合成废锅101CA、CB修复方案(2010年审批终版).doc

合成氨第一废热锅炉（101-CA/CB）修复方案会签： 编制：审核：审批：第一废热锅炉修复方案一、设备概况 1、结构118-1500法兰；2上封头；3螺拴、螺母；4小管板；5支撑环；6管箱；7大管板；8水夹套；9定距杆；10承压壳体；11隔热层；12衬板；13气体分布器；14外管；15折流板B；16折流板A；17折流板B1；18刺刀管；1914-1500法兰；20管箱法兰；21接管；22直管；2390弯头；24锁紧螺母；25铜垫片；26定距钉；27管帽图1 设备结构图第一废热锅炉(以下简称废锅)是合成车间关键设备。废锅结构形式为刺刀管式换热器,属三类压力容器,其管束换热形式为对流传热,其结构由外管、刺刀管、大管板、管箱等组成。其结构见图1。2、工艺流程简述运行时，锅炉给水从汽包101F由下降管进入管箱，经小管板分布进入刺刀管，再通过刺刀管与外管底部间隙进入外管，吸收壳程来自二段转化炉（103D）二段转化工艺气的热量，产生的汽水混合物再经外管返回汽包。3、技术特性表1 技术特性表管 程壳 体设 计 压 力11.55MPa3.34MPa工 作 压 力10.34MPa3.03MPa工 作 温 度3141003(入口)，482（出口）介 质锅炉给水二段转化气焊 缝 系 数1腐蚀裕度MM44容 器 类 别三 类水压试验压力15MPa氨渗漏检查程 数刺刀式1 4、主要受压元件规格表2 主要受压元件材质规格表名称外管刺刀管大管板小管板管箱管箱 法兰管帽材质13CrMo4420#20MnMo16MnR16MnR20MnMo15CrMoR规格50.83.525.41.65166420310604210677050.83.5二、设备现状与修复项目 检测站2009年2月对2008年大修更换下来的两台废锅（101CA/CB）进行了全面的检测，发现了如下缺陷：1101CA管子管板角焊缝有大量的气孔。如图2所示。2101CB管箱筒体母材有一处裂纹，裂纹长度约60mm。如图3所示。3两台废锅各有部分外管内壁有深浅不一的凹坑。如图4所示。 图2 101CA管板角焊缝气孔图3 101CB母材裂纹图4 废锅外管管壁凹坑凹坑的形成原因如图1所示（外管和刺刀管的结构）。经检查由于刺刀管定距钉的不规范组焊，致使大部分定距钉都带有棱角，如图5、图6所示。外管凹坑就是因带棱角的刺刀管定距钉在外管内长期持续的震动摩擦所造成的。 图5图6针对以上检测及分析结果，拟定了以下修复项目：1. 101CA管子管板角焊缝气孔打磨补焊。2. 101CB管箱筒体母材裂纹打磨补焊。3. 更换两台废锅所有外管（因废锅在合成氨生产中的重要性及检测手段的局限性，公司决定更换所有外管）。4. 刺刀管定距钉修复。三、编制依据1设备维护及检修规程第五分册（大氮肥部分）2钢制压力容器（GB15098）3压力容器无损检测（JB47302005）4. HG20584-1998钢制化工容器制造技术要求5高压锅炉用无缝钢管（GB53101995）6压力容器检测站设备检测结果7化学工业部湘东化工机械厂第一废热锅炉制造图纸。四、修复步骤与方案1准备工作11氩弧焊机、试压泵、液压胀管机、液压扳手等工机具的检查和准备。12制作测量及调整刺刀管与外管底部间隙的专用工具。13材料准备。主要包括外管和管帽的准备，数量各需412件。14 工艺评定应能覆盖。15对参加检修人员进行技术交底。检修人员应了解设备图样及有关技术资料，熟悉技术要求和注意事项，焊工具备相应的合格证。2设备的拆卸、检查21折下管箱法兰及锅炉水进、出口法兰盲板，除去密封面上的油污，清理检查法兰密封面。22拆卸刺刀管及小管板。逐根检查刺刀管有无冲蚀减薄、变形，直线度不大于1.5mm/m；有无裂纹、穿孔。定距钉是否有松动、脱落。宏观检查小管板有无裂纹等缺陷。宏观检查确认与处理表见表3。