鈦復(fù)合板容器制造要求4

1、三、鈦及鈦合金設(shè)備制造技術(shù)條件1主題內(nèi)容及適用范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了鈦及鈦合金設(shè)備制造過程中對制造環(huán)境、材料管理、制造過程等工序的要求。標(biāo)準(zhǔn)適用于鈦制反應(yīng)釜、換熱器、分離器、塔、儲槽及其它形式的壓力容器及常壓容器。2材料引用文件GB/T3620.1-2007鈦及鈦合金牌號和化學(xué)成分GB/T3620.2-2007鈦及鈦合金加工產(chǎn)品化學(xué)成分允許偏差GB/T3621-2007鈦及鈦合金板材GB/T8546-2007鈦-不銹鋼復(fù)合板GB/T8547-2006鈦-鋼復(fù)合板GB/T3624-2007鈦及鈦合金管GB/T2956-96鈦及鈦合金棒材GB/T3625-2007熱交換器及冷凝器用鈦及鈦合金管GB/T1

2、6598-96鈦及鈦合金餅和環(huán) JB/T4745-2002附錄D壓力容器用鈦及鈦合金焊絲3設(shè)備制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收3.1鈦、鈦鋼復(fù)合板設(shè)備設(shè)計(jì)符合壓力容器安全技術(shù)檢查規(guī)程、GB150-98鋼制壓力容器、GB151-99管殼式換熱器，JB/T4745-2002鈦制焊接容器的規(guī)定，且滿足本規(guī)定的要求。3.2設(shè)備制造、檢驗(yàn)和驗(yàn)收按GB150-98鋼制壓力容器、GB151-99列管式換熱器、JB/T4745-2002鈦制焊接容器及中國紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院PTA標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)章節(jié)進(jìn)行。4材料4.1所有材料包括焊接材料應(yīng)符合圖紙及相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。 鈦板材表面及復(fù)合板的復(fù)層應(yīng)采用紙質(zhì)貼膜保護(hù)起來，以避免灰塵、油污

3、、鐵離子等其它污物的污染，同時(shí)可以避免搬運(yùn)或加工過程中劃傷鈦材表面。鈦及鈦復(fù)合板應(yīng)與其它材料分開存放，且存放環(huán)境應(yīng)保持干凈，材料底部應(yīng)用干凈的木料墊撐（確保沒有鐵釘?shù)辱F物），上部用塑料布蓋好。所有搬用設(shè)備及成型設(shè)備如卷板機(jī)、壓力機(jī)和起吊夾具應(yīng)清理干凈。對設(shè)備上的毛刺、刻痕和其它導(dǎo)致鈦材表面破壞和污染的缺陷應(yīng)進(jìn)行局部打磨和拋光，必要時(shí)為保護(hù)鈦表面免遭損壞和污染，設(shè)備在使用期間應(yīng)適當(dāng)覆蓋。焊接時(shí)，鈦表面必須用干凈、柔軟的席子或毛氈保護(hù)起來，以免焊接物損壞表面。5制造環(huán)境5.1焊接、組裝鈦設(shè)備應(yīng)在專用、干凈的車間內(nèi)進(jìn)行（我公司在2008年1月28日投產(chǎn)運(yùn)行18000m2帶有空氣過濾系統(tǒng)的潔凈車間），

4、嚴(yán)禁在含鐵及有灰塵的區(qū)域施焊或組裝，以避免鐵離子或其它污物的污染。場地應(yīng)鋪設(shè)橡膠或其它軟質(zhì)材料，以免碰傷、擦傷鈦表面，應(yīng)經(jīng)常清理現(xiàn)場，清除切屑等雜物。5.2與鈦接觸的工具應(yīng)采用鈦材或鋁制造。高度光潔、無污染的不銹鋼制工具可以少量使用，但需工藝批準(zhǔn)。5.3為檢驗(yàn)焊接環(huán)境是否符合要求，在施焊前應(yīng)對環(huán)境進(jìn)行菲繞啉試驗(yàn)試驗(yàn)，以避免鐵離子的存在。5.4在此環(huán)境工作的工作人員應(yīng)穿著干凈的工作服，軟底布鞋或膠鞋并保持干凈，工作服應(yīng)保持干凈，工作服應(yīng)該放置在清潔車間的附屬間中。6加工前的準(zhǔn)備6.1清潔：任何鈦材表面被加熱前都應(yīng)進(jìn)行清潔處理，以去除表面污染物。表面清理可用以下方式進(jìn)行：用不含鐵離子的尼龍摻和氧化

