壳牌气化技术中关键设备压力容器的制造与检验(二)

壳牌气化技术中关键设备压力容器的 制造与检验( 二) 赵清万 ， 张良成 ， 刘锡旗 ， 刘少平 ( 1 化学工业设备质量监督检验中心 ， 江苏 南京2 1 0 0 2 4 ； 2 上海锅炉厂有限公司， 上海2 0 0 2 4 5 ： 3 湖北双环科技股份有限公 司， 湖北 应城4 3 2 4 0 7 ) 摘 要： 根据煤气化装置 中最重要的设备 气化关键设备压力容器 的制造实践， 综合论述 了该设 备 的主要制 造工 艺、 检 验和试验 的要点。 关键词： 气化 关键设备压力容器 ； 制造 ； 检验 中图分类号 T Q 0 5 1 3 ； I “I - I 1 6 文献标识码： B 文章编号 ： 1 0 0 1 4 8 3 7 ( 2 0 0 5 ) 0 6 0 0 2 9 0 5 Fa b r i c a ti o n a n d I n s p e c t i o n f o r P r e s s u r e Ve s s e l s o f S h e l l G a s i fi c a t i o n Ke y E q u i p me n t ( 2 ) Z I t A O QiI lg W a l l ， Z A N G L i a n g e h e n g 2 ， L I U X i q i2 ， L I U S h a o p i n ( 1 Q u a l i ty S u p e r v i s o r y C e n tr e o f C h e m i c al E q u i p m e n t ， N a n j in g 2 1 0 0 2 4 ， C h in a ； 2 S h a n g h a i B o i le r W o r k s C o m p any L t d ， S h ang h a i 2 0 0 2 4 5 ， C h i n a ； 3 H u b e i S h u anghu a n S c i e n c e and T e c h n o lo g y C o m p any L t d 。 Y i n g c h e n g 4 3 2 407 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h i s p a per h a s e x p o u n d e d t h e k e y f a b r i c a t i o n p rog r e s s ，k e y i n s p e c t i o n an d t e s t p o i n t s f o r t h e P r e s S U re Ve s s e l s o f S h e U G a s i fi c a t i o n Ke y e qu i p me n t per the a c t u al f a b r i c a t i o n e x peri e n c e s Ke y wo r d s ： p r e s s u r e v e s s e l s o f s h e l l g asi fi c a t i o n k e y e qu i p me n t ； f ab ri c a t i o n； i n s p e c t i o n 5 2 导管 导管是气体返向室与气化炉之间的连接部件 ， 其偏转角度将直接影响气化炉轴线与废热锅炉 体返向室轴线的平行度 ， 并影响气化炉与导管间环 缝的错边量及气体返向室与废热锅炉间环缝的错边 量， 进而影响内件的同心度， 所以导管的制作亦非常 重要 。 导管共由5 节筒节组成 ， 内径 3 0 2 0 H 瑚， 材料为 S A 3 8 7 G r l 1 C L 2 ， 其中三节壁厚为 8 6 H 1 rn ， 另外两节为 6 5 H 瑚。筒节 的制作与气化炉上段筒节 的制作相 似。 但应注意如下事项 ： 两节 $ 8 6 H 瑚 筒节均有一端为斜边 ， 倾斜角度 为 1 1 2 5 o ， 制作时两节先制作成一节， 然后沿 1 1 2 5 。 线切成两节， 并借助数控镗铣床加工出的 1 1 2 5 。 工 装和立式车床加工出 1 1 2 5 。 