23联系检测站对废锅进行全面无损检测。表3宏观检查缺陷记录与缺陷处理确认表序号检查项目缺陷记录处理措施效果确认记录人确认人123101CA管子管板角焊缝气孔修复（此修复项目同管束更换同时进行）31采用角向砂轮机或电磨对气孔缺陷位置进行打磨，消除气孔，打磨后按JB4730-2005进行着色探伤，确认气孔已完全消除。如气孔较深可采用机械加工方法消除气孔。32缺陷补焊采用氩弧焊进行，焊丝采用H13CrMoA。具体按管子管板角焊缝焊接工艺执行。焊前需预热，焊后需进行热处理，热处理规范按热处理方案执行。此步骤在焊接管子管板角焊缝焊接时进行。33热处理后24h对补焊部位按JB4730-2005进行100%着色探伤，级合格。4101CB管箱筒体母材裂纹修复41采用角向砂轮机修磨裂纹部位，对打磨出的凹坑进行磁粉检查，确认裂纹完全消除。42对打磨部位进行测厚。如修磨深度不大于2mm，则不进行补焊。只需将裂纹周围打磨成平滑过渡，修磨范围的斜度至少为1：4。如修磨深度超过2mm，则需进行补焊。43缺陷补焊要求见管箱筒体补焊焊接工艺。焊前预热，预热温度150200，焊后热处理按热处理工艺执行。44热处理后24h按JB4730-2005进行磁粉探伤，级合格；按JB4730-2005对补焊部位进行超声波探伤，级合格；对补焊部位及热影响区进行硬度检测，要求焊缝硬度不大于母材硬度的125。4.5缺陷消除后采用砂轮机将焊缝打磨至与母材平齐。5废锅管束更换51折流板加工5.1.1 根据废锅制造图复核管束各部位尺寸。复核折流板方位，确认折流板方位，复核原加工图技术要求，确认材料使用。5.1.2。101CB折流板加工采用隔热板做模板进行钻孔。5.1.3 101CA折流板管孔加工采用管板作为模板来进行划线钻孔，具体方法如下：5.1.3.1 先将折流板外缘加工至要求尺寸，将其中一块折流板牢固固定在管板端面。5.1.3.2 采用专用导向样冲从管箱一侧插入管板管孔，在固定在另外一侧的折流板上逐一打上206个样冲眼。5.1.3.3 模板钻管孔，模板完成钻孔后，应连接到管板上穿管检验模板孔与管板孔是否一致。5.1.3.4 模板孔经检验无误后可采用此模板配钻折流板。52 拔管及管孔加工5.2.1 采用气割将管束部分割开，回收管束。将管箱运往金工厂房上落地镗床。5.2.2铰管：采用落地式镗铣床进行铰管，铰管深度根据是否便于拔管而定，铰管时不得伤及管板管孔。并按要求加工坡口。坡口加工尺寸见图7。注意坡口加工时应将坡口上的老焊肉全部铰除，尽可能不残留。管板端面的焊肉采用打磨得方式消除。图7管孔坡口图5.2.3将铰管后的管箱运到铆工房进行拔管。采用拉敲结合的方法将管头拔出。如有不能拔出的管头，则采用万向摇臂钻再次铰管，直到拔出管头。将取下的隔热板做好方位标记。5.2.4 完成拔管后检查坡口尺寸是否加工到位，否则应重新加工坡口。5.2.5打磨管板端面，将老焊肉全部打磨干净。管板和坡口按JB/T4730-2005进行着色探伤，级合格。管板两端面委托监测站检测硬度。5.2.6 抽出管头后对管板孔及孔桥进行宏观检查，不得有影响胀接和焊接的缺陷存在。如有突出的毛刺应用电磨打磨至于管孔平齐。5.2.7 打磨管板管孔及管板端面，露出金属光泽。再次检查老焊肉是否全部清除。53 外管与管帽组焊5.3.1材料准备。5.3.1.1两台废锅外管总数412根，规格50.83.5，材质13CrMo44，长度5500mm。管帽数量412件，规格50.83.5，材质15CrMoR。5.3.1.2复验外管和管帽材质，化学成分及机械性能应满足相应要求，具备相应的材质合格证书。外管材质13CrMo44，符合DIN17175用耐热钢制成的无缝钢管交货技术条件标准要求，钢管超声波探伤检查按DIN17175-79标准有关规定；管帽母材材质15CrMoR符合GB713-2008的相关规定。管帽的加工、热处理及检验按GB12459-2005标准进行。