趙旭,臧棚浩,張碩
(兗礦濟(jì)寧化工裝備有限公司,山東 濟(jì)寧 272000)
設(shè)備基本概況如表1所示。
表1 設(shè)備技術(shù)特性表
氣化爐激冷室檢驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)內(nèi)表面堆焊層多處存在雪花狀裂紋,裂紋散亂分布,需對激冷室堆焊層進(jìn)行徹底檢查,并消除缺陷[1]。
(1)由于氣化爐內(nèi)介質(zhì)原因(工作介質(zhì)為O2、H2、CO、CO2、H2O、H2S、N2、氯離子、爐渣等),很容易產(chǎn)生各類缺陷,例如:氯離子腐蝕、氫脆、應(yīng)力腐蝕等。
(2)另外是由于設(shè)備在使用過程中長時間承載,溫差存在較大變化,以及設(shè)備的長期服役使用等原因造成的裂紋缺陷[2]。
(1)根據(jù)設(shè)備圖紙、質(zhì)量證明文件編制詳細(xì)的維修方案及焊接工藝,經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)后,嚴(yán)格按照修復(fù)方案及焊接工藝對缺陷部位進(jìn)行修復(fù)。
(2)施工過程用到的焊材,必須要有合格的質(zhì)量證明文件,如果現(xiàn)場人員對質(zhì)量合格證明文件存在疑問,必須進(jìn)行復(fù)驗(yàn),對于沒有合格證明文件的焊材,必須拒絕使用。
現(xiàn)場施工配備的工具和人員分別見表2和表3,焊工和探傷人員必須持證,符合表3中相應(yīng)的等級要求。
表2 施工工具
表3 施工人員
(1)根據(jù)檢查發(fā)現(xiàn)缺陷位置,將設(shè)備內(nèi)所有復(fù)合板筒體內(nèi)壁,用鋼絲輪(不銹鋼)、抹布、潔凈水打磨清洗干凈,對設(shè)備內(nèi)壁進(jìn)行百分百的PT(滲透檢測),查找缺陷位置并進(jìn)行缺陷位置標(biāo)記。
(2)根據(jù)發(fā)現(xiàn)的缺陷情況和特檢院檢測情況,確定需要修復(fù)的位置。
(3)將修復(fù)位置用粉線標(biāo)出。
(1)砂輪機(jī)沿粉線將不銹鋼表面磨開。
(2)當(dāng)裂紋較小時,繼續(xù)用砂輪機(jī)打磨直至肉眼不可見;當(dāng)裂紋較大時,改用碳弧氣刨對需要修復(fù)的部位的不銹鋼襯里進(jìn)行清理(用扁碳棒)。碳弧氣刨時,要控制好氣刨深度,氣刨目的:清除不銹鋼內(nèi)襯,氣刨深度為3~3.5 mm(即氣刨完成后不能傷及設(shè)備母材)。氣刨完成后用砂輪機(jī)進(jìn)行打磨,直至缺陷肉眼不可見為止。
(3)將缺陷清除干凈后,對設(shè)備表面進(jìn)行百分百的PT(滲透檢測),檢驗(yàn)是否仍存在缺陷。對仍有缺陷的部位,用砂輪機(jī)局部進(jìn)行打磨,打磨完成后進(jìn)行百分百的PT(滲透檢測),直至裂紋完全清除干凈為止。
(1)在打磨完成后,進(jìn)行堆焊之前,應(yīng)該對設(shè)備進(jìn)行消氫處理,消氫熱處理時,電加熱帶布置位置在設(shè)備外。
(2)消氫處理溫度為350 ℃,保溫4 h。消氫熱處理加熱過程曲線如圖1所示。
圖1 堆焊前熱處理曲線
(3)熱處理在150 ℃以下自由升溫,在溫度超過150 ℃后,溫度的升溫速度需要控制在≤130 ℃/h,在溫度達(dá)到350 ℃后,恒溫4 h,保溫完成后進(jìn)行降溫,降溫速度控制在≤130 ℃,在溫度達(dá)到150 ℃時開始焊接。
焊接工藝必須經(jīng)過焊接工藝評定,焊接工藝評定按照NB/T 47014—2011《 承壓設(shè)備焊接工藝評定》中的相關(guān)要求進(jìn)行,焊接工藝評定的內(nèi)容必須能夠覆蓋焊接施工的全部內(nèi)容。焊接工程師根據(jù)焊接工藝評定的工藝參數(shù)編制相關(guān)的焊接工藝卡,焊工在焊接工藝卡的指導(dǎo)下進(jìn)行作業(yè)[3]。
(1)首先對過渡層進(jìn)行堆焊,堆焊應(yīng)該采用A062不銹鋼焊條。
(2)過渡層堆焊并檢驗(yàn)合格后進(jìn)行復(fù)層堆焊,堆焊采用A022不銹鋼焊條。
(3) 在堆焊完成后應(yīng)該立即對焊縫進(jìn)行消氫處理,消氫熱處理時,電加熱帶布置位置在設(shè)備外。消氫處理溫度為350 ℃,保溫4 h。消氫熱處理加熱過程曲線同圖1所示的曲線。
消氫熱處理在150 ℃以下自由升溫,在溫度超過150 ℃后,溫度的升溫速度需要控制在≤130 ℃/h,在溫度達(dá)到350 ℃后,恒溫4 h,保溫完成后進(jìn)行降溫,降溫速度控制在≤130 ℃。
