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    高压钛钢复合板设备制造.pdf

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    高压钛钢复合板设备制造.pdf

    第43卷 第4期 2014年7月 石油化工设备 PETROCHEMICAI EQUIPMENT V0l_43 NO.4 July 2014 文章编号100074662014040068 04 _-_ -._。 口 同 压钛钢复合板设备制造 杨龙进,赵瑞晋 南京宝泰特种材料股份有限公司,江苏南京211100 摘要对1台水压试验压力达21.0 MPa的钛钢复合板设备的一些重要制造工序例如衬筒、贴 条、翻边、密封面加工等进行了详细介绍,通过对各细节的严格控制,确保了此设备水压试验的一 次成功。 关键词稳压罐;钛翻边;复合板;高压 中图分类号TQ050.6;TG457.19 文献标志码B doi10.3969/j.issn.10007466.2014.04.016 Fabrication of Highpressure Titanium Steel Cornposite Plate Equipment YANG Long-jin,ZHAO Rui-jin Nanjing Baotai Special Materials Co.Ltd.,Nanjing 21l100,China AbstractTitanium steel composite plate equipment,hydraulic test pressure reached 2 1 MPa. The titanium liner,stickers,flanging,the sealing surface and other important manufacture were introduced in detail.The equipment manufacturing process strengthened the control of the de tails,to ensure a successful hydraulic test. Key wordsbuffer tank;titanium flange;titanium clad steel plate;high pressure ..”.,””.”“-”” ---”--”“”“u”十””“””十”““_“ ”“十“”十” 一 [4]GB 150.1~15o.4~2011,压力容器Es]. 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XU Dao rung,I I Ping jin,PU Hua quan,et a1.In vestigations on the Hot ing Procedure of 3.5 Ni Steel[J].Pressure Vessel Technology,1999,166l 3 17. 许编 收稿日期2014 0226 作者简介杨龙进1982一,男,江苏海安人,工程师,主要从事压力容器制造工艺审核工作。 第4期 杨龙进,等高压钛钢复合板设备制造 本公司曾承接1台高压钛钢复合板稳压罐的制 造,其水压试验压力达21.0 MPa,远高于常规钛复 合板设备试验压力。为此,在此台设备设计、制造、 检验过程中都需要提出一些更加严格的要求,文中 对此设备的制造工艺进行了简单阐述。 l 高压钛钢复合板稳压罐简介 1.1 主要参数 工作介质为催化剂胶体;工作压力16.0 MPa, 工作温度常温;设计压力16.8 MPa,设计温度 40。C;主要受压元件材料为TA1/Q345R、16Mn Ⅳ、TA1,设备结构示意图见图1。 图1稳压罐结构不图 1.2 材料要求l_l 钛钢复合板应符合NB/T 47002.3~2O09压 力容器用爆炸焊接复合板第3部分钛一钢复合板 的规定 ,B1级合格。基层Q345R除了要符合 GB 713--2008锅炉和压力容器用钢板及其1号 修改单规定外 ,还须符合如下要求①钢板逐张进 行硬度检测,沿宽度方向不大于200 HB。②逐张钢 板按照JB/T 4730--2005承压设备无损检测进行 100 超声波检测,I级合格 ]。③正火状态供货。 覆层TA1板符合GB/T 3621--2007钛及钛合 金板材的规定[5],退火状态供货。复合板应以消除 应力状态供货,热处理温度为54025。C,保温时 间3~5 h,加热冷却速度为5O~150。C/h。 锻件除符合NB/T 47008--2010承压设备用 碳素钢和合金钢锻件的要求外 ],还应符合如下要 求①锻件主要截面部分的锻造比不得小于3.5,钢 锭的两头应留有足够的切除余量,锻件应尽可能接 近成品零件的形状和尺寸。