5、鋁砂輪，或片狀氧化鋁拋光輪打磨，嚴(yán)禁使用打磨過碳鋼或不銹鋼的砂輪。且打磨時(shí)不允許出現(xiàn)過熱的色澤，或用鋁絲刷（禁用不銹鋼絲刷）刷磨，或用25-50%的硝酸+3-7%的氫氟酸水溶液（v/v）在40-65酸洗，硝酸與氫氟酸的比例至少10：1，酸洗以后用干凈的飲用水沖洗干凈。6.2鈦表面及焊絲均應(yīng)用丙酮、異丙酮或丙醇去除油污；不用乙醇、甲醇、 二氯甲烷和三氯乙烯。焊接前或當(dāng)鈦材被加熱到300以上時(shí)，必須將表面處理干凈，并通過鐵離子污染試驗(yàn)確保沒有鐵離子的污染。7制造7.1劃線、下料和邊緣加工鈦材下料時(shí)，應(yīng)使用金屬鉛筆，只有在以后的加工工序中能去除的部分才允許打樣沖眼。鈦材復(fù)合板的劃線應(yīng)在基材上進(jìn)行?？?/p>

6、用機(jī)械加工、火焰切割、等離子切割、水切割等方法下料，切割鈦復(fù)合板時(shí)，基層應(yīng)朝下，用火焰或等離子切割時(shí)，要避免火化濺落在鈦材表面，且切割邊緣必須用機(jī)械方法去除污染層，焊接接頭的坡口面必須用機(jī)械方法加工。切割完畢后，對復(fù)合板復(fù)層表面的邊緣應(yīng)再一次著色檢查并在兩個垂直方向用探頭進(jìn)行100%超聲檢測以確保邊緣完全貼合或內(nèi)表面無裂紋。在鈦鋼復(fù)合板基層上切割焊接坡口之前，應(yīng)先將坡口邊緣的鈦材采用機(jī)械加工的方法去除25-30mm。7.2封頭、筒體的成型所有成型過程應(yīng)確保不會影響復(fù)合板的貼合。鈦鋼復(fù)合板的成型應(yīng)盡量采用冷成型，若采用熱成型時(shí)其加熱溫度不超過350。加熱前應(yīng)將工件表面的油污和其它附著物全部清理干

7、凈且應(yīng)進(jìn)行鐵離子污染試驗(yàn)，對于須加熱至350以上成型的工件，鈦材表面應(yīng)涂以耐高溫涂料，以防止表面被氧化、污染。加熱爐應(yīng)采用電爐，反射爐，不得用焦炭爐。工件不得接觸火焰，加熱爐內(nèi)應(yīng)保持微氧化性，不得呈還原性，以免滲入氫。分瓣或拼板成型的復(fù)合板封頭，成型后應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷，以確?；鶎雍蛷?fù)層的貼合率滿足復(fù)合板的要求。在進(jìn)入容器內(nèi)部前，人孔周圍的環(huán)境應(yīng)清理干凈，在人孔前應(yīng)放置一塊木板或塑料毯。在人孔及其法蘭面應(yīng)用非金屬襯層加以保護(hù)，以免損壞或污染表面。如果在容器內(nèi)需使用梯子，其材料應(yīng)是鋁合金的且在梯子與容器內(nèi)壁接觸處，應(yīng)墊一層橡膠墊。在確保沒有鐵釘、鐵皮等時(shí)，可以使用木梯。進(jìn)入內(nèi)部的工作人員應(yīng)穿著專用

