李紅娜

EOPC塔頂冷凝器的制造

李紅娜

根據(jù)EOPC塔頂冷凝器設(shè)備的制造難點(diǎn)及要求制定了焊接工藝，同時(shí)介紹了焊接過程中焊接設(shè)備與材料的使用情況，順利完成了冷凝器的制造工作，取得很好的效果。

1. 概述

我公司承攬了天津石化公司某廠環(huán)氧乙烷擴(kuò)能改造項(xiàng)目的多臺設(shè)備制造任務(wù)，制造難度較大。EOPC塔頂冷凝器是其中之一，該設(shè)備最主要的制造難點(diǎn)是管板的加工，其主要技術(shù)特性如表1所示。該設(shè)備屬于第II類壓力容器，按照GB151—1999《管殼式換熱器》、TSG R0004—2009《固定式壓力容器監(jiān)察規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)、制造和驗(yàn)收。

2. 設(shè)備材料要求

EOPC塔頂冷凝器內(nèi)徑尺寸為1 900mm，管程采用不銹鋼材料，殼程采用碳鋼材料，管板采用碳鋼與不銹鋼堆焊的結(jié)構(gòu)，各部件材料參數(shù)如表2所示。

對各種材料的要求如下：

S30403不銹鋼板材應(yīng)符合GB 24511—2009《承壓設(shè)備用不銹鋼鋼板和鋼帶》標(biāo)準(zhǔn)要求，供貨狀態(tài)為固溶，表面加工類型為1D級。

Q345R鋼板應(yīng)符合GB 713—2008《鍋爐和壓力容器用鋼板》標(biāo)準(zhǔn)要求，供貨狀態(tài)為熱軋。

換熱管材料S30403應(yīng)符合GB 13296—2013《鍋爐、熱交換器用不銹鋼無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)冷拔管要求，外徑偏差±0.1mm，壁厚偏差為0+20%；換熱管不得拼接，還應(yīng)符合NB/T47019—2011《鍋爐、熱交換器用管訂貨技術(shù)條件》規(guī)定。

接管Q345材料應(yīng)符合GB 6479—2000《高壓化肥設(shè)備用無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)要求，供貨狀態(tài)為正火，其wS≤0.020%。

接管S30403材料應(yīng)符合GB/ T 14976—2012《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》標(biāo)準(zhǔn)要求，供貨狀態(tài)為固溶。

管板Q345IV+S30403采用堆焊結(jié)構(gòu)，基層材料Q345應(yīng)符合NB/T47008－2010《承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件》標(biāo)準(zhǔn)IV級要求，供貨狀態(tài)為正火。

表1 設(shè)備主要技術(shù)特性

表2 各部件材料參數(shù)

3. 制造與檢測

（1）管板堆焊 管板（見圖1）采用單面堆焊，由于焊接變形較大，所以為保證堆焊后管板相對平整，采用階梯狀加工待堆焊面，另一側(cè)留堆焊后的加工余量。待堆焊面除油銹后進(jìn)行100%磁粉檢測，按JB/T4730.4—2005要求I級合格。焊接時(shí)控制層間溫度≤150℃，焊接參數(shù)如表3所示。

堆焊后要求如下：整個(gè)堆焊表面應(yīng)平整，平面度公差≤1mm，堆焊層厚度應(yīng)均勻，最厚與最薄之差≤1mm；堆焊表面加工（鉆孔前）的堆焊層表面應(yīng)進(jìn)行100%滲透檢測，符合JB/ T4730.5—2005標(biāo)準(zhǔn)要求，I級合格；堆焊后應(yīng)檢測距離堆焊表面以下5mm深度以內(nèi)的化學(xué)成分，并滿足S30403板材的要求；堆焊后，應(yīng)保證管板不發(fā)生翹曲和變形。

（2）殼體A、B類焊縫 管箱筒體與殼程筒體焊接坡口如圖2所示， 焊接參數(shù)如表3所示。焊后分別對殼程筒體進(jìn)行20%射線檢測，按JB/T4730.2—2005要求III級合格，管箱筒體進(jìn)行100%射線檢測，按JB/T4730.2—2005要求II級合格。

（3）換熱管與管板連接 采用強(qiáng)度焊加貼脹的方法，先焊后脹。首先焊接前應(yīng)對接頭處用丙酮或相當(dāng)?shù)娜軇┻M(jìn)行清理，去除油污和渣物，換熱管管頭至少超出管板厚度50mm范圍內(nèi)需打磨至露出金屬光澤。其次將管子逐根點(diǎn)焊，焊點(diǎn)不少于2點(diǎn)，采用中心輻射焊，防止管板變形，焊接參數(shù)如表3所示，焊接接頭如圖3所示。采用鎢極惰性氣體保護(hù)焊，焊后接頭進(jìn)行100%滲透檢測，按JB/T4730.5—2005標(biāo)準(zhǔn)I級合格。最后清除焊渣及高出換熱管內(nèi)壁的焊瘤，選擇合適的脹管器對管子逐根進(jìn)行貼脹。

4. 焊接設(shè)備及焊接材料應(yīng)用

（1）焊接設(shè)備 使用的焊接設(shè)備主要有： DC—1500林肯焊機(jī)（見圖4）、DC—1000林肯焊機(jī)（見圖5）、NSA4—300直流手工鎢氬弧焊機(jī)（見圖6）。

（2）焊接材料 使用的焊接材料主要有：天津金橋的J507、H10Mn2+HJ431；哈爾濱焊接研究所威爾焊接公司的焊帶H309、H308L+SJ304；昆山京雷的ER308L、A002。

圖1 管板示意

圖2 殼體焊接坡口

表3 焊接參數(shù)

圖3 管板與換熱管連接焊縫

圖4 DC—1500林肯焊機(jī)

圖5 DC—1000林肯焊機(jī)

圖6 NSA4—300直流手工鎢氬弧焊機(jī)

5. 結(jié)語

通過對管板堆焊變形采取了上述有效的預(yù)防措施、正確合理的焊接手段、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測辦法，最終按照圖樣要求圓滿完成了制造工作。對于以后承攬類似工作具有指導(dǎo)意義，防止該類產(chǎn)品發(fā)生事故。

李紅娜，天津津?yàn)I石化設(shè)備有限公司。