斜边及其环向坡 口。 对于另一节 d 8 6 m rn 的筒节 ， 两边均为 1 1 2 5 斜 边 ， 利用数控镗铣床加工出的 2 2 5 I装和立式车床 加工出 1 1 2 5 。 的环向坡 口。 筒节组对时注意控制错边量 、 棱角度 、 同心度 、 直线度 ， 并注意采取措施防止焊接变形。无损检测 按 N D T表格进行 ； 热处理按批准的热处理工艺执 行。接管等划线时使用气化炉划线时的同一把计量 尺。接管施焊时按批准的 Wt X 3 执行。 最终热处理 ： 所有焊接连接件焊接完毕后 ， 按批 准的热处理工艺进行最终热处理。热处理前检查布 偶情况 ， 热处理后审查热处理曲线和报告 ， 热处理过 维普资讯 壳牌气化技术中关键设备压力容器的制造与检验( 二) V o 12 2 N o 6 2 0 0 5 程中试板始终随炉。 综合检查 ： 最终热处理后检查试板的力学性能 和晶粒度是否满足要求。最终热处理后进行相关的 N D T工作 。检查 A、 B、 D类焊缝 及热影响 区的硬 度 ， 应符合技术条件的要求。 待与气体返向室组焊后进行水压试验。 5 3气体返 向室 气体返向室是气化关键设备压力容器中焊接难 度最大的部件。简体主体由 I D 3 0 2 0 ra i n 、 壁厚 7 0 m m S A 3 8 7 G r l 1 C L 2 筒节一节 ； I D 1 8 7 0 ra i n 、 壁厚 2 8 5 ra i n S A 3 3 6 F 1 1 C I 2、 锻件筒节一节； I D 1 8 7 0一I D 3 0 2 0 ra i n 、 壁厚 7 0 m lT l S A 3 8 7 G r 1 1 C L 2 锥体一节； I D 3 4 0 0 m lT l 、 壁 厚 7 0 ra i n S A 3 8 7 G r 1 1 C L 2 筒节一节 ； I D 3 4 0 0 In lT l 、 壁厚 2 1 0 ra i n S A 3 3 6 F 1 1 C L 2锻件简节两节及最小壁厚 5 0 m m S A 3 8 7 G r 1 1 C L 2 球形封头一个组成。 说明： 板焊简节的制造与气化炉上段简节的制 造工艺相同， 锥体部件的制作与气化炉上段锥体的 制造工艺相同。锥体与板焊筒节间环缝 的组对 、 施 焊及检验项 目等 与气 化炉上段 的相 同。锥体 与 I D 3 0 2 0 m m筒节组件可与导管段先组焊， 并与导管 一 起进行最终焊后热处理 ， 然后再与气体返向室 4 5 。 斜管组焊环缝 ， 并经局部最终热处理后与气体返向 室一并参与水压试验。 5 3 1 球形封头部件的制作 顶部球形封头材料为 S A 3 8 7 G r l 1 C L 2 ， 成型后最 小厚度不得小于 5 0 ra i n 。考虑到成型减薄量 ， 毛坯 选用厚度为 5 8 ra i n 。制造工序如下 ： 下料： 采用先拼板后压型的方式。按工艺图号 线下料两块 ， 并打磨出接板处的坡 口。同时下母材 试板及焊接试板各一付。 拼板 ： 错边量不得 大于 1 ra in 。按评定合格 的 WP S 施焊及进行无损检测工作。 冲压成型： 整体热压成型， 母材试板随炉。成型 后检查封头的形状偏差， 不圆度不得大于 4 ra i n ， 外 凸不得大于 1 2 5 D ， 内凹不得大于 0 6 2 5 D ， 封 头成型后的最小厚度不得小于 5 0 ra in 。 正火 + 淬火热处理 ： 封头成型后进行正火 +淬 火热处理， 试板随炉。封头母材试板力学性能不得 低于母材的性 能。晶粒度检查， 不得低于母材原标 准 。 无损检测 ： 按 N D T表格执行。 号线 ： 号出椭圆封头基准线及各接管孔位置 ， 并 反映到封头内壁。 3 0 开孔及坡 口加工 ： 利用镗铣车床机加工接管坡 口 。 接管组焊： 按图组对接管， 并利用检查线调准接 管位置。接管找正合格后， 用工装将接管法兰固定 ， 防止位置偏移及发生焊接变形。工装加固后焊接接 管与封头角焊缝。 中间热处理( I S R ) ： 按批准的热处理工艺进行。 无损检测 ： I S R热处理后进行相关的 N D T工作。 机加工环缝坡 口： 按封头上的基准线加工环缝 坡 口。 上述步骤完成后待与简体组对环缝。 