压力容器制造工艺在净化罐的应用

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　　关键词：压力容器;净化

　　一、前言

　　净化罐由天津市振津工程设计咨询有限公司设计。其制造规格为Ф2200×10100×14。在制造净化罐过程中，完成了材料检验、预制、组装、焊接等工序的检验控制，保证净化罐不锈钢衬里及内部件预制焊接顺序合理布置，保证净化罐制造质量合格。

　　二、施工工序

　　净化罐制造前应先进行材料检验，检验合格后再预制、组装、焊接，全部焊接合格后无损检测，筒体内部清理除锈，不锈钢衬里施工合格后检测，全部符合要求后水压试验，防腐运输。

　　三、主要施工技术措施

　　(一)预制

　　1.低合金钢预制。(1)设备筒体、裙座：排版→下料→剪板→刨边→滚制成型，滚制成型前应清除拼接焊缝的飞溅、焊瘤、夹渣和板材上的铁屑及杂物，卷板过程中及时扫除剥落下来的氧化皮，避免损伤母材及设备表面，材料预制合格后再进入组装工序;裙座与筒体组对时，要求贴紧，最大间隙不大于2mm，其底板应位于同一水平面上，其偏差不大于5mm，中心距允许偏差为±3mm，裙座螺栓孔心距对角线差不大于10mm。(2)封头(DN2200×14)：排版→下料→焊接→热压成型→探伤，封头板成型前材料表面不得有油污、油漆等污物，加热温度按合格工艺执行，封头加热到合格工艺参数出炉后，应立即放到胎模上，同时清除氧化皮和杂物，并迅速校正，保证拉伸后的封头温度不低于本材料的终锻温度。封头直边上的皱折应不大于1.5mm，打磨修整后其打磨量不大于0.5mm。伤痕打磨平滑，打磨深度小于钢板厚度负偏差，超过钢板负偏差须补焊后再打磨。2.不锈钢衬里及内部件预制。16MnR板应该和0Cr18Ni9板分开堆放，以免对0Cr18Ni9板的材料腐蚀，重物或其他物件不准堆放在不锈钢上并禁止所有人员在不锈钢上走动或使不锈钢板沾污油泥、铁屑等其他脏物。不锈钢板切割时，尽量采用剪板机剪裁，等离子切割不锈钢板时，切口两侧应用石棉板保护、接管应采用无齿锯或车床切削加工。0Cr18Ni9板应在专门铺设的橡胶板作业区内进行预制。吊运零部件和摆放压力容器专用材料时，采用尼龙吊装带以避免板面擦伤或损坏，若擦伤或损坏厚度大于0.5mm时，应选用合格的返修工艺进行焊接。(1)衬里筒节按图纸要求排版→下料→剪板→钻孔→滚制成型。排版时将塞焊点与筒体AB类焊缝错开50mm，避免造成焊缝应力集中。(2)内部件严格按图纸要求预制。3.净化罐人孔、出料口、卸料口、进料口所有部件及补强圈预制半成品前应保证材料、规格、几何尺寸符合图样要求。4.预制时，根据图样并参考排版图，号孔，规孔，检查合格后应严格按制定合格的通用工艺守则及工艺文件执行。

　　(二)组对

　　筒体分段组装时，分段处依据板材规格在格栅间分段，待内部件及衬里施工合格后再进行整体组装。组对时，格栅间筒体留一段环缝待格栅、衬里与筒体焊接完之后再焊接筒体与衬里的环缝。格栅与筒体焊完后再组对封头。组对为保证不破坏防腐层，尽量避免用卡具点焊组对，使用调节器进行组对，保证筒节两端平齐。安装时要求筒节端面不平度不大于2mm;筒体纵缝对口错边量不大于3mm;筒体环焊缝对口错边量不大于5mm;对接处棱角度不大于4.6mm。环焊缝用弦长等于1/6D的圆弧样板检查，纵焊缝用长度不小于300mm的钢板尺检查。筒体不圆度不大于25mm;圆筒不直度不大于6.5mm。筒节直线度检查用Φ1.5mm细钢丝进行检测，通过中心线的水平面和垂直面，沿圆周四个角度四个部位进行测量,测量位置离纵焊的距离不小于100mm。

