壓力容器制造工藝流程

1、2007年4月，* 公司因取壓力容器制造許可證 ，需試制一臺壓力容器。公司決定試制一臺自用的儲氣罐，規(guī)格 1000X 2418 X 10,設(shè)計(jì)壓力1.78MPa，設(shè)計(jì)溫度 40C，屬二類壓 力容器。通過該壓力容器的試制，對壓力容器的制造工藝流程有了更深的了解。工藝流程：下料 成型 焊接 無損檢測 組對、焊接 無損檢測 熱處理 耐壓實(shí)驗(yàn)一、選材及下料（一）壓力容器的選材原理1 具有足夠的強(qiáng)度,塑性,韌性和穩(wěn)定性。2具有良好的冷熱加工性和焊接性能。3在有腐蝕性介質(zhì)的設(shè)備必須有良好的耐蝕性和抗氫性。4在高溫狀態(tài)使用的設(shè)備要有良好的熱穩(wěn)定性。5在低溫狀態(tài)下使用的設(shè)備要考慮有良好的韌性。（二）壓力容器材

2、料的種類1 碳鋼,低合金鋼2不銹鋼3. 特殊材料：復(fù)合材料（16MnR+316L ） 剛鎳合金 超級雙向不銹鋼 哈氏合金（NiMo:78% 20% 合金）（三）常用材料常用復(fù)合材料： 16MnR+0Gr18Ni9A :按形狀分：鋼板、棒料、管狀、鑄件、鍛件B :按成分分：碳素鋼： 20 號鋼 20R Q235低合金鋼： 16MnR 、 16MnDR 、 09MnNiDR 、 15CrMoR 、 16Mn 鍛件、 20MnMo 鍛件高合金鋼： 0Cr13 、 0Cr18Ni9 、 0Cr18Ni10Ti尿素級材料： X2CrNiMo18.143mol （尿素合成塔中使用，有較高耐腐蝕性）二、下料

3、工具與下料要求（一）下料工具及試用范圍：1、氣割：碳鋼2、等離子切割：合金鋼、不銹鋼3、剪扳機(jī)：&W 8伽 L < 2500伽 切邊為直邊4、鋸管機(jī)：接管5、滾板機(jī)：三輥（二）橢圓度要求：內(nèi)壓容器：橢圓度W 1%D ;且三25 mm換熱器：DN W 1200 m橢圓度W 0.5%DN且W 5 mDN > 1200 m橢圓度W 0.5%DN 且W 7 m塔器：DN500，1000)1000，2000)2000，4000)(4000, +a)橢圓度± 5伽± 10伽多層包扎內(nèi)筒：橢圓度w 0.5%D，且w 6伽（三）錯(cuò)邊量要求：見下表四）直線度要求：一般容器

4、：L w 30000伽直線度w L/1000伽L > 30000 mm直線度按塔器塔器：L w 15000 mm直線度w L/1000 mmL > 15000 m直線度w 0.5L/1000 +8 m換熱器：L w 6000 m直線度w L/1000 且 w 4.5 mL > 6000 m直線度 w L/1000 且 w 8 m三、焊接（一）焊前準(zhǔn)備與焊接環(huán)境1、焊條、焊劑及其他焊接材料的貯存庫應(yīng)保持干燥，相對濕度不得大于60%。2、當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況，且無有效防護(hù)措施時(shí)，禁止施焊：A ）手工焊時(shí)風(fēng)速大于 10m/sB ）氣體保護(hù)焊時(shí)風(fēng)速大于 2m/sC）相對濕度大于

5、 90%D ）雨、雪環(huán)境（二）焊接工藝1、容器施焊前的焊接工藝評定，按 JB4708 進(jìn)行2、A 、B 類焊接焊縫的余高不得超過 GB150 的有關(guān)規(guī)定3、焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物（三）焊縫返修1、焊逢的同一部位的返修次數(shù)不宜超過兩次。如超過兩次，返修前均應(yīng)經(jīng)制造 單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，返修次數(shù)、部位和返修情況應(yīng)記入容器的質(zhì)量證明書。2、要求焊后熱處理的容器， 一般應(yīng)在熱處理前進(jìn)行返修。 如在熱處理后返修時(shí)， 補(bǔ)焊后應(yīng)做必要的熱處理四、無損探傷（一）理論1定義：借用于現(xiàn)今的手段和一起在不損壞和破壞材料機(jī)器及其結(jié)構(gòu)的情況下對它們的化學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性能以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。2目的： 確

