二甲醚產(chǎn)品冷卻器制造工藝研究

劉麗萍

（太原重工煤化工分公司，山西 太原030024）

1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

該產(chǎn)品為二甲醚產(chǎn)品冷卻器，其工作壓力為0.35 MPa，工作溫度為40～65℃，為低壓常溫容器［1］。主要結(jié)構(gòu)由筒體、橢圓形封頭、法蘭、管板、換熱管束、接管、支座等構(gòu)件組成如圖1所示，總長(zhǎng)度為7 915mm，筒體內(nèi)直徑為1 200mm，筒體為 Q345R，管板為16Mn，換熱管：Φ25×2.520管。

2 母材焊接性分析

2.1 母材化學(xué)成分及力學(xué)性能

焊接母材Q345R的化學(xué)成分、力學(xué)性能及用途見表1。

2.2 Q345R的焊接工藝特點(diǎn)

Q345R焊接性良好，焊接方法的可以選擇手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊等方法。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、板厚、性能要求及生產(chǎn)條件可以選擇適當(dāng)?shù)暮附臃椒?。其中，在該產(chǎn)品中使用手工電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氬弧焊［2］。

2.2.1 焊接工藝要點(diǎn)

（1）坡口加工。坡口的加工可采用銑邊機(jī)進(jìn)行加工，也可采用半自動(dòng)火焰切割，坡口兩側(cè)約30mm范圍內(nèi)，應(yīng)除去銹、氧化物等。

（2）焊接材料。手工電弧焊：J507RH、埋弧自動(dòng)焊H10Mn2＋SJ101、氬弧焊絲H10MnSi，焊前焊條和焊劑需按照要求進(jìn)行烘干。

（3）焊前預(yù)熱。在室溫下Q345R鋼焊件厚度為12 mm 時(shí)，可焊前不預(yù)熱［3］。

（4）焊接前需按照NB/T47014－2011《承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定》進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，評(píng)定合格的焊接工藝才能用于產(chǎn)品。

2.3 焊后檢驗(yàn)

（1）外觀檢驗(yàn)。焊縫不得有飛濺、咬邊、焊瘤、焊角尺寸不足等缺陷。

（2）無損檢測(cè)。對(duì) A、B（DN≥250）類焊縫進(jìn)行20%RT探傷，Ⅲ級(jí)為合格。對(duì)C、D類焊縫進(jìn)行100%MT探傷，Ⅰ級(jí)為合格。管接頭進(jìn)行100%PT探傷，Ⅰ級(jí)為合格。

3 主要零部件的制造

3.1 筒體的制造

數(shù)控編程下料→銑邊機(jī)環(huán)縫坡口→壓頭→機(jī)割壓頭、開坡口→圈圓→對(duì)接→焊接→校圓→RT探傷→修磨。

筒體的橢圓度必須保證，同時(shí)筒體內(nèi)直≥1200mm，管束才能順利與筒體組裝。

3.2 封頭的制造

封頭購置標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭。

3.3 換熱管的制造

選取直徑為φ25×2.5mm，材料為20鋼的管材，用機(jī)鋸落料，并去除管端毛刺。

3.4 折流板的制造

在對(duì)流換熱的換熱器中，安置折流板是為了提高殼程介質(zhì)流速，強(qiáng)化傳熱效果。9塊折流板使用數(shù)控鉆床編程進(jìn)行鉆孔。

4 主要零部件的裝配

4.1 筒體的組焊

（1）對(duì)已制成的每一節(jié)筒節(jié)的兩端面，距端面30 mm的內(nèi)表面、端面、外表面的三面進(jìn)行打磨，去毛刺。

（2）筒體的拼接，相鄰兩筒節(jié)的縱焊縫與環(huán)焊縫嚴(yán)禁成“十”形焊縫，兩節(jié)筒節(jié)間的縱縫至少錯(cuò)開100mm以上，保證對(duì)口錯(cuò)邊量及筒體直線度。

