN 1424。

3 工藝流程圖的編制

工藝流程圖是把產(chǎn)品及其主要零部件的制造工藝過(guò)程和質(zhì)量控制內(nèi)容，按制造順序采用圖形表示出來(lái)的一種技術(shù)文件，它包括從材料領(lǐng)用、標(biāo)記確認(rèn)，通過(guò)下料、切割、成形、焊接、熱處理及過(guò)程中的檢驗(yàn)至最終的耐壓試驗(yàn)和打規(guī)范鋼印等內(nèi)容。

工藝流程圖是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝文件的基礎(chǔ)上編制而成的，應(yīng)體現(xiàn)產(chǎn)品從制造、檢驗(yàn)到最終產(chǎn)成的各道關(guān)鍵工藝，工藝流程圖在組對(duì)工序處應(yīng)明確標(biāo)出要組對(duì)的焊縫編號(hào)，應(yīng)繪制出帶有焊縫編號(hào)和產(chǎn)品總體尺寸的產(chǎn)品簡(jiǎn)圖。工藝流程圖中應(yīng)體現(xiàn)產(chǎn)品的受壓件、主要受力件和關(guān)鍵零部件，一般容器的工藝流程圖至少應(yīng)體現(xiàn)以下零部件：筒體、封頭、試板、接管、法蘭、法蘭蓋、補(bǔ)強(qiáng)圈、裙座、鞍式支座護(hù)板、螺栓、螺母、管嘴、管塞以及外壓加強(qiáng)圈等。

在工藝流程圖中可繪出關(guān)鍵工序后的零件或部件簡(jiǎn)圖。投產(chǎn)前工藝流程圖應(yīng)由技術(shù)部門(mén)交AI(授權(quán)檢驗(yàn)師)或用戶(hù)(當(dāng)有要求時(shí))審查并指定在制造階段的控制點(diǎn)。制造和檢驗(yàn)部門(mén)在制造過(guò)程中，根據(jù)產(chǎn)品進(jìn)度應(yīng)提前通知AI或用戶(hù)指定的檢驗(yàn)員，在沒(méi)有進(jìn)行見(jiàn)證或認(rèn)可之前，指定控制點(diǎn)工作及后續(xù)工作不能進(jìn)行。

根據(jù)以上要求編制工藝流程圖(圖2)。

圖2 生產(chǎn)水閃蒸罐的制造工藝流程圖

檢驗(yàn)部分工序縮寫(xiě)符號(hào)：

制造部分工序縮寫(xiě)符號(hào)：

SCO——外協(xié)；PU——外購(gòu)；GC——?dú)飧睿籐O——號(hào)料；BM——刨邊；CP——冷壓；BR——滾圓；RR——校圓；TA——攻絲；MC——機(jī)加工；RC——鉚接；DH——鉆孔；FT——組對(duì)點(diǎn)焊；SMAW——手工電弧焊；GTAW——鎢極氬弧焊；SAW——埋弧自動(dòng)焊；BC——清根；GR——打磨；HT——熱處理；AY——裝配；PA——油漆；ST——表面處理；PK——包裝；SB——噴砂；SP——發(fā)運(yùn)；DRY——干燥；DR——數(shù)據(jù)報(bào)告；CACT——用戶(hù)檢查。

4 結(jié)束語(yǔ)

工藝流程圖用于ASME規(guī)范產(chǎn)品，因其具有比傳統(tǒng)的《零件制造綜合明細(xì)表》更直觀，所有工序都在一張圖上體現(xiàn)出來(lái)，工序的編排一目了然的特點(diǎn)，可將其廣泛用于GB150及GB151等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造的產(chǎn)品。