6、保工件和設(shè)備的質(zhì)量，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。射線：RT 超聲波UT （焊縫、鍛件）磁粉MT （檢查鐵磁性表面）滲透PT （表面開口缺陷） 改善制造工藝 降低成本 提高設(shè)備的可靠性3. 應(yīng)用特點(diǎn)： 無損檢測要與破壞性試驗(yàn)相結(jié)合。 正確的選用最適當(dāng)?shù)臒o損檢測。 正確使用無損檢測的時(shí)機(jī) 綜合應(yīng)用各種無損檢測方法4. 應(yīng)用范圍： 組合件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)或內(nèi)部組成的檢查，不破壞對象，利用射線檢查內(nèi)部情況。 材料，鑄、鍛件和焊縫間檢查。 材料和機(jī)械的質(zhì)量檢測。 表面測厚5焊縫缺陷：裂紋：有冶金因素和應(yīng)力因素或者是由組織因素和致脆因素、氫等的綜合作 用所引起的局部斷裂。 氣孔：焊接過程中溶入液體金屬的氣體在金屬凝固結(jié)

7、晶時(shí)來不及逸出而 留在焊縫內(nèi)形成的空紋。 夾渣：焊接過程中，溶池內(nèi)冶金反應(yīng)所生成的非金屬夾雜物，由于各種 原因來不及浮出表面而留在焊縫內(nèi)。 未焊透：是焊縫金屬與母材或焊縫金屬之間未被熱源熔化而留下來的局部空隙。 夾鎢（二）射線照相探傷法1. X 射線2丫 射線 Ir19274 天 v 100mmCo60 5.3 年 v 200mm射線性質(zhì)：都是電磁波 具有兩重性：波動(dòng)性、粒子性射線特性：不可見直線傳播，有衍射，繞射能穿透物質(zhì)，使物質(zhì)電離，能使膠片感 光，也能使增感材料產(chǎn)生熒光，傷害有生命的細(xì)胞。防護(hù)學(xué)：時(shí)間 距離躲避（三）超聲波探傷法 利用超聲波在組件中的傳播，經(jīng)反射接收后根回波判斷是否有缺陷

8、的方法。（四）MT 磁粉探傷： 操作簡單，直觀。 鐵磁性材料（表面和內(nèi)表面）首先MT 檢測缺陷位置和表面長度而不能確定深度。特點(diǎn)：檢查靜表面缺陷五） PT 滲透涂上滲透液T進(jìn)入毛細(xì)管T清洗T回滲檢測：開口缺陷，表面光潔度五、壓力容器的熱處理：（一） 正火 目的：細(xì)化晶粒，提高母材及?；幚砗缚p的綜合機(jī)械性能，消除冷作硬化，便于切削 加工。 方法：把要正火的零件放入加熱爐中加熱到一定溫度按每毫米1.5分2.5分保溫出爐空冷，風(fēng)冷或霧冷。 應(yīng)用：16MnR高溫保溫時(shí)間過長，使奧氏體晶粒大（正火）35#鍛件（正火）封頭，筒體（正火）（二） 調(diào)質(zhì)處理： 目的：提高零件的綜合機(jī)械性能。 方法：淬火+高溫

9、回火（500C以上）。得到索氏體。 應(yīng)用：封頭，筒體，法蘭，管板等。20MnMo20MnMoNb 13MnNiMoNb 900 C950C 2分3.5分/mm 水冷+空冷。螺栓螺母： 35CrMoA 25Cr2MoVA 35CrMoVA 30Mn 40Mn 35CrMoA硬度 HB=187 229 用亞溫淬火。（三）固溶處理： （針對奧氏體不銹鋼）即在室溫條件下保留奧氏體。目的： 將零件加熱使碳化物溶到奧氏體中， 再以足夠快的冷卻速度將碳化物固定在奧氏體 中。具有最低的強(qiáng)度、最高塑性、最好的耐蝕性。 應(yīng)用：封頭 方法：加熱到1000C1150C，以2分到4分/mm保溫后快冷，然后水冷，再進(jìn)行空