②锻件经正火回火 模拟焊后热处理后的力学性能应符合文献[6]中的 规定。③每个样坯应取3个试样进行一2O℃夏比 V型缺口冲击试验,要求3个试样平均值不低于 34 J,允许1个试样不低于24 J。④锻件在机加工 后,按文献[4]逐件进行100 磁粉检测,工级合格。 1.3 制造要求 1做好钛材和钛钢复合板覆层的保护。 2钛材表面的标记采用不溶于水的、不含金属 颜料的、无硫、无氯的墨水书写。 3焊前用丙酮去除焊接区域和焊丝油污。 4焊接、组装钛设备应在专用的、干净的车间 或区域进行,避免铁离子污染。 5场地应铺设橡胶或其它软质材料,避免碰伤 或擦伤钛表面,及时清理制造现场切屑物。 6钛施焊前,对焊接环境进行菲绕啉试验,合 格后方可施焊。 1.4难点分析 1设备法兰的密封。 2钛翻边制作、组装焊接。 3钛衬筒组装焊接、贴条。 2设备加工控制要点 2.1 封头 1封头采用热成型方法成型 ],加热温度控制 在530~560℃。加热前钛表面涂以耐高温涂料,以 防止表面氧化、污染。 2加热炉采用电加热炉,炉内气氛保持微氧化 性,不得呈还原性,以免渗人氢。 3封头成型后,按照文献[4]进行100 超声 检测,工级合格。 4贴合率应符合文献[2]中Bl级要求。 5封头的坡口、接管孔坡口采用车削jjj T,保 石油化工设备 2O14年 第43卷 证剔边的尺寸、坡口的角度及表面质量 ,坡口示意 图见图2。 图2封头坡口不图 2.2 筒体 1筒体板刨坡口,按文献[4]对坡口表面进行 100 磁粉检测,I级合格。 2冷卷成型对口错边量控制在0.5 mm以内。 3卷制完成后展长误差控制在5 mm以内。 4纵焊缝焊接采用钨极氩弧焊打底,埋弧自动 焊填充、盖面焊前预热、焊后保温的方法。 5筒体椭圆度不得大于1 mm。 6筒体纵焊缝须按照文献[4]进行100 射线 检测,I级合格。 2.3 设备法兰 1为保证密封面的质量,分别对法兰密封面及 TC4焊环进行了二次加工图3。 图3设备法兰、衬垫、焊环结构不图 2组对不锈钢环板与设备法兰,施焊成型后对 密封面区域及TA1衬垫处通过车削加工到净尺寸, TC4焊环组焊完成后,一面车平。 3法兰与TC4焊环实配打钛螺钉孔。 4设备整体消除应力热处理后再组对TC4焊 环与设备法兰。利用工装夹紧TC4焊环与法兰,严 格控制焊环与法兰面之间的间隙小于0.02 mm, 熔焊钛螺钉。 5组焊TA1衬筒与法兰,控制焊接热输入减 少焊接变形。 6加工密封面 ]。 2.4 翻边 钛覆层开孔翻边图4水切割下料,开设好中 心孔,采用上下模热压成型,成型温度控制在300~ 350。C。 成型后,对翻边按文献[4]进行100 渗透检 测,工级合格。 图4钛覆层扦孔翻边不恿图 2.5 设备组装 1封头与简体、封头与设备法兰环焊缝组对, 错边量不得大于0.5 mm。 2为保证钛衬筒与设备法兰、简体的贴合度, 法兰筒体环焊缝焊接完成后对法兰内表面进行车加 工图5。对应衬筒下料尺寸根据法兰内孔尺寸实 配,展长误差控制在2 mm以内,保证衬筒与法兰之 间的间隙小于0.3 mm。 图5设备法兰内壁加工不图 3设备消除应力热处理前,对设备覆层TA1 表面进行清理,并需要进行铁离子污染测试。设备 热处理温度控制在560580℃,保温时问2 h,加热 冷却速度为55 h~160℃/h 。 4热处理完成后组焊设备法兰TC4焊环、组 焊衬筒、衬管翻边,施焊时用工装夹持,保证衬筒、衬 管管翻边与设备主体的贴合,示意图见图6。 设备法兰TC4焊环焊接完成后对设备法兰密 封面进行车削加工。 第4期 杨龙进,等高压钛钢复合板设备制造 71 rA1 .rA 1 板 r 4焊环 TA1氆板 图6接管衬里翻边示图 5设备纵、环焊缝的垫条、贴条采用工装胀 紧、消除间隙,第一遍采用钨极氩弧焊自熔焊,第二 遍填丝焊,严格控制焊接热输人口 “],结构示意图 见图7。 简体 门、A I/Q345l{1 图7纵、环焊缝贴条示图 对设备的钛材角焊缝进行100 PT检测,按 文献[4]要求进行,I级合格。 6水压试验后,按照GB/T l5823--2009无 损检测氦泄漏检测方法1 中的A法要求对设备 内筒进行了氦泄漏检验,泄漏率不超过1 10 Pam。/s,检验合格后,对设备进行了21.0 MPa 水压试验。 3 结语 在高压钛复合板稳压罐制造过程中,加强了对 密封面、钛衬筒、翻边、贴条等细节的控制,保证了钛 衬筒、翻边、贴条的贴合质量,满足了客户的需求。 参考文献 [】] 葛松,张漪芳,张佩剡,等.压力容器用材料质量控制 I-J].石油化工设备,2012,4l35859. 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