5 3 2 主简体部件的制作 锻件筒节 ( 2 1 0 ra i n厚) 机加工环缝坡 口： 按图 纸。注意与废热锅炉相连的一段应留有二次加工余 量， 待水压完成后再加工到精尺寸。 环缝组对 ： 错边量不得超过 1 0 ra i n 。筒节须同 心， 直线度不得超过 1 0 ra i n 。 焊接 ： 按评定合格的 W P S进行。注意预热、 层 间温度并及时进炉进行中间热处理， 防止裂纹等缺 陷产生。 I S R中间热处理： 按评定合格 的热处理工艺进 行。 无损检测： 按 N D T表格执行。 号环向基准线： 确保环向基准线同平面， 且该平 面应与简体轴线垂直。 号线开孔 ： 按环向基准线号接管孔等， 并机加工 开孔。开孔后进行相关无损检测工作。说明： 4 5 。 接 管孔暂时不开 ， 待主简体其余工作完毕后再开孔。 接管组焊 ： 按图组对接管并按评定合格的 WP S 进行。说明： 人孑 L 接管等大接管焊后要及时进炉进 行中间热处理 ， 防止裂纹产生。 I S R中间热处理： 按评定合格的热处理工艺进 行 。 无损检测 ： 按 N D T表格进行相关 的无损检测工 作。 封头部件与简体组对环缝： 方位按图纸， 错边量 不得大于 2 ra i n ， 棱角度不得大于 3 ra i n 。 焊接 ： 按评定合格的 WP S进行。注意预热 、 层 间温度并及时进炉进行中间热处理， 防止裂纹等缺 陷产生。 I S R中间热处理： 按评定合格 的热处理工艺进 行。 无损检测 ： 1 0 0 U T 、 R T 、 M T检测。合格级别按 维普资讯 第 2 2 卷第 6 期 压 力 容 器 总第 1 5 1 期 图纸要求。 附件组焊 ： 按图纸和批准的 WP S 进行。 I S R中间热处理： 按评定合格的热处理工艺进 行 。 无损检测 ： 1 0 0 M T检测 ， 符合 3 1 3 4 7 3 0 - - 9 4 I 级 为合格。 开 4 5 。 接管孑 L ： 利用数控镗铣床和辅助工装开 4 5 。 接管孑 L 。 坡 口无损检测 ： 1 0 0 M T ， 按 J B 4 7 3 0 - - 9 4 工级合 格 。 待与 4 5 。 斜接管组对焊接。 5 3 3 气体返向室部件的组装 4 5 。 接管开坡 口( 见图 4 ) ： 利用数控镗铣床和辅 助工装按工艺制作出坡 口， 并进行相关的无损检测。 4 5 图 4 4 5 。 接管与主简体组对 ： 利用辅助工装 固定斜接 管。此工装为精加工件 ， 角度按模拟焊接数据制作。 焊接 ： 按评定合格的工艺施焊。注意严格控制 预热温度在 2 0 0 2 3 0 o C， 层问温度严格控制在 2 0 0 2 5 0， 焊接电流控制在 5 0 0 6 0 0 A ， 焊接电压控 制在 3 0 3 5 V ， 焊接速度控制在 4 5 0 5 5 0 m m m i n ， 后热控制在 3 0 0 3 5 0 4 6 h ， 极性 ： D C E P 。 中间热处理 ： 按评定合格的热处理工艺进行。 无损检测 ： 1 0 0 U T 、 R T 、 M T检测 ， 合格级别按 图纸及技术条件规定 。 附件等组对 、 焊接 ： 按图纸和批准的 W I ：S 进行。 最终热处理： 所有焊接连接件焊接完毕后 ， 按批 准的热处理工艺进行最终热处理。热处理前检查布 偶情况 ， 热处理后审查热处理曲线和报告， 热处理过 程中试板始终随炉。 4 5 。 接管 与导 管及锥体组合 件组 对环缝 ： 错 边 量 、 棱角度 、 方位 、 同心度、 角度应符合图纸及技术条 件的规定。 焊接 ： 按评定合格的 W I ：S进行。 无损检测 ： 按 N D T 表格执行。 局部最终热处理： 按批准的热处理工艺进行。 综合检查 ： 最终热处理后检查试板的力学性能 和晶粒度是否满足要求。最终热处理后进行相关的 N D T工作。检查 、 、 D类 焊缝 及热影响 区的硬 度 ， 应符合技术条件的要求。检查接管方位及总体 尺寸是否合格。待水压试验。 5 4废热锅 炉 废热锅炉部件是气化关键设备压力容器中的最 长部件， 长度超过 4 0 i n ， 简体直径 3 4 0 0 n lm， 共有 4 节筒节和一节锥体须堆焊不锈钢， 并且有 9 8个接管 须与简体焊接； 如何保证各节筒节同心 、 保证整体直 线度合格 、 保证接管方位尺寸公差合格 ， 都是需要采 取工艺措施并进行严格控制才能达到。 