5.3.1.3钢管直线度不得大于1.5mm/m，表面磁粉探伤合格。5.3.2 检查焊接工艺评定情况。5.3.3 管帽与管子焊接时应选择焊工进行试焊。焊接采用氩弧焊，使用H13CrMoA，直径为2.5焊丝，试焊后按JB4730-2005进行100%射线探伤， II级合格。拍片合格后要求轴向剖开焊接部位管道，内部不能有焊瘤和内凹，否则为不合格。试焊项目全部合格后方可进行下道工序。5.3.4 组焊外管与管帽5.3.4.1按要求加工外管坡口，并清除破口50100mm以内的油漆、铁锈等异物，清理后坡口表面应进行着色探伤，I级合格。坡口及组对形式见图8。图85.3.4.2产品焊接时采用转动爬坡焊接位置施焊，外管与管帽焊接规范见焊接工艺。焊接完成后保温缓冷。5.3.4.3所有外管与管帽焊缝均应进行除应力热处理（详见热处理方案）。5.3.4.4 对每名焊工焊接的接头进行抽样内窥镜检测。焊缝余高应满足要求（不超过3mm为合格）。具体检测方法为：5.3.4.4.1 采用一根报废的管子管帽焊缝将其剖开，测量焊缝余高。再用内窥镜进行观察，将实际焊缝余高与内窥镜所摄图像进行对比。5.3.4.4.2 将内窥镜伸入焊好的外管内进行观测，把观测到的图像和步骤5.3.4.4.1所摄的图像进行对比，得出一个估计的焊缝余高值，从而大致判定焊缝的余高是否符合要求。5.3.4.5热处理完成后所有外管按JB4730-2005标准进行100%X射线探伤，II级合格。54 组装管束5.4.1 管束组装前管板老焊肉应全部磨除，管板管孔坡口尺寸符合图纸要求。管板及坡口按JB/T4730-2005进行100%着色探伤，级合格。5.4.2 所有加工件必须严格按图纸要求检验合格方可投入使用。加工件见表4。表4：加工件一览表名称及规格数量备注折流板A 1026，=16207Cr19Ni11Ti101CB折流板B 1026，=162折流板B1 1026，=161定距管 323 34304拉杆 24161Cr18Ni9Ti101CA/CB折流板A 1026，=18207Cr19Ni11Ti101CA经设备部同意，利用库存材料。折流板厚度增加2mm。折流板B 1026，=182折流板B1 1026，=181定距管 323343045.4.3 按图纸方位及尺寸（结合实际测量尺寸）组装管束。按顺序将拉杆、定距管、隔热板、折流板A、折流板B、折流板B1组装起来。两台废锅管束的区别在于折流板B1方位相差180。101CA折流板方位见图9，101CB折流板B1方位见图10。图9 101CA折流板B1方位图图10 101CB折流板B1方位图5.4.4 穿管前的准备。5.4.4.1 101CA/CB两台废锅412根外管全部完成管帽焊接，管子管帽连接焊缝全部完成焊后热处理，焊缝按JB/T4730-2005进行X射线探伤，级合格。5.4.4.2 管子管帽焊缝硬度值应满足要求（焊缝硬度不得大于母材硬度的125%）；管板和外管管端硬度值符合要求（管端硬度值小于管板管孔硬度值HB2030以上）。如上述两项有不符合要求的，应按要求进行退火处理。5.4.4.3 外管长度按图纸标注尺寸（图纸外管长度标注尺寸为L=5486+1.5（管端伸出长度）=5487.5mm，下料前应结合实测尺寸）进行下料。下料前需要技术员和检验人员确认无误后方可下料。5.4.4.4 外管管端打磨光亮，打磨长度2倍于管板厚度，检查有无纵向裂纹等缺陷。5.4.5 将外管逐根穿入管束内，直至完成所有管子穿入。严禁使用在管子上焊接物件辅助穿管，锤击则需要在管帽间垫上木方。调整好管端伸出长度，点焊固定。测量刺刀管管端和管帽的间隙，如果间隙满足3844mm，则可进行下道焊接工序。55 管子管板焊接5.5.1 外管与大管板的焊接，其连接形式为：强度焊+贴胀。5.5.2 管子伸出长度及焊脚高度见图11。图11 焊角高度示意图5.5.3 用电加热带对管子管板进行预热，预热温度150200（见热处理方案）。