8、的軟底鞋并避免將任何外界金屬帶入，工作服應(yīng)保持干凈。在內(nèi)部工作時(shí)，應(yīng)避免損壞內(nèi)表面。8制造公差8.1復(fù)合板部分的組對誤差不應(yīng)大于復(fù)層厚度的一半。8.2裝配鈦襯里之前，應(yīng)仔細(xì)測量接管及被襯件的尺寸及公差，并應(yīng)進(jìn)行精確的機(jī)械加工，確保鈦襯里和接管及被襯件緊密貼和。8.3 鈦材角焊縫尺寸應(yīng)保證采用正偏差，以確保角焊縫與母材具有相同的耐腐蝕性和使用壽命。9焊接工藝9.1焊接采用熔化極或鎢極氬弧焊，焊接坡口按施工圖要求。9.2應(yīng)特別注意保護(hù)鈦層不被鐵離子污染。9.3使用惰性氣體保護(hù)焊設(shè)備（氬弧焊機(jī)）進(jìn)行鈦的熔化焊接時(shí)，焊槍中應(yīng)使用高純度的焊接用氬氣，焊接保護(hù)罩（焊縫、熱影響區(qū)及背面）也要使用高純氬氣作為

9、保護(hù)氣體，以防止鈦受空氣污染。9.3應(yīng)采用較小的焊接線能量進(jìn)行焊接，盡量采用脈沖氬弧焊，控制母材焊縫的熱量輸入。過大的焊接熱輸入會使鈦焊縫及熱影響區(qū)的晶粒粗大，導(dǎo)致焊縫機(jī)械性能及耐腐蝕性能下降。9.4 在進(jìn)行鈦復(fù)合板焊接時(shí)應(yīng)避免在鈦-鋼界面形成脆性的金屬間化合物。9.5從焊縫邊緣算起，應(yīng)至少剝?nèi)?0-25mm的鈦復(fù)層。9.5焊接前使用電動工具，利用鋁絲拋光輪或其它認(rèn)可的方法擦亮焊接表面，并進(jìn)行清理。小的可拆設(shè)備零件可以酸洗。9.6 鈦制壓力容器焊接試板的試樣尺寸、試樣截取和數(shù)量，按照J(rèn)B/T4745-2002鈦制焊接容器的要求或按圖樣規(guī)定執(zhí)行。9.7為了便于復(fù)合板設(shè)備在生產(chǎn)過程中的撿漏，我公司

10、采用“銀釬焊”的分區(qū)工藝，將復(fù)合板設(shè)備的環(huán)、縱焊縫分為多個獨(dú)立的區(qū)域，分別進(jìn)行檢測。10焊縫探傷及檢驗(yàn)按施工圖及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。鈦焊縫的目視檢驗(yàn)和無損檢驗(yàn)要求：在焊接條件下，不經(jīng)過焊后清理和任何形式的無損檢測，通過目測手段發(fā)現(xiàn)焊縫有任何如下缺陷，都被認(rèn)為是不合格焊縫。a) 焊縫有藍(lán)色的焊縫（注：只有光亮的銀白色和金黃色是合格的）。需檢查焊縫和其熱影響區(qū)的硬度，用VH10 硬度測試儀測量時(shí)，其硬度不能超過母材硬度25 個點(diǎn)。b) 不管是清理或者未清理的焊縫，其厚度小于零件在圖紙上所標(biāo)的厚度。c) 咬邊d) 焊瘤e) 尖銳缺口f) 任何尺寸的裂紋e)條狀氣孔f) 不允許有任何尺寸大小的團(tuán)狀或者線性狀孔隙