单节筒节的制作与气化炉上段简体单节的制作 相同， 下部锥体基层部分 的制作与气化炉上段锥体 的制作相同， 这里不再赘述。 废热锅炉分上下两段分别制作 ， 然后两段合拢 ， 这里重点阐述上下两段的制作工艺。与支撑环相连 及以下各段筒节为下段 ， 其余部分为上段。 5 4 1 废热锅炉上段简体的制作 上段简体上端有两节筒节不堆焊 ， 紧接着有两 节内壁需要堆焊 3 0 4 L 不锈钢 ， 其余相连的 5 节筒节 也不堆焊， 具体制作工艺如下 ： 筒节环缝组对 ： 除最上面两节筒节外， 其余筒节 组对。须保证筒节同心， 错边量不得超过 3 h im， 棱 角度不得超过 3 m m， 筒节组对后直线度符合技术条 件要求。 焊接： 按评定合格的 wP S 进行。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按批准的热处理工艺 进行。 无损检测： 按 N D T表格执行。 内壁堆焊不锈钢 ： 基层 N D T合格后按评定合格 的 WP S 堆焊不锈钢。注意： 堆焊前简体端加防变形 工装 ， 防止堆焊造成简体变形。 中间消应力热处理( I s R ) ： 按批准的热处理工艺 进行。 无损检测 ： 1 0 0 P T ， 按 J B 4 7 3 0 - - 9 4工 级合格。 筒节组对环缝 ： 上述筒节组合件与最上面两节 简节组对环缝 ， 须保证筒节 同心 ， 错边量不得超过 3 n q m， 棱角度不得超过 3 m il l ， 筒节组对后直线度符合 3 1 维普资讯 壳牌气化技术中关键设备压力容器的制造与检验 ( 二) V o 1 2 2 N o 6 2 0 0 5 技术条件要求。 焊接 ： 按评定合格的 WP S 进行。 中间消应力热处理( IS R ) ： 按批准的热处理工艺 进行 。 无损检测 ： 按 N D T表格执行 。 号线开孔 、 接管组焊 、 中间热处理( I S R ) 、 无损检 测 、 其它附件组焊及焊后无损检测等与气化炉相似。 最终热处理 ： 所有焊接连接件焊接完毕后， 按批 准的热处理工艺进行最终热处理。热处理前检查布 偶情况 ， 热处理后审查热处理曲线和报告 ， 热处理过 程中试板始终随炉。 待与下段壳体组对环缝。 5 4 2 废热锅炉下段筒体的制作 废热锅炉下段简体由 8 节圆柱筒节和一节锥体 组成 ， 制作时分三部分同步进行 ， 即最上面与支撑环 相连的两节为一部分 ， 最下面锥体为一部分， 其余中 部 6 节筒节为一部分。 ( 1 ) 支撑环部分筒节制作 筒节环缝组对 ： 与支撑环相连的两节筒节组对。 须保证筒节同心 ， 错边量不得超过 3 ra i n ， 棱 角度不 得超过 3 1T II n ， 筒节组对后直线度符合技术条件要 求 。 焊接 ： 按评定合格的 WP S 进行。 中间消应力热处理( IS R ) ： 按批准的热处理工艺 进 行 。 无损检测 ： 按 N D T表格执行 。 外壁堆焊 ： 按评定合格 的 Wt X5进行。说明： 堆 焊前筒节两端 内壁加装辅助工装 ， 防止焊接变形。 堆焊应注意预热 、 后热并及时进行 中间消应力热处 理 。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺执行。 无损 检测 ： 堆焊 表面进 行 1 0 0 M T检 测， 按 J B 4 7 3 O 一9 4 I级为合格。 机加工堆焊部位坡 口： 按图纸要求机加工堆焊 部位的坡口， 并进行相关 N D T工作。 待与其它筒节及裙座支撑环组焊。 ( 2 ) 底部锥体部件的制作 锥体基层的制作与气化炉部分相同， 不再赘述。 锥体内表面堆焊不锈钢。 不锈钢堆焊 ： 按评定合格的 WP S 堆焊不锈钢过 渡层和面层 。 中间消应力热处理( I S R) ： 按热处理工艺进行 ， 工装不拆除， 防止热处理时变形。 3 2 底部接管与锥体组焊环缝 ： 按技术条件及标准 检查错边量 、 棱角度 ， 合格后按评定合格 的工艺焊 接。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺进行。 无损检测 ： 按 N D T表格执行。 