预热及焊后热处理示意图见图12所示。具体操作方法按以下步骤：图 125.5.3.1 搭设一个钢平台及一个枕木支点，将管板及接管悬空。5.5.3.2 按要求在管板两端面、管板外缘以及靠近管板400mm范围内的筒体绑上电加热带或电加热板。5.5.3.3 焊接过程中如需要翻身，只需要在钢平台和枕木支点上滚动设备即可实现翻身。5.5.4 按焊接方案进行施焊。待所有角焊缝焊完后，作去除应力焊后热处理（详见热处理方案）。焊接详见如下步骤：5.5.4.1 焊接顺序从中心往四周进行。焊接第一遍时先焊两层，之后焊接每一遍只焊一层。5.5.4.2 焊接时严格控制层间温度在150200。5.5.4.3 焊完一遍需要翻身时需切断电源，避免发生意外。完成翻身后重新焊接前需要测量管板温度，如温度下降到150以下则需要等重新预热后方可焊接。5.5.5 探伤：热处理24小时后，对外管角焊缝按JB4730-2005进行100着色探伤，级合格。5.5.6 对管板及管子管板角焊缝进行硬度检测，焊缝硬度不得大于母材硬度的125%，否则应重新进行热处理。5.5.7 胀管：管子管板接头进行液压胀管，详见胀接方案。6试压 6.1. 试压前应用压缩空气将管内异物吹扫干净。6.2垫高管束部位，使设备倾斜约15。加装管箱盲板和接管盲板，密封垫规格如下：不锈钢石墨缠绕垫（11181181123212807.5/1222），管箱盲板磅，小盲板4磅2件。6.3. 试压。试压前应将管束内的空气排尽。分级缓慢升压至设计压力11.55a，经检查无异常和泄漏后，再缓慢升试验压力15.0a，保压30分钟，无泄漏；然后缓慢降到设计压力，在12.0Mpa下保压足够长时间，无渗漏、无可见的变形、试验过程中无异常的响声合格。6.3. 试压中若发现泄漏需重新确定修复方案。6.4. 试压合格后，排尽管内余水，接压缩空气将设备内吹干，清理外管内壁。7氨检漏7.1回装管束保护套，密封面采用膨胀四氟带。7.2按HG205841998附录A中的“B法”进行氨渗漏试验。8刺刀管检查修复81刺刀管抽出时应做好方位标记。逐根检查刺刀管有无冲蚀减薄、变形，弯曲度不大于1.5mm/m；有无裂纹、穿孔。定距钉是否有松动、脱落，并做记录。82 定距钉修复。8.2.1 对扭曲、翘曲及变形的定距钉采用矫正的方式进行修复。8.2.2 对突出的焊点打磨至与钢丝平齐，并圆滑过渡。8.3.3 脱落的定距重新制作。定距钉材料选用12CrMo，3.2钢丝制作。焊接方法采用氩弧焊，焊丝选用H10MnSi，要求焊接牢固。定距钉尺寸见图13：图139回装回装小管板及刺刀管前先仔细检查外管内是否有异物。91小管板回装9.1.1按拆下前做好的方位标记回装小管板，垫子选用高压石棉橡胶垫，厚度为=3mm。9.1.2拧紧螺母时，用力均匀，对称紧固。92刺刀管回装9.2.1 更换所有紫铜垫片，规格51451.6（厚度），垫片厚度可根据测量部分回装刺刀管（先可回装对角、上下与中间的几根刺刀管）的底部距离作适量调整，垫片作退火处理。9.2.2按要求回装刺刀管，回装刺刀管时应逐根检查刺刀管定距钉是否有脱落、翘曲以及焊点突出等现象，如有则应处理后再行回装。对称拧紧锁紧螺母。9.2.3测量刺刀管底部与外管管帽之间的间隙是否满足0+6mm的距离要求。采用重新制作的专用测量工具。测量方法见图14，做好记录，填入表5。对超标间隙的调整，可采取以下几种方式进行：刺刀管外壁末端到管帽的垂直距离3844BB+AB图14表5 换热内管与外管管帽底部距离废热锅炉刺刀管管端距外管距离测量记录管号刺刀管管端距外管的距离管号刺刀管管端距外管的距离管号刺刀管管端距外管的距离1-16-19-91-26-29-101-36-39-111-46-49-121-56-59-131-66-69-14测量人： 记录人： 确认人： 日期：9.2.3.1观察测量记录，若整体（或大多数）距离偏小，可通过改变小管板高压石棉垫的厚度，原为3mm,可在3-5mm间调整来达到目的。