11、g) 在射線探傷作判定的時(shí)候，球狀的夾鎢應(yīng)該被看成是孔隙當(dāng)孔隙穿透表面的時(shí)候，焊縫應(yīng)該鏟掉重焊。11.1換熱管的化學(xué)成分中鐵小于0.07%，氫小于60ppm，其他符合GB/T3625-2007標(biāo)準(zhǔn)。管板制造：鈦-鋼或鈦-不銹鋼復(fù)合管板，應(yīng)符合GB/T8547-2006、GB/T8546-2007標(biāo)準(zhǔn)的B0級（100%貼合）的要求。管板孔加工程序：管板劃線鉆孔型鉆孔倒角劃拉桿孔位置線鉆孔板檢驗(yàn)。管板孔鉆孔設(shè)備：必須采用數(shù)控鉆床，以保證鉆孔精度及公差。管板和折流板需用同一模板配鉆管板密封面與緊固壓板之間應(yīng)放軟墊片，以保護(hù)密封面。當(dāng)管板較薄時(shí)為防止鉆頭推力引起管板翹曲，管板和工作臺之間應(yīng)用木塊墊實(shí)。

12、應(yīng)用油漆或鋼印標(biāo)明上、下及配鉆的對應(yīng)位置標(biāo)記。管子和管板的連接為強(qiáng)度焊貼脹。所有的管子與管板的連接焊縫應(yīng)按照施工圖和我公司焊接工藝。在任何情況下，焊縫應(yīng)至少焊兩道，開始位置和結(jié)束位置錯開，完成后的焊角最小厚度應(yīng)為管厚1.4倍。 焊縫試驗(yàn)完成后，管子應(yīng)與管板貼脹。貼脹長度至少應(yīng)開始于焊縫往內(nèi) 15mm處，結(jié)束于管板下表面往內(nèi) 3mm處。管子穿入管板的時(shí)候，應(yīng)特別注意防止在焊邊上帶入鐵雜質(zhì)。在組裝前，所有的鈦表面應(yīng)該清理并且按照附錄1進(jìn)行鐵離子試驗(yàn)。在焊接前，管端和管板的焊接區(qū)應(yīng)該清理并且保持清潔。焊接場所的空氣也應(yīng)該檢查是否清潔。試驗(yàn)應(yīng)該按附錄2進(jìn)行菲繞啉試驗(yàn)。換熱管與管板的焊接采用帶弧長自動跟

13、蹤系統(tǒng)的管板自動焊機(jī)，確保焊接質(zhì)量。 換熱管與管板焊接前的定位采用輕度脹接的工藝，嚴(yán)禁采用點(diǎn)焊定位。第二道焊縫后，管子貼脹前后都應(yīng)該進(jìn)行著色探傷。在完成所有的管端焊接后，應(yīng)使用氦氣或者其它適合的氣體進(jìn)行泄漏檢查。氣體應(yīng)該充入到換熱器的殼程側(cè)。氣體壓力最小應(yīng)該設(shè)計(jì)壓力的 10或者0.1巴。管端焊縫應(yīng)使用氣體探測器檢查，發(fā)現(xiàn)有任何氦氣或者替代氣體的蹤跡都被認(rèn)為是焊縫不合格的原因。連接接頭最后被認(rèn)可后才能采用允許的溶液清洗。 在換熱器制造或者試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的任何管子缺陷，在采取任何補(bǔ)救措施前應(yīng)和使用廠家及設(shè)計(jì)院討論。在確定上面的檢測合格后，進(jìn)行貼脹，貼脹必須采用液壓脹接，嚴(yán)禁使用機(jī)械脹接。正式脹接前