不锈钢堆焊 ： 按评定合格的工艺进行。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺进行。 无损检测 ： 1 0 0 P T检测， 按 J IM7 3 0 - - 9 4 I级为 合格。 待与筒体组对环缝 。 ( 3 ) 废热锅炉下段中部筒节制作 下段中部筒体由 6节组成 ， 与锥体连接 的两节 筒体内壁须堆焊不锈钢。 C r M o 钢筒节与筒节组对环缝 、 焊接 、 中间消 应力热处理( I S R ) 、 无损检测等与气化炉上段相 同。 全部 6节筒节环缝合格后下面两节堆焊不锈钢。注 意加装防变形工状 ， 防止变形。堆焊完毕后进行中 间消应力热处理 ( I S R ) 和相关无损检测工作。N D T 合格后待与上面简体和底部锥体组对环缝。 ( 4 ) 废热锅炉下段总装 支撑环 筒节部件与中部筒节部件组对环缝 ： 错 边量不得超过 3 1T II n ， 棱角度不得超过 3 1T II n ， 筒节与 筒节保证同心， 同轴度不得超过 3 1T II n ， 整长筒体直 线度不得超过 6 1T II n 。 焊接 ： 按评定合格的工艺进行 。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺进行。 无损检测 ： 按 N D T表格执行。 号线开孔 ： 首先确定辅助基准线。辅助基准线 设置两条， 支撑环上下合适位置各一条。然后根据 基准线整体号线 ， 划 出接管及附件等的方位。号线 合格后， 机加工开接管孔 ， 并进行相关的无损检测。 支撑环与筒体堆焊坡 口组对焊接 ： 接管组对之 前 ， 先将裙座锥体部件整体套到筒体上面 ， 并与堆焊 部位加工出的坡 口对接 ， 组对合格后按评定合格的 WP S施焊 。 中间热处理( I S R ) ： 按批准的热处理工艺进行。 无损检测 ： I S R热处理后按标准和技术条件的 规定进行相关的 N D T工作。 接管组焊 、 中间热处理 ( I S R ) 、 无损检测等与气 化炉上段相同。 锥体与筒体组对环缝 ： 按技术条件及标准检查 错边量 、 棱角度， 合格后按 WP S焊接。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺进行 。 维普资讯 第 2 2 卷第 6 期 压 力 容 器 总 第 1 5 1 期 无损检测 ： 环缝基层 1 0 0 U T 、 M T 、 R T检测， 合 格级别按技术条件规定。 不锈钢堆焊： 按评定合格的工艺进行 。 中间消应力热处理( I S R ) ： 按热处理工艺进行。 无损检测： 1 0 0 v r 检测， 按 J B 4 7 3 0 - - - 9 4 I级为 合格。 组焊其它附件： 方位按图纸 ， 施焊按评定合格的 WP S。 无损检测 ： 对 C r M o钢焊缝进行 1 0 0 M T检 测， 对不锈钢焊缝进行 1 0 0 P r r 检测 ， 均按 J B 4 7 3 9 4 I 级合格。 最终热处理 ： 所有焊接连接件焊接完毕后， 按批 准的热处理工艺进行最终热处理。热处理前检查布 偶情况， 热处理后审查热处理曲线和报告， 热处理过 程中试板始终随炉。 待与上段壳体组对环缝 。 5 4 3 废热锅炉总装 上下段组对环缝 ： 错边量不得超过 3 in r n ， 棱角 度不得超过 3 in r n ， 筒节与筒节保证同心， 同轴度不 得超过 3 i n r n ， 整长简体直线度不得超过 1 0 m i ll ， 简 体端面平面度不得超过 2 H u n 。 焊接 ： 按评定合格的工艺进行。 无损检测 ： 环缝 1 0 0 U T 、 M T 、 R T检测， 合格级 别按技术条件规定 。 局部最终热处理( P WH T ) ： 按热处理工艺进行。 综合检查 ： 最终热处理后检查试板的力学性能 和晶粒度是否满足要求 。最终热处理后进行相关的 N D T工作。检查 A、 B、 D类 焊缝及热影响 区的硬 度， 应符合技术条件的要求。检查接管尺寸方位及 设备其它尺寸。 待水压试验。 6 水压试验 四大件可以单独水压 ， 也可以组合水压。合理 的组合应是导管 、 气体返向室组焊在一起进行水压 试验 ； 气化炉和废热锅炉分别单独水压试验。 水压试验