9.2.3.2改变紫铜垫片厚度，原为1.6mm。可加厚到3mm。但应注意紧固后锁紧螺母端面不应超出小管板端面。9.2.3 刺刀管完成回装后，对刺刀管与管帽之间的间隙委托监测站采用X射线进行抽检。10收尾工作101回装管束保护套筒，上好盲板，并充氮保护，氮气压力0.5Mpa。10.2管箱外表面作防腐处理。10.3 工完料尽场地清。 104以上所有工作全部完工，并经设备部专业技术人员验收合格后，交付物资部妥善保管。10.5维修资料移交与归档五、安全措施及技术措施1安全措施11. 现场施工一般安全规定1.1.1 施工人员进入现场必须戴安全帽。进入管箱内进行焊接作业时必须采取有效的隔热措施。1.1.2 使用手持式电动器具应配备漏电保护器，做好飞溅、机械伤人的防护工作，不使用时随时关上电源开关。1.1.3厂房内进行预热及热处理作业、焊接管子管板作业时应设定警戒区域，无关人员不得进入该区域。1.1.4 热处理设备通电、断电后均应挂牌，除专业电工外任何人不得触动热处理设备开关。1.1.5 所有与热处理相关的电源线应理顺，不得出现缠绕、被压扁等现象。1.1.6 设备翻身时必须切断电源，不得带电进行翻身作业。1.1.7 设备在进行预热、焊接及热处理过程中必须有专业电工24h监护，以防发生电器或线路事故。1.1.8 搭设平台及支点用的枕木应用抓丁固定，不得出现松动。1.1.9 在专用支架上进行拔管作业时，应采取措施固定好管箱，防止拔管时管箱坠落。1.1.10进行水压试验和氨渗漏试验时，应划出警戒区域，无关人员不得进入现场。且必须有专业人员进行监护。1.1.11施工人员如发现施工隐患要及时上报技术员或安全员，如有违章指挥现象发生，施工人员有权拒绝工作。12.安全技术交底 施工前，由施工技术负责人、项目安全员将施工概况、施工方案、安全技术措施等情况向施工人员进行详细交底，作好文字记录。施工技术人员和管理人员向工人班组布置工作的技术交底时，应同时布置安全技术和措施，特别是焊接、吊装作业。2技术措施21操作人员应熟悉方案内容。22编制质量控制表卡，施工中严格执行。23外管下料尺寸应经过复核，并经技术员及检验员的复核后方可下料。24外管穿管前应经过热处理，焊缝硬度值不得大于母材硬度的125%，并按JB/T4730-2005进行X射线探伤，级合格。管端硬度值应小于管板管孔硬度值HB2030以上。25外管穿管前应将管口朝下吊起管子倾倒管内异物，防止异物残留。26穿管前应检查坡口尺寸符合方案要求，确认管板焊肉已全部打磨干净。27管束组装完成后，在管板预热、焊接管子管板角焊缝以及焊接完成后的热处理过程中，禁止在外管内放置杂物，避免杂物落到管子深处，不易取出。28. 焊接过程中应严格控制预热温度及层间温度在150200之间，严格按规定的焊接顺序进行施焊。29起吊管束时，不得直接用钢丝绳兜挂管子进行吊装，防止造成管子变形。210刺刀管组装完成后，按要求对刺刀管与管帽之间的间隙进行抽样射线检测，确保间隙在3844mm。211水压试验时，应将设备内的水全部排尽方可进行加压。 212回装管束保护套筒前应检查套筒筒壁无凹陷，套筒内的鞍座方向朝下。六、施工人员安排铆工 ：4人 起重 : 2人焊工 : 2人 特车驾驶员：2人管理人员：2人（一人负责机械检修，一人负责焊接施工）。