(4)焊工:現(xiàn)場作業(yè)焊接人員必須持證上崗,焊工必須持有質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局頒發(fā)的相應(yīng)的鋼種、焊接方法以及焊接位置等配套的焊工考試合格證并經(jīng)過現(xiàn)場培訓(xùn)后持證上崗[4]。
(5)焊條、焊絲等焊材以及焊接設(shè)備。一焊接方法采用手工電弧焊,過渡層A062,直徑φ3.2,復(fù)層A022,直徑φ4。二焊條質(zhì)量合格并能夠提供焊條的質(zhì)量合格證明文件。三焊條必須由專人保存并設(shè)立焊材一級庫和二級庫,由專人負(fù)責(zé)焊條發(fā)放和回收。四焊接設(shè)備必須完好,做好設(shè)備三級保養(yǎng)并保存好記錄備查,焊接設(shè)備必須保養(yǎng)合格并驗(yàn)收后方可投入使用。
(6)焊接作業(yè)環(huán)境要求。在焊接環(huán)境存在下列的情況的一個或者多個時,必須采取有效的防護(hù)措施方可施工,否則不允許施工[5]:一雨雪天氣等降水環(huán)境;二風(fēng)速在8 m/s甚至以上時;三焊接環(huán)境室溫低于5 ℃以,無法采取有效的溫度控制手段時;四焊接環(huán)境的相對濕度高于90%時。
(1)焊縫位置應(yīng)該進(jìn)行100%目視檢查,外觀質(zhì)量必須滿足NB/T 47013—2015 《承壓設(shè)備無損檢測》焊縫表面質(zhì)量中焊縫表面質(zhì)量的全部要求。
(2)焊縫表面檢查中不允許出現(xiàn)裂紋、氣孔、夾渣以及凹坑等明顯的外觀缺陷,焊縫表面應(yīng)該平滑過渡。
(3)焊縫目視檢查人員應(yīng)該做好焊縫目視檢查記錄以及作業(yè)現(xiàn)場的氣象記錄[6]。
過渡層焊接完成后,進(jìn)行100%PT檢測;復(fù)層焊接完成后,再進(jìn)行100%PT檢測。符合NB/T 47013—2015中的規(guī)定。
過渡層焊接完成后,表面進(jìn)行百分百的PT(滲透檢測),復(fù)層焊接完成后,表面再次進(jìn)行百分百的PT(滲透檢測),檢測驗(yàn)收按照NB/T 47013—2015中的規(guī)定執(zhí)行。
無損檢測合格后,對堆焊部位進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。具體如下:
(1)熱處理采用數(shù)字式溫度控制器,功率180 kW。
(2)熱處理采用加熱帶加熱,加熱帶寬度為:220 mm(電壓220V、功率10 kW),每隔150 mm布置一圈,加熱帶長度為1 000 mm,數(shù)量為18個。設(shè)備內(nèi)外都纏繞保溫棉,加熱帶和設(shè)備筒體貼合嚴(yán)。
(3)保溫層選用耐熱保溫材料。
(4)控溫?zé)犭娕紨?shù)量6支,均勻布置在筒體上,并應(yīng)相互錯開,以避免互相干擾。
(5)加熱器和保溫層的鋪設(shè)可用螺釘、壓板或鐵絲固定于設(shè)備上,在設(shè)備上焊釘時應(yīng)焊在加熱帶部位,采用與之相匹配材質(zhì)的焊釘。焊釘用后用機(jī)械方法清除、磨平,進(jìn)行表面檢查。
(6)熱處理過程中應(yīng)使氣化爐支座以上的設(shè)備處于可自由伸長狀態(tài)。
(1)所有人員必須培訓(xùn)上崗,保證所有人員熟知作業(yè)程序和作業(yè)方法,施焊人員必須取得相應(yīng)的焊接操作證。
(2)必須加強(qiáng)作業(yè)人員的質(zhì)量為上的意識教育,確保依靠質(zhì)量求效益的觀念深入人心。
(3)各道工序,上下工序之間做好自檢和互檢,質(zhì)量人員做好專檢,確保不合格產(chǎn)品不會流入下道工序,如果有不合格產(chǎn)品,下道工序應(yīng)該拒絕施工。
(4)施焊人員必須有專用的鋼印號,焊工定崗定位,確保各司其責(zé)。
(5)質(zhì)量人員必須對施工全過程進(jìn)行監(jiān)督和過程檢驗(yàn),對于違章作業(yè),違章指揮的情況,必須立即責(zé)令停止施工。
(1)焊材必須有質(zhì)量證明書。
(2)嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝。
(3)及時做好氣象管理,在焊接環(huán)境存在下列的情況的一個或者多個時,必須采取有效的防護(hù)措施方可施工,否則不允許施工:雨天及雪天;風(fēng)速超過8 m/s;焊接環(huán)境溫度在5 ℃以上;相對濕度在90%以上。