楊小寧(中國石油烏魯木齊石油化工總廠設(shè)備安裝公司， 新疆 烏魯木齊 830000)

對順丁裝置膠液罐復(fù)層裂紋修復(fù)試驗性研究

楊小寧(中國石油烏魯木齊石油化工總廠設(shè)備安裝公司， 新疆 烏魯木齊 830000)

近年來，發(fā)生了在役復(fù)合板制壓力容器復(fù)層裂紋的現(xiàn)象，修復(fù)后，再出現(xiàn)，文章以膠液罐復(fù)層裂紋防治為出發(fā)點，試驗性的分析了重熔焊接法消除裂紋的方法，效果良好。

膠液罐;裂紋;焊接;重熔;試驗;實施;控制

0 引言

順丁橡膠裝置2011年10月建成投入運行，2013年6月首次檢驗，檢驗單位發(fā)現(xiàn)8臺膠罐(二類壓力容器)內(nèi)表面上下封頭環(huán)焊縫附近有大量裂紋。經(jīng)與制造單位現(xiàn)場分析后提出了對裂紋部位打磨補焊并加設(shè)止裂帶的處理方案。

1 缺陷原因排查分析

1.1 原材料分析

(1)圖紙設(shè)計要求：鋼板Q345R+06Cr19Ni10標準JB4733-1996 主要受壓元件材料標準：Q345R 標準GB713-2008。

(2)其它要求及說明：

①設(shè)備用復(fù)合板應(yīng)符合JB4733-1996的規(guī)定，并按BII進行制造、檢驗驗收。浮層表面質(zhì)量應(yīng)達到GB/T3280-2007中表面等級N0.4級的要求。

②不銹鋼材料P≤0.035% S≤0.020%，復(fù)合鋼板進廠后按JB4733-1996標準驗收，通過對材質(zhì)書及實物表面標記檢驗，各項指標滿足標準要求，基層材料各項指標滿足GB713-2008標準要求，復(fù)層材料各項指標滿足GB/T3280-2007標準要求(交貨狀態(tài)2B切邊，標準釋意：2B為表面代號；表面加工類型：冷軋、熱處理/熱處理制度≥1040水冷或其它方式快冷、酸洗或除磷、光亮加工。)符合圖紙主要受壓元件材料標準要求。

1.2 封頭制作分析

根據(jù)封頭制造廠家提供資料，封頭是采用旋壓或點壓成型制作的，常溫下壓制成型時不銹鋼變形也造成部分奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)化。該復(fù)合板封頭在旋壓過程中進行了不少于2 次熱處理，且熱處理的溫度為680℃～720℃(是封頭成型的工藝要求)，封頭制做符合規(guī)范。

不管是從現(xiàn)場設(shè)備運行工況，還是從制作用的原材料，設(shè)備用封頭成型工藝等均符合相關(guān)設(shè)計標準及固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程，從企業(yè)要安全、要運行、要效益來考慮，修復(fù)缺陷勢在必行。

2 焊接修復(fù)試驗方案制定

考慮裝置現(xiàn)場修復(fù)條件遠遠差于制造時的條件，裝置條件如焊接位置、操作條件、焊接工藝的實施、熱處理條件等都及其惡略，要保證焊接質(zhì)量，需要付出很大的代價，修復(fù)后有可能出現(xiàn)新的應(yīng)力集中，接頭組織的性能變化，以致產(chǎn)生新的焊接缺陷，因此實施焊接修復(fù)應(yīng)慎重，不能草率行事。認真總結(jié)前期修復(fù)方案以及后續(xù)裂紋再次出現(xiàn)的現(xiàn)象，研究裂紋發(fā)展的趨勢，復(fù)層裂紋不斷擴展，有擴展至基層母材的現(xiàn)象，片面局部修復(fù)完畢再次延伸，治標不治本，只有完全徹底的消除復(fù)層裂紋，才能截斷裂紋擴展的勢頭。

