13MnNiMoR汽包的制造

孟明（山東齊魯石化機械制造有限公司，山東淄博255400）

13MnNiMoR汽包的制造

孟明（山東齊魯石化機械制造有限公司，山東淄博255400）

裂解裝置汽包是乙烯工程裂解區的重點設備，本文簡要介紹了13MnNiMoR汽包的制造過程，闡述了汽包封頭、筒體（13MnNiMoR）的制作、焊接和熱處理等制造技術。

汽包，13MnNiMoR，裂紋，焊接，熱處理。

汽包相當于一個大型厚壁容器，它是乙烯裂解配套裝置中的重點設備。我公司為某公司制造的汽包，封頭選用半球形封頭，壁厚45mm，材質13MnNiMoR鋼板，筒體直徑Φ1700mm、壁厚70mm、材質13MnNiMoR鋼板。

1　封頭的制造

封頭要求由整塊鋼板壓制，并要求其實際厚度不小于44.7mm。因我公司設備能力有限，所以委托外協廠家采用52mm厚的13MnNiMoR鋼板（正火+回火）熱沖壓成型。

（1）GB/T25198～2010《壓力容器封頭》指出：當鋼板供貨與使用的熱處理狀態一致時，則熱成型封頭在熱成型過程中不得破壞供貨時的熱處理狀態，否則應重新熱處理。對熱成型的封頭，母材的熱處理試板還應與封頭有相同的加熱工藝［1］。由于封頭熱壓溫度超過了材料的正火溫度，破壞了鋼板的原始組織狀態所以封頭熱壓后需要進行正火加回火熱處理恢復鋼板的力學性能。

（2）封頭回廠后清除內外表面氧化皮，進行100%UT+100% MT檢測。

（3）測厚，不少于20點。

（4）用封頭中心開孔料壓平后做性能試驗。包括：1、拉伸試驗；2、沖擊試驗；3、彎曲試驗；4、金相試驗；5、340℃下的力學性能試驗（用于設計溫度高于300℃的13MnNiMoR鋼板，應在設計文件中要求鋼板按批進行設計溫度下的高溫拉伸試驗［2］）。

2　筒體制造主要過程控制

由于13MnNiMoR這類低合金高強剛容易產生微裂紋，所以在筒體的下料、卷制過程中應做好防范工作避免鋼板出現裂紋。根據我公司設備的加工能力，決定筒體的卷制采用冷卷溫校的方式。主要控制點為：

（1）下料時按（0.04～0.55）*π*D*S/DN扣除溫卷伸長量；

（2）卷圓前將鋼板兩個長端面（環縫）打磨光滑并對打磨面做100%MT檢查，避免卷圓過程中兩端面應力集中產生裂紋；

（3）嚴格控制筒節直徑偏差及橢圓度，縱縫焊接后筒體單節中間熱處理消除焊接應力，升降溫55～70℃/hr，溫度620～640℃保溫132min，≤400℃后出爐進行校園，防止筒體在校園過程中縱縫應力集中產生裂紋。

（4）校園后測厚，厚度不小于69.7mm。

3　焊接及無損檢測

13MnNiMoR屬于低合金高強鋼，焊接性較差，需采取嚴格的工藝措施才能保證焊接接頭質量。

（1）坡口制備：筒體縱向A類焊接接頭采用切割機氣割X型坡口；筒體間及筒體與封頭間環向A、B類焊接接頭在筒體、封頭成型后采用立式車床加工U型坡口。

（2）焊接過程：焊前坡口表面進行磁粉檢測，合格后在坡口及其兩側各不小于100 mm范圍預熱到150℃～200℃。設備主體A、B類接頭采用埋弧焊，焊接時層間溫度控制在預熱溫度范圍內。每條焊接接頭焊后立即進行消氫處理，350℃～400℃保溫3 h，緩冷。

（3）無損檢測：焊接接頭外觀檢查不得有裂紋、未熔合、咬邊等焊接缺陷。焊后24 h后對焊接接頭進行100%射線探傷檢查，100%超聲波檢測和100%磁粉檢測。設備熱處理和水壓試驗后分別進行進行100%超聲波檢測和100%磁粉檢測。

13MnNiMoR鋼中含有一定量的Cr、Mo、Nb等強碳化物形成元素，從而使其焊接接頭的過熱區具有一定程度的再熱裂紋（亦稱消除應力熱處理裂紋）敏感性。為保證焊接接頭質量，通常在焊后無損檢測合格的基礎上，焊接接頭熱處理后再進行無損檢測，主要是進行超聲波和磁粉復查，以檢測各種裂紋［3］。

4　熱處理及水壓試驗

（1）整體熱處理：設備制作完成且經無損檢測合格后進行爐內整體消除應力熱處理，溫度620～640℃，保溫132min，升降溫速度55～70℃/h。焊件入爐時爐內溫度不得高于400℃；焊件出爐時，焊件不得高于400℃，出爐后應在靜止的空氣中冷卻［4］。

（2）水壓試驗：水壓試驗時將汽包內空氣排盡，壓力緩慢上升到13.31 MPa，保壓10分鐘檢查無泄漏后，再繼續升壓到16.64MPa，保壓30 min，檢查是否有泄漏，無泄漏后，再降到13.31MPa，檢查是否有泄漏。試驗合格后立即將水漬去除干凈。

5　結語

通過對主體材料的研究，制定了切實可行的技術方案，經各項無損檢測檢驗后，設備質量優異，完全滿足了設計要求，并為公司同類材質的產品制造積累了一定的經驗。

［1］國家質量監督檢驗檢疫總局GB/T25198～2010壓力容器封頭［S］.北京：中國標準出版社，2011.

［2］國家質量監督檢驗檢疫總局GB150.1～150.4～2011壓力容器［S］.北京：中國標準出版社，2011.

［3］李克勇.13MnNiMoR鋼焊接工藝［J］.電焊機2010，40（09）：69～72.

［4］國家質量監督檢驗檢疫總局GB/T30583～2014承壓設備焊后熱處理規程［S］.北京：中國標準出版社，2014.