七、使用工机具一览表表6 材料及工机具一览表序号名称型号规格单位数量备注1氩弧焊机WS-500台22试压泵0-63MPa台13万向摇臂钻ZW3140台14角向砂轮机125型台25吊车25T辆16压力表0-40MPa块27氨压力表0-1.6Mpa只28葫芦5T只29落地式镗铣床K203-1台110热处理设备WCKI120台211履带式加热器LCD220V20KW，1200/1490套612履带式加热器LCD220V20KW，1020/1490套613工装履带式加热器LCD220V40KW，950套214履带式加热器LCD220V10KW套1015橡套电缆YC0.5，210米30016管帽15CrMoR50.83.5件412符合GB12459-2005的相关规定17胀头件2518无缝管13CrMo4450.83.5根412符合DI制白占伟 日期审核日期云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡锅炉型号合成101-CA工作令号部件图号零部件名称管子、管帽WPS NOPQR NOP192基本金属点固焊长度：点 固 间距：点 固 厚度：类 别钢 号规 格管帽15CrMoR50.83.5管子13CrMo44F50.83.5焊接材料牌号规格烘干温度烘烤时间H13CrMoAF2.5气体Ar配比100%流量8-12L/min焊接位置水平转动方向焊接方法GTAW设备型号WS-500焊前检验组对要求按节点尺寸预热温度150200层间温度150无损检验破口面着色热处理按照热处理工艺执行焊工资格层间要求层间温度150电极种类铈钨电极直径F2.5清根要求喷咀尺寸10mm焊炬角度9015封底要求焊透导电咀至工件的距离10mm-12mm摆动摆动NDT RT比例100%单丝焊单丝多丝焊锺击硬度要求焊前及层间清理焊前除去铁锈油污等焊接顺序示意图：背面清根方法摆动参数特殊说明： 背面充氩气保护，流量6-8L/min外观要求： 按照GB150有关规定执行云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡施焊要求1 去除水份、铁锈、油污等，坡口面着色检查，确保无裂纹2 焊前预热温度需大于150，最高温度不得大于200 3 焊后冷却至室温，热处理24小时后再进行100射线探伤，按JB47302005标准，级合格。焊 接 参 数道层焊接方法焊接材料规格电源极性焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）预热温度（）层间温度（）备注1GTAWH13CrMoAF2.5DCEN801014260101501502GTAWH13CrMoAF2.5DCEN80101427010150150编制日期审核日期云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡锅炉型号合成101-CA工作令号部件图号零部件名称管子、管板WPS NOPQR NOP362基本金属点固焊长度：点 固 间距：点 固 厚度：类 别钢 号规 格管板20MnMod=203管子13CrMo44F50.83.5焊接材料牌号规格烘干温度烘烤时间H13CrMoAF2.5气体Ar配比100%流量12-14焊接位置水平固定方向焊接方法GTAW设备型号WS-500焊前检验组对要求按节点尺寸预热温度150200层间温度150无损检验PT探伤无裂纹热处理按照热处理工艺执行焊工资格层间要求150电极种类铈钨电极直径F2.5清根要求喷咀尺寸F10焊炬角度封底要求导电咀至工件的距离8mm-12mm摆动NDT PT比例100%单丝焊单丝多丝焊锺击硬度要求焊前及层间清理焊前除去铁锈油污等焊接顺序示意图：背 面 清根方法摆 动 参 数特殊说明：外观要求：云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡施焊要求1 去除水份、铁锈、油污后着色检查，确保无裂纹方可施工2 焊前预热温度需大于150，管子需伸出管板1.6mm；焊接完毕后进行热处理3 焊接时需对称施焊，减小变形4热处理完毕后进行100着色探伤，按JB47302005标准，级合格。