10、冷。（四）焊后熱處理： （消除應(yīng)力，退火） PWHT一般熱處理： SR ISR 目的： A. 改善焊接接頭及熱影響區(qū)的組織和性能。B. 消除焊接和冷作硬化的應(yīng)力。C. 防止產(chǎn)生焊接裂紋。 方法： A. 優(yōu)先采用爐內(nèi)整體消除應(yīng)力方法（另一法：把容器視為加熱爐，在設(shè)備內(nèi)部加熱 外殼保溫）99 版壓力容器規(guī)則： （高壓容器、 中壓反應(yīng)器、 儲存容器、 石油液化器儲罐） 不能用內(nèi)部加熱法。B.分段熱處理：一端在爐內(nèi)，采取適當(dāng)保溫措施以防有害的溫度梯度（重復(fù)加熱的長度1.5m）3.6m加氫反應(yīng)器，長 26mC對環(huán)縫進(jìn)行局部消除應(yīng)力處理t加熱寬度：焊縫中心線每側(cè)2倍板厚。 焊后熱處理工藝：A. 爐溫400

11、 C以下裝爐B. 升溫速率5000 C /T （有效厚度）/h 且w 200 C /hC. 保溫時(shí)間 T w 50mm , 25mm/h T > 50mm 保溫時(shí)間=（150+T） /100 （h）D. 降溫速率：400C 以上，6500/T C /h 且w 260C /h 壓力容器焊后熱處理的注意事項(xiàng)（ 1 ）容器整體消應(yīng)力處理須在整體制造完經(jīng)檢驗(yàn)合格后，水壓試驗(yàn)之前進(jìn)行。2）嚴(yán)禁火焰直射工作產(chǎn)生過熱或過燒。3）產(chǎn)品試板（含母材試板）掛片試樣等應(yīng)與容器同爐PWHT六、壓力試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)（一）壓力試驗(yàn)壓力試驗(yàn)按試驗(yàn)介質(zhì)不同分為液壓試驗(yàn)及氣壓試驗(yàn)。1、液壓試驗(yàn)液壓實(shí)驗(yàn)一般采用水， 需要時(shí)

12、也可采用不會導(dǎo)致發(fā)生危險(xiǎn)的其他液體。 試驗(yàn)時(shí)液體的溫度應(yīng) 低于其閃點(diǎn)或沸點(diǎn)。 奧氏體不銹鋼制壓力容器用水進(jìn)行液壓試驗(yàn)后應(yīng)將水漬清楚干凈。 當(dāng)無 法達(dá)到這一要求時(shí)，應(yīng)控制水的氯離子含量不超過 25mg/L 。液壓試驗(yàn)方法：a）試驗(yàn)時(shí)容器頂部應(yīng)設(shè)排氣口，充液時(shí)應(yīng)將容器內(nèi)的空氣排盡。試驗(yàn)過程中，應(yīng)保持容器觀察表面的干燥；b）試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后，保壓時(shí)間一般不少于 30min 。然后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長時(shí)間對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查。如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)；c）對于夾套容器，先進(jìn)行內(nèi)筒液壓試驗(yàn)，合格后再焊夾套，然后進(jìn)行夾套內(nèi)的液壓試驗(yàn)；d）液壓試驗(yàn)

13、完畢后，應(yīng)將液體排盡并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。2、氣壓試驗(yàn)氣壓試驗(yàn)應(yīng)有安全措施。 該安全措施需經(jīng)試驗(yàn)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)， 并經(jīng)本單位安全部門 監(jiān)督檢查。試驗(yàn)所用氣體為干燥、潔凈的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。氣壓試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，至規(guī)定試驗(yàn)壓力的 10%，且不超過 0.05MPa 時(shí)，保壓 5min ， 然后對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行初次泄漏檢查， 如有泄漏， 修補(bǔ)后重新試驗(yàn)。 初次泄漏 檢查合格后，再繼續(xù)緩慢升壓至規(guī)定試驗(yàn)壓力的50%，其后按每級為規(guī)定壓力的 10%的級差逐級增至規(guī)定試驗(yàn)壓力。保壓 10min 后將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的 87%，并保持足夠長 的時(shí)間后再次進(jìn)行泄漏檢查。如有泄漏，修補(bǔ)后再按上述規(guī)定重新試驗(yàn)。二）氣密性試驗(yàn)容器需經(jīng)液壓試驗(yàn)合格后方可進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。 試驗(yàn)壓力、 試驗(yàn)介質(zhì)和檢驗(yàn)要求按照圖樣上 的注明。試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保壓10min ，然后降至設(shè)計(jì)壓力，對所有焊接接頭和連