（3）點(diǎn)焊固定兩筒節(jié)，焊縫區(qū)域外不得引弧。

（4）將筒節(jié)安裝在環(huán)焊縫接頭自動(dòng)焊接機(jī)上架上，使用埋弧自動(dòng)焊焊接，反面采用焊劑墊。

（5）表面清理 對(duì)焊縫進(jìn)行打磨處理。

（6）檢驗(yàn) 對(duì)筒體環(huán)焊縫進(jìn)行20%RT探傷檢查，達(dá)到Ⅲ級(jí)為合格。

4.2 管箱的組焊

（1）將法蘭放在平臺(tái)上，并找好水平，與筒節(jié)、封頭組對(duì)，保證對(duì)口錯(cuò)邊量，合格后進(jìn)行定位焊。將兩個(gè)管箱螺栓連接后放置在滾輪架上，采用V形坡口單面焊雙面成形。

（2）表面清理 對(duì)焊縫進(jìn)行打磨處理。

（3）檢驗(yàn) 對(duì)筒體環(huán)焊縫進(jìn)行20%RT探傷檢查，達(dá)到Ⅲ級(jí)為合格。

（4）熱處理 對(duì)管箱進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理。

（5）機(jī)加工 鏜銑床機(jī)加工法蘭密封面及分程隔板。

4.3 換熱管束及管板和筒體的安裝

（1）將拉桿、定距管和折流板組裝在一起，并將拉桿用螺紋連接的方式和右管板連接起來。

（2）點(diǎn)固 用點(diǎn)焊將拉桿端部的螺母和拉桿固定。

（3）將換熱管逐個(gè)安裝到管板和折流板中。

（4）將管束穿入筒體內(nèi)。

（5）將左管板安裝在筒體上，并將換熱管穿于左管板內(nèi)，調(diào)整管子伸出管板量。

（6）焊接管板和筒體。

（7）采用自動(dòng)管板氬弧焊焊機(jī)進(jìn)行焊接管板與換熱管接頭。

（8）檢查管接頭焊角高度，并對(duì)管接頭進(jìn)行100%PT探傷，Ⅰ級(jí)為合格。

（9）用脹管工具將換熱管與管板脹緊。

5 檢驗(yàn)

5.1 外觀檢查

（1）重點(diǎn)對(duì)容器本體外觀、對(duì)接焊縫、接管角焊縫等部位進(jìn)行檢查。焊縫表面，以10倍放大鏡檢查，其檢查的內(nèi)容：

腐蝕與機(jī)械損傷：測(cè)定其深度、直徑、長(zhǎng)度及其分布，并標(biāo)記記錄；

表面裂紋 對(duì)應(yīng)力集中部位、電弧損傷處和易產(chǎn)生裂紋部位，應(yīng)重點(diǎn)檢查。

（2）內(nèi)外表面的腐蝕和機(jī)械損傷。（3）檢驗(yàn)容器整體幾何尺寸。

5.2 水壓試驗(yàn)

（1）對(duì)殼程進(jìn)行水壓試驗(yàn)，檢查管板和換熱管接頭是否有泄露。

（2）對(duì)管程進(jìn)行水壓試驗(yàn)。

（3）水壓試驗(yàn)完畢后，先緩慢降壓至正常，然后將頂部排氣閥和放液閥門打開進(jìn)行排液處理，水排凈后再進(jìn)行通風(fēng)干燥。

（4）水壓試驗(yàn)合格標(biāo)準(zhǔn)為：無液體滲漏，無可見的變形，試驗(yàn)中無異常的響聲［4］。

6 表面處理及油漆

6.1 表面處理

采用噴砂除銹法對(duì)換熱器表面進(jìn)行除銹，表面達(dá)到Sa2.5級(jí)，使金屬表面呈現(xiàn)出白色的均勻粗糙表面，可增加油漆漆膜的附著力。

6.2 油漆

設(shè)備外表面涂鐵紅酚醛底漆兩層，每層厚度20μm，面漆采用灰酚醛防銹漆兩層。

［1］史光遠(yuǎn).焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造［M］.鄭州，黃河水利出版社，2006.

［2］王國凡.鋼結(jié)構(gòu)焊接制造［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

［3］鄒增大.焊接材料工藝及設(shè)備手冊(cè)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

［4］譚 蔚.化工設(shè)備設(shè)計(jì)基礎(chǔ)［M］.天津：天津大學(xué)出版社，2003.