焊 接 参 数道层焊接方法焊接材料规格电源极性焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）预热温度（）层间温度（）备注1GTAWH13CrMoAF2.5DCEN1101014280101501502.3.4GTAWH13CrMoAF2.5DCEN110101429010150150编制日期审核日期云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡锅炉型号合成101-CB工作令号部件图号零部件名称筒体WPS NOPQR NOP105基本金属点固焊长度：点 固 间距：点 固 厚度：类 别钢 号规 格筒体16MnRd=60焊接材料牌号规格烘干温度烘烤时间H10MnSiF2.5气体Ar配比100%流量8-12L/min焊接位置水平转动方向焊接方法GTAW设备型号WS-500焊前检验组对要求-预热温度150350层间温度150无损检验破口面着色热处理按照热处理工艺执行焊工资格层间要求层间温度150电极种类铈钨电极直径F2.5清根要求喷咀尺寸10mm焊炬角度9015封底要求焊透导电咀至工件的距离10mm-12mm摆动摆动NDT PT比例100%单丝焊单丝多丝焊锺击硬度要求焊前及层间清理焊前除去铁锈油污等焊接顺序示意图：背 面 清根方法摆 动 参 数特殊说明： 外观要求： 按照GB150有关规定执行云天化集团水富分公司机械厂焊 接 工 艺 卡施焊要求1去除水份、铁锈、油污等，坡口面着色检查，确保无裂纹2焊前预热温度需大于150，最高温度不得大于350 3焊后热处理，24小时后再进行100PT探伤，按JB47302005标准，级合格。焊 接 参 数道层焊接方法焊接材料规格电源极性焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（mm/min）预热温度（）层间温度（）备注1GTAWH10MnSiF2.5DCEN1101014260101501502GTAWH10MnSiF2.5DCEN110101427010150150编制日期审核日期附件2101-CA/B修复热处理施工方案一、方案编制说明和依据1、管端退火方案和管帽焊后热处理方案需经工艺评定合格后方可按此方案现场施工。2、依据：（1）压力容器安全技术检查规程（2）设备维护及检修规程第五分册（大氮肥部分）。（3）钢制压力容器（GB15098）（4）钢制压力容器焊接规程JB/T4709-2000。（5）GB5310-1999高压锅炉用无缝钢管。（6）简明热处理工手册机械工业出版社。二、基础数据：1、材质牌号：外管13CrMo44（德国牌号），管板20MnMo规格：外管50.83.5 管板厚度203mm。2、化学成份：（标准号DIN17175）C：0.10-0.18% Si：0.10-0.35% Mn：0.40-0.70% P0.035% S0.035% Cr：0.70-1.10% Mo：0.45-0.65%3、常温力学性能：（标准号DIN17175）纵向：b=440-590 MPa s=290MPa 断裂延伸率=22%横向：b=440-590 MPa s=305 MPa 断裂延伸率=20%5、交货状态：（标准号DIN17175）（1）910-940淬火，660-730回火。（2）硬度HBS179。（3）显微组织：铁素体+珠光体（包括粒状贝氏体）。三、炉管端退火1、目的：降低硬度，便于贴胀，增加塑性、韧性，消除内应力。2、电加热方法：采用履带式电加热器进行加热3、工艺曲线：由上述依据、根据15CrMo材质特性，得退火处理工艺曲线。62010 600 350400400200min环境温度 30 150 210 300 从曲线图知退火处理工艺为：试件从室温在30分钟内匀速升至350，以200/h的速度加温至620，保温60分钟后，以150/h的速度缓冷至400，然后缓冷至室温。