　　(三)焊接

　　1.焊前准备。焊前必须将母材坡口及两侧各50mm范围内的油污、铁锈及其他影响焊接质量物质等清除干净。焊前应检查坡口加工尺寸及组对间隙、错边量、棱角度等数值是否符合合格焊接工艺要求，如不符合规定要求时，不允许施焊。点固焊前应将坡口表面及其两侧的油污、铁锈、水分等清除干净。点固前焊条选用直径较细的焊条(一般选图1焊接坡口型式用直径Φ2.5mm焊条)，点焊缝长度为10mm，间距为50~80mm，点焊缝高度不得超过焊件厚度的2/3，点焊缝如有裂纹等缺陷，必须铲除重焊。2.焊接工艺。(1)筒体焊接采用埋弧自动焊焊接，热压成型的封头、格栅与衬里采用手工电弧焊焊接，各零部件焊接采用焊条电弧焊或手工钨极氩弧焊焊接。(2)衬里设备采用塞焊和拼焊：塞焊与拼焊前必须将衬里层压紧在壳体上，塞焊孔与拼焊孔边缘与壳体间之间隙不允许超过0.3mm。塞焊孔与拼焊孔在衬里层与壳体焊接时应先点焊固定，点焊焊缝长度不大于2mm，施焊前将点焊缝打磨至与母材圆滑过渡。塞焊与拼焊时，选用合格的焊接工艺，其过渡层用A307焊条，复层用A132焊条，焊条应经过烘干,并按照合格焊接参数进行焊接。塞焊点与拼焊焊缝经检查不符合焊接工艺要求时，对其不合格部分进行修补，但返修次数不超过2次。衬里进行施焊时要有引弧板，不要在母材上引弧，不要破坏母材表面，以免影响母材力学性能;焊接时，采用直流反接法，焊接规范严格按照焊接合格工艺文件执行;焊接采用小电流多层多道焊，一次焊成焊缝过宽不超过焊材直径2.5mm，多层焊时，每层焊缝应连续焊完，层温不超过60℃，且要逐层彻底清完焊渣，经检查发现缺陷必须返修，返修采用合格的返修焊接工艺,焊接坡口型式见图1。塞焊顺序：先焊接塞焊点，再焊接拼板焊缝。塞焊点由中心向外对称施焊。注：先焊封闭焊缝，填充焊缝由里向外施焊。

　　(四)接管组焊

　　1.设备开孔应按照排版图的要求，其方位与标高应符合图纸，允许误差均为±5mm，组对符合上述要求后进行点焊定位，定位焊缝间距与厚度需符合合格的焊接工艺。2.法兰组装前，要用石棉板将法兰密封面保护好。法兰面垂直偏差不大于3mm，不能保证要求时，不得强力组对，以防变形，法兰组对时仔细核对图样，注意螺栓孔布置，图样未注明可跨中布置。3.接管的焊接与筒体焊接要求相同。

　　(五)焊缝检验

　　1.外观检查。焊缝及热影响区不得有裂纹、气孔、夹渣、弧坑以及溶合性飞溅等，焊缝咬边深度不大于0.5mm，连续长度须小于100mm，不符合要求需进行返修。焊缝外观检测其余高不大于2.5mm，焊缝宽度每侧加宽1~2mm。2.塞焊与拼焊焊外观经检查合格后，应进行气密试验，试验时往衬里层与壳体的夹层通入压缩空气，在塞焊点与拼焊焊缝上涂以肥皂水检查有无渗漏现象。

　　(六)检测

　　无损检测在衬里施工之前进行。1.无损探伤。对接焊缝进行100%射线探伤检查，符合JB4730标准Ⅱ级合格。带颈对焊法兰与接管的焊接接头进行100%渗透检查，按JB4730要求进行检查。2.不锈钢0Cr18Ni9腐蚀试验方法。衬里塞焊和拼焊试样按GB4334.5做晶间腐蚀试验。

　　(七)水压试验

　　1.净化罐无损检测合格后进行水压试验。试验介质为洁净用水，且水中氯离子含量不超过25PPM。试压时，缓慢进水，排除内部空气后封好上部接管，上水以接管最高处见水为准。安装校验合格压力表，保持净化罐本体表面干燥;试压时，压力缓慢上升，升于试验压力的0.59MPa时，保持15分钟。对净化罐的所有对接焊缝和角焊缝和与其连接部位进行渗漏检查，确认无渗漏后继续升至试验压力1.062MPa时，保持15分钟再次对所有连接焊缝进行渗漏检查，确认无渗漏后再继续升至1.180Mpa时，保持30分钟，无压降，进行检查以无渗漏为合格。2.水压试验后，应及时将水排净，防止氯离子腐蚀。3.衬里设备的衬里层与壳体间的夹层必须在气密性检验合格后再进行水压试验。

　　(八)表面处理

　　设备制造后，不锈钢表面做酸洗钝化处理。设备外表面喷砂除锈后按图样要求涂刷无机富锌底漆。

　　四、竣工验收

　　设备出厂时提交规定的出厂合格证、质量证明书、竣工图。

　　五、结束语

　　通过对净化罐制造过程各工序的预制、安装、组对、焊接、检验等施工工序的控制，在对衬里16MnR/0Cr18Ni9异种材质焊接塞焊点及焊接顺序的合理布置，通过后期水压等试验检测，保证不锈钢衬里焊接质量及净化罐制造合格质量，对我们在以后的类似容器制造中有一定的借鉴意义。

　　参考文献：

　　[1]JB/T4709-2007.钢制压力容器焊接规程[S].北京：机械部标准化研究所.

　　作者：刘华