14、必須有合格的脹接工藝，貼脹度按照YBS71-16-2007的規(guī)定。12熱處理要求12.1所有復(fù)合板設(shè)備均要求進(jìn)行焊后熱處理，最大加熱速率為100/小時(shí)，熱處理溫度為545-6-565，保溫時(shí)間由制造廠根據(jù)ASTM第一分章表UCS-56.1計(jì)算或中國紡織工業(yè)設(shè)計(jì)院的熱處理要求。12.2所有熱處理應(yīng)在所有基層焊接完畢后進(jìn)行（包括所有碳鋼接管及鋼架等外部附件）熱處理前，所有鈦材表面在熱處理前應(yīng)該清洗并且檢測鐵元素污染，同時(shí)加熱爐也應(yīng)清洗并檢查空氣中的鐵元素污染。 需要在容器的內(nèi)側(cè)和外側(cè)每個面上布置一定數(shù)量的熱電偶來指示容器的溫度。在容器的厚壁部分應(yīng)該布置額外的熱電偶。12.4所有接管的內(nèi)襯（成型后）

15、在與接管焊接前應(yīng)進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，熱處理溫度為540-565，保溫時(shí)間為1小時(shí)。12.5對于尺寸較大，成型后無法從人孔進(jìn)入容器的內(nèi)襯，應(yīng)先進(jìn)行熱處理，之后在容器封頭與筒體焊接前，放入容器內(nèi)再進(jìn)行熱處理（這樣的內(nèi)襯需進(jìn)行兩次熱處理過程），熱處理過程中應(yīng)對內(nèi)襯進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，防止其變形，以確保內(nèi)襯與接管貼合完好。12.6熱處理應(yīng)在不用直接火焰加熱，空氣潔凈（含微量氧化物）的電爐或者馬弗爐中進(jìn)行。在熱處理之前，工件需在經(jīng)批準(zhǔn)的溶液中清洗或者在4065 的酸液（含30硝酸，3氫氟酸）中酸洗，酸洗后需用飲用水沖洗。之后，工件應(yīng)檢測鐵元素污染。12.7熱處理應(yīng)為電加熱爐，爐內(nèi)為微氧化環(huán)境，熱處理工藝規(guī)程

16、和溫度記錄表的拷貝應(yīng)包含在產(chǎn)品檔案中。13水壓試驗(yàn)13.1初步試驗(yàn)：在基層焊接完畢后，按施工圖要求的方法進(jìn)行水壓試驗(yàn)，合格后，在容器繼續(xù)加工之前應(yīng)完全干燥。為確保復(fù)層沒有起皮，在所有復(fù)層邊緣應(yīng)作著色檢驗(yàn)。最終試驗(yàn)：在所有鈦復(fù)合板及接管內(nèi)襯焊接完畢后，并去除所有表面缺陷后，對所有鈦材全部長度進(jìn)行著色檢驗(yàn)，著色劑在清洗和著色前保留時(shí)間不應(yīng)少于2小時(shí)，顯影24小時(shí)之后再進(jìn)行檢驗(yàn)，本試驗(yàn)應(yīng)使用可靠的白顯影劑。合格后進(jìn)行氣密性檢查，用/cm2的空氣或氬氣從墊板或管襯背面的檢漏孔通入，用肥皂水對焊縫進(jìn)行檢漏檢查。鈦焊縫還應(yīng)進(jìn)行氦撿漏，即用一種氦氣或相似的氣體混合在低于實(shí)際壓力一半的壓力或/cm2壓力下混合

17、進(jìn)行試驗(yàn)，并且在檢漏孔用氦質(zhì)譜儀或相似的儀器檢查泄漏，在此期間的清理區(qū)域必須保持良好的通風(fēng)，防止試驗(yàn)氣體的積累。儀器的靈敏度應(yīng)設(shè)置在10-7cc/sec.除了不少于四小時(shí)的時(shí)間段以恒定速率升壓之外，水壓試驗(yàn)應(yīng)按規(guī)范執(zhí)行。水壓試驗(yàn)之后，容器應(yīng)在排完水后用抹布把水吸干。所有的鈦襯層和搭片應(yīng)目測檢查，連接件焊縫應(yīng)進(jìn)行著色檢查。最終壓力試驗(yàn)之后，容器應(yīng)進(jìn)行熱氣循環(huán)試驗(yàn)。如果潔凈程度不能滿足要求，可進(jìn)行酸洗。14熱氣循環(huán)試驗(yàn)（僅適用于筒體，封頭和復(fù)合板設(shè)備）14.1水壓試驗(yàn)合格后，對容器進(jìn)行熱氣循環(huán)試驗(yàn)。14.2在進(jìn)行熱氣循環(huán)試驗(yàn)前，鈦表面應(yīng)進(jìn)行鐵離子污染試驗(yàn)檢驗(yàn)。14.3容器應(yīng)安裝適宜的壓力表，安全閥

