炉变制造方案初探.docx

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1、第一变换炉08021-5501/5502-1制造方案校核：山西丰喜化工设备有限企业2023年6月15日第一变换炉制造工艺方案1、概述1.1 、设备构造特点和重要技术参数第一变换炉由裙座、筒体、上下球形封头、粗煤气进出口、卸料口、人孔、温度计口、接管、吊耳、吊柱及内件等构成。设备总高13350,筒体内径为63600,简体及封头材料均为SA387Grllcl2,筒体厚度为138mm,封头下料厚度为85mm。设备工作压力6.15MPa,工作温度305450C,工况为临氢、高温状态，极易产生氢腐蚀及回火脆化现象，该设备筒体及封头厚度较厚，制造难度大，技术规定较高，因此在设备生产过程中的材料采购、复验及

2、制造过程中的下料、坡口加工、成形、焊接、无损检测、热处理等各个环节上应有愈加严格的工艺措施和检查措施，特制定该工艺方案，以保证第一变换炉的制造质量。重要设计条件及参数项目技术参数设计压力MPa6.7设计温度480物料名称水煤气（CO、H2、Co2、H2OCHhN2、H2S等）腐蚀裕度mm6焊接接头系数1.0容器类别IIIZA2全容积m385设备净质量Kg192023水压试验压力MPa12.68气密性试验MPa6.71.2 设备制造、检查和验收的原则规范1.3 .1TSGR0004-2023固定式压力容器安全技术监察规程1.3.2 GB1501998钢制压力容器1.3.3 JB47082023钢

3、制压力容器焊接工艺评估1.3.4 JB/T47092023钢制压力容器焊接规程1.3.5 JB4726-2023压力容器用碳素钢和低合金钢锻件1.3.6 JB4744-2023承压设备产品焊接试件的力学性能检查1.3.7 JBT4730.-2023承压设备无损检测1.3.8 HG205841998钢制化工容器制造技术规定1.3.9 HG205831998钢制化工容器构造设计规定1.2.10GB7132023锅炉和压力容器用钢板1.2.11JB/T47112023压力容器涂敷与运送、包装1. 2.12ASME锅炉和压力容器规范第II卷A篇和D篇部分及有关增补1.2. 13ASME锅炉和压力容器规

4、范第V卷及有关增补1. 2.14ASME锅炉和压力容器规范第VIII卷第I、II册及有关增补2. 2.15ASMESA20压力容器用钢板通用规定1. 2.16ASMESA-370钢制品力学性能的原则试验措施和定义原则1.2. 17ASMESA-387压力容器用铭-铝合金钢板2、主体材料的采购控制2. 1、板材2.1.1 材料特点及控制要点SA387GH1CL2为珠光体耐热钢，热处理状态为正火+回火，其力学性能、化学成分、工艺性能的各项指标均应符合ASMESA-387/SA-387M的规定，同步应满足华陆工程科技有限责任企业变换炉用SA387Grl1CL2钢板材料阐明书的规定，材料进厂后应按照G

5、B150H勺有关规定对材料的化学成分和机械性能进行复验，合格后方能投料使用。SA387GrllCL2在中温(350480C)临氢环境中具有防止氢脆、氢腐蚀、氢剥离、硫化物腐蚀性能，同步具有良好的低回火脆性，高温强度和高温抗氧化性很好，焊接及加工性能很好，广泛使用于化肥、石油化工以及火力发电厂设备的制造.如合成氨反应器、煤气化炉、变换炉和加氢反应器等。虽然SA387Grl1CL2的I焊碳量控制在0.05(M7%之间，但由于具有较多H勺Cr.Mo等合金元素，其碳当量较高，脆硬性强，故该材料焊接前应预热到20025(TC,切割后应清除渗碳层,打磨至露出金属光泽,并应对切割端面进行100%MT检测，符

6、合JBT473042023I级合格。焊后应立即采用加热32020C,保温24的消氢处理，并保温缓冷。2.1.2 SA387Grl1CL2的化学成分及力学性能化学成份(%)C*SiMnPSCrMoSbSnAsNiCu0.05-0.170.440.86035-0.730.0080.0101.01.560.40.7().(X)30.0150.016().180.16力学性能项目Ob(MPa)Os(MPa)4820Cj4(MPa)AKV(注)(J)硬度HV10数值515-69023102211232225注：试验温度为液压试验温度-17。2.1.3 华陆工程科技有限企业变换炉用SA387GrllCL2

7、钢板材料阐明书2.1.3.1 化学成提成品分析(SA-387-S2)钢板化学成分除应符合SA-387的!规定外，对下述构成有如下限制：I)Cr含量应不小于1.0%P0.012%S0.010%2)钢板回火脆化敏感系数J(SA-387-S62):J=(Si+Mn)*(P+Sn)*10,150(SiMnP和Sn为重量百分数)Cu0.20%Ni0.30%3)化学成分分析成果和碳当量计算成果应在材料合格证书中表达。碳当量的计算措施为：CE=C%+Mn%6+(Ni%+Cu%)/15+(Cr%+Mo%+V%)/5CEO.452.13.2机械性能钢板的!机械性能除应符合SA-387的规定外，还应进行下述补充试

8、验：1)力学性能试样坯料的1模拟焊后热处理(SA-387-S3)2)高温拉伸试验(SA-387-S7)筒体及封头用钢板应按SA-20勺规定进行附加拉伸试验，高温拉伸试验按温度482C进行，高温屈服强度的最小强度值应满足ASME第II卷D部分的规定(st211MPa)o每轧制张钢板进行一次试验。材料合格证中应阐明高温抗拉强度值。常温。b2515690MPa,OS2310MPa,伸长率222%,3)夏比V形缺口冲击试验(SA-387-S5)夏比V形缺口冲击试验应按SA-370钢制品力学性能原则试验措施和定义原则进行。试验温度为液压试验用液体温度T7C,冲击功三个试样的平均值Akv232J,容许其中