對此類必須實施焊接修復(fù)的，有必要制定詳細的焊接工藝，制定嚴格的工藝及制度，確保修復(fù)質(zhì)量，修復(fù)依據(jù)的標準，符合現(xiàn)行法規(guī)標準技術(shù)要求，以靜態(tài)質(zhì)量標準為依據(jù)，明確質(zhì)量控制標準，修復(fù)的目標：安全使用到下一個檢修周期。

修復(fù)焊接程序：制定修復(fù)方案、焊補工藝評定實驗、制定修復(fù)工藝、外觀檢測滲透磁粉超聲或射線檢測、表面打磨、水壓試驗、磁粉或著色檢測。

根據(jù)對現(xiàn)場裂紋分析，修補后裂紋再次出現(xiàn)，對比裂紋延伸規(guī)律，制訂了在復(fù)層金屬上采用重熔方法即惰性氣體鎢級氬弧焊接，只進行融化復(fù)層母材不加焊絲的焊接方法，焊接應(yīng)采用有高頻起弧的氬弧焊焊機，最終重熔至復(fù)層裂紋全部消除，復(fù)層硬度降至HB≤200。

焊接工藝評定實施，試件制備，按NB/T47014耐蝕堆焊工藝評定的板狀試件尺寸制備，試件尺寸400mm*200mm*(3+20)mm，試件經(jīng)在劣化后的封頭上取樣。劣化是指：經(jīng)過3次以上650℃左右高溫劣化，并經(jīng)模擬封頭旋壓成形，使復(fù)層表面硬度達到HB250～330，并產(chǎn)生裂紋，重熔修復(fù)。評定實驗過程記錄；整個評定實驗過程(封頭制作、理化檢測、焊接、機加工、理化檢測、檢驗要求及結(jié)果評定)。

3 具體工藝試驗實施過程

3.1 封頭制作工藝要求

橢圓封頭規(guī)格：EHA2000*20+3

材質(zhì)：Q345R+S30408。

工藝要求：制作前板材硬度超聲檢測結(jié)果合格符合原材料訂貨技術(shù)要求。

制作過程檢測：折邊前硬度檢測，折邊完熱處理前硬度檢測熱處理后硬度檢測。著色檢測，劣化工藝增加一次旋壓折邊硬度。著色檢測，工藝增加一次熱處理硬度。著色檢測，工藝增加二次旋壓折邊硬度。著色檢測，工藝增加二次熱處理硬度。著色檢測，工藝增加三次旋壓折邊硬度(見表1)。

著色檢測結(jié)果，三次折邊前各個階段的著色檢測均符合NB/T47013.5-2015標準I級的要求，評定為合格。三次折邊后復(fù)層表面局部出現(xiàn)縱向密集微裂紋，結(jié)合表面硬度及裂紋現(xiàn)象，基本達到模擬現(xiàn)場設(shè)備裂紋狀況。

表1 硬度數(shù)據(jù)表

3.2 焊接修復(fù)工藝實施

按重熔工藝制備要求封頭內(nèi)定位選取三處存在裂紋的部位劃分：橫焊(CR01/1)、立焊(CR02/1)、仰焊(CR03/1)具有代表性的位置，每處規(guī)格要求：400mm*200mm.

施焊參數(shù)及過程要求見表2及備注

表2

焊接速度記錄見表3。

表3

表4 硬度數(shù)據(jù)表

4 結(jié)語

控制和預(yù)防缺陷的產(chǎn)生應(yīng)從容器制造方面嚴格把關(guān)，舊容器不可能通過修復(fù)變成新容器；對修復(fù)要提出不同的質(zhì)量要求，以減少修復(fù)過程中人力、物力、時間的浪費。

[1]李克欣.蒸汽管線裂紋分析[J].化工設(shè)備與管道.，2014，(02).

[2]張玉龍,李剛.裙座與殼體連接形式為圓弧過渡的全復(fù)合板焦炭塔的制造[J].壓力容器，2014，(02).