18、等裝置，最少六個熱電偶（其中至少兩個在內(nèi)壁）。容器內(nèi)應(yīng)用干的氮?dú)饣蚣儍舻目諝獯祾卟⑦M(jìn)行密封（大氣壓下）。14.4之后，容器應(yīng)在加熱爐內(nèi)從室溫開始以每小時(shí)不超過40的速度加熱至設(shè)計(jì)溫度。在此過程中，壓力應(yīng)被放空。14.5當(dāng)壁溫達(dá)到設(shè)計(jì)溫度時(shí)，壓力應(yīng)以一定的速度上升，在2小時(shí)以上達(dá)到設(shè)計(jì)壓力。40的速度下降至室溫，此后容器應(yīng)在設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度下保持1個小時(shí)。（在此過程中，壓力應(yīng)保持在設(shè)計(jì)壓力）14.7在實(shí)際壓力下，當(dāng)容器和爐子的溫度降到室溫后，在放空孔應(yīng)進(jìn)行泄漏，試驗(yàn)試驗(yàn)壓力為0.3MPa。14.8重復(fù)以上各步一次。14.9對所有復(fù)合板表面，（包括附件）進(jìn)行100%超聲檢驗(yàn)，以確保復(fù)合板的貼合率

19、滿足要求。14.10對所有焊縫和熱影響區(qū)再次進(jìn)行著色，著色方法為：用純白顯影劑進(jìn)行著色。著色劑在顯影和清洗前保留至少2小時(shí)，顯影24小時(shí)后進(jìn)行檢查。14.11熱氣循環(huán)試驗(yàn)后，再次進(jìn)行氦撿漏，即容器內(nèi)充入0.7 巴(表壓)的氦氣與空氣的混合氣，在外部放空口采用質(zhì)譜儀或者其它儀器探測氣體泄漏的方式檢查鈦焊縫是否泄漏，質(zhì)譜儀的靈敏度設(shè)為10-7cc/sec。任何泄漏不管裂縫尺寸大小，焊縫都被認(rèn)為是失效的。此時(shí)，泄漏路徑應(yīng)該被標(biāo)識，并且所采用的修復(fù)操作以及操作規(guī)程應(yīng)得到檢驗(yàn)部門認(rèn)可。修復(fù)后，熱氣體循環(huán)試驗(yàn)以及隨后的試驗(yàn)應(yīng)重復(fù)做一遍。15加工后的清理及陽極化處理（圖紙要求時(shí)）15.1在設(shè)備制造完畢后（包括加工、組裝、熱處理和試驗(yàn)等），應(yīng)進(jìn)行進(jìn)一步的清理，以確保內(nèi)部沒有鐵屑，油脂，油漆和其它污染物。15.2在發(fā)貨前，所有內(nèi)表面，空氣進(jìn)口管、換熱器管板均應(yīng)按硝酸/氫氟酸溶液進(jìn)行酸洗，之后對所有鈦表面進(jìn)行鐵離子污染檢查。15.3在完成清理，酸洗后，應(yīng)對所有鈦壓板包，所有法蘭密封面，人孔內(nèi)表面，管板，容器內(nèi)部焊縫鈦管表面進(jìn)行陽極化處理。15.4陽極化處理由容器制造廠制定。16包裝，運(yùn)輸，保管鈦制設(shè)備經(jīng)過檢驗(yàn)合格后，在包裝，運(yùn)輸，保管過程中都要特別注