4、编程：由退火温度曲线，根据温控仪编制如下程序：第一段：S00=25，T00=30min第二段：S01=350，T01=120 min第三段：S02=620，T02=60 min第四段：S03=620， T03=90 min第五段：S04=100，T04=0 min5、操作：（1）用履带式电加热器将试件及热电偶捆绑在一起，热电偶与试件用铁丝捆扎牢固，在加热器外用保温棉裹严。（2）接温控仪电源线。（3）热电偶，加热带与温控仪连接。（4）打开电源，设定程序。（5）启动程序，进行退火处理，曲线见图。（6）程序运行结束后，取出试件空冷。（7）整理场地，做到“工完料尽场地清”。（8）检验。6、注意事项（1）试件加热长度取250mm，加热范围必须超过胀头长度和管板厚度。热电偶测温点置于加热范围内与管外臂接触。（2）热电偶加热带与温控仪连接一一对应。四、管帽焊后热处理1、目的：松驰焊接残余应力，软化淬硬区，改善组织，减少含氢量，改善力学性能及蠕变性能。2、加热方法：用履带式电加热器加热。3、工艺曲线由15CrMo材质特性及相关标准、规范，管帽焊后热处理工艺曲线如下：65010600300400300200min环境温度 30 150 180 330 从曲线图得焊后热处理工艺为：试件从室温30分钟匀速升至300，以170/h的速度加热至最高温650，保温30分钟后，以150/h的速度缓冷至300，然后保温缓冷至室温。4、编程由工艺曲线，根据温控仪编程如下：第一段：S00=25，T00=30min第二段：S01=300，T01=120 min第三段：S02=650，T02=30 min第四段：S03=650， T03=150 min第五段：S04=300，T04=0 min5、操作：（1）用履带式电加热器将试件及热电偶捆绑在一起，热电偶与试件用铁丝捆扎牢固，在加热器外用保温棉裹严。（2）接温控仪电源线。（3）热电偶，加热带与温控仪连接。（4）打开电源，设定程序。（5）启动程序，进行退火处理，曲线见图。（6）程序运行结束后，取出试件空冷。（7）整理场地，做到“工完料尽场地清”。（8）检验。6、注意事项（1）试件加热长度取焊缝两侧50mm，热电偶测温点置于焊缝上。（2）热电偶、加热绳与温控仪正确连接。五、管板焊前预热处理1、目的：改变热影响区晶体结构，使得焊接时候受热均匀，使焊接区连接良好。2、加热方法：用履带式电加热器进行加热。3、工艺曲线：根据管板材质特性，得管板预热处理工艺曲线。 300 20020010 A100min环境温度 300 施焊过程 （T） 注：上图中A点为施焊结束时间，T为管子管板施焊时间 从曲线图知管板焊前预热处理工艺为管板从环境温度在300分钟内匀速升至200，并保持200温度至管子管板焊接结束，焊接期间保证管板各点温差不大于50 ，焊接结束经检查后转入管板焊后热处理。4、编程：由预热温度曲线，根据温控仪编制如下程序：第一段：S00=15，T00=300min第二段：S01=200，T01=（管子管板焊接时间）第三段：S02=200，T02=0 min5、操作：（1）加热带板置于管板外缘，同时在管板外平面及管板焊接平面放置特制远红外线加热板，热电偶放置于加热处，保温工配合保温，并用铁丝可靠捆扎。（2）接温控仪电源线。（3）热电偶、加热板与温控仪连接。（4）打开电源、设定程序。（5）启动程序，进行焊前预热处理，曲线见图。（6）程序运行中，适时配合焊工，温度达到要求后拆除管板焊接平面放置特制远红外线加热板，保证焊接工作顺利进行。（7）程序运行结束后，整理场地，做到“工完料尽场地清”。6、注意事项：（1）热电偶测温点应置于待焊管板平面，靠近管子管板角焊缝处，并与管板平面可靠接触。（2）在管板外缘和管板平面上均放置热电偶进行温度控测和控制，保温时，加热区内最高与最低温度之差不宜超过65。（3）加热范围为整个大管板及管板外缘。六、管板焊后热处理1