9、一种最小值Akv222J,试样取样为横向。4）硬度规定钢板交货状态的硬度值HBW225。5）晶粒度钢板的晶粒度26级或更细，按ASMEE112试验措施测定平均晶粒度。6）钢板进行冷弯试验R=180检测次数：每炉一次，合格按照SA20中表S14.1。7）在钢板的长度头部或尾部处，在钢板1/2厚度处和离钢板表面1.6廊处取样作上述机械性能试验。8）钢板应进行真空处理（SA-387-SD。2.1.33超声波检测（SA-387-S12）1）逐张钢板均应按SA-578的规定进行超声波检测，验收原则为C级。2）钢板的超声波检测规定：钢板表面：沿垂直于钢板主轴线的标称中心距为75mm的平行线持续扫查，扫描线

10、应从钢板中心或某一种顶角开始量起，并在扫查面上离钢板的所有边缘不到50mm处补加一条扫描线。钢板边缘：在离钢板切口边缘宽度为50Inm的整个区域内进行100%扫查。2. 2锻件15GrMoIII（正火+回火）锻件时制造、检查、验收应符合JB4726-2023压力容器用碳素钢和低合金钢锻件日勺规定规定2.3重要焊材2.3.1 手工电弧焊：焊条CMA96符合原则：JlSZ3223DT2316（AWSA5.5E8016-B2）烘干温度：325375C,保温时间：Ih2.3.2埋弧自动焊：焊丝US511N符合原则JlSZ3183S642-2CM（AWSA5.23P9P2-EG-B3）。焊剂PF200超

11、1睫型高碱烧结焊剂，烘干温度20b300C,保温时间lh。焊接材料睡学成分（）则频CSiMnPSCrMoCM-A960.060.380.720.08o.m1.310.54US-511N0.080.200.860.060.051.380.533设备重要零部件的加工3.1、 筒体制作要点及注意事项筒体采用在板料中间位置进行卷板机预弯，再气割掉头拼接后中温卷制成形，操作时除应严格遵守卷板机操作使用规程、维护规程和安全规程外，同步采用保温棉对卷板机的轴承、油箱、液压缸、电器等部位做好隔热措施。3.1.1、 号料及标识移植根据施工图给定日勺筒体长度，为了尽量减小焊接接头，采用定长、定宽双定尺板。筒体DN

12、36OOXI38H=6280,按中径计算理论展开长度尺寸为L=I1743,其中一台设备筒体采用2125X12023（运用板头制作产品试板）1张、2125X118002张定尺板制作，另一台设备采用定尺板2125X118003张制作。3.1.2、 下料及两端坡口加工板材验收合格且板面氧化皮、油污等清除洁净后采用气割法下料L=H7605,对角线相对差W2mm,并在板料长度方向的两端采用半自动气割法切割坡口，坡口形式见下图，规定坡口打磨光滑，不容许有凹坑。外表面3.1.3、 中部预弯在板材中间进行预弯，预弯前在板长方向的两侧面划出中线及两边各100Omm的压弧终止线，并将板料整体加热。加热规范：升温期

13、间温度240(TC后的升温速度为100120Ch,加热至66020C后保温4h。预弯时规定板料两端进料均匀，不得扭曲，保证预弯后圆弧中心线与板长方向垂直，预弯弧R=1870,弧长不不不小于2023mm,D外网3740+0.5的!样板检查，间隙应不不小于Imm,预弯卷制温度不得低于500Co3.1.4、 切割沿圆弧中心划出切割线，采用半自动气割法切开，规定切割处光滑，不容许有弧坑。3.1.5、 清理坡口、检测对两端的坡口清除渗碳层，打磨至露出金属光泽，清理坡口表面及两侧50mm内的铁锈、油污及水份等有害杂质，并进行100%MT检测，符合JBT4730.4-2023I级合格，规定坡口表面不得有分层

14、、裂纹、夹杂等缺陷。3.1.6、 掉头、组对坡口检测合格后进行组对，选用CMA9664焊条进行接板固定点焊，点焊长度50mm,间隔200mm,焊缝两端带引弧板，组对时对口错边量bS1.5mm,跨板中900Omm范围内测量对角线允差不不小于1.5mm,并在第一节筒体焊缝的延长线上组对产品试板。定位点焊前应预热到200250C,焊接参数如下：焊接电流：140160A,电弧电压：22-24V,焊接速度：1416cmmin,线能量W17.5KJ/Cm。3.1.7、 焊接组对检查合格后，采用埋弧自动焊施焊，预热温度200250C,层间温度不小于或等于200,焊接后应立即采用加热到3002（C,保温24h的消氢处理，并保温缓冷，焊接完毕后进行外观检查，规定表面无裂纹、气孔、弧坑、咬边、夹渣等缺陷。焊丝牌号：US511N,焊剂牌号：PF200,焊接参数如下：焊接电流：560-590A,电弧电压：32-34V,焊接速度：42-44cmmin,线能量W28.6KJcm.3.1.8、 打磨焊接完毕后，将接缝的上下面及两侧面均应打磨与母材平齐，防止卷制过程中焊缝应力集中。3.1.9、 对接接头检测焊接接头24h后进行100%UT检测，符合JB4730.3-2023I级合格，超声波检测合格后再进行100%MT检测，符合JBT473042023I级合格，