2005年第2期SA203Gr.D(3.5Ni)甲醇洗滌塔的制造李濤林麗華于輝(大連冰山集團(tuán)金州重型機(jī)器有限公司,大連116100)摘要介紹SA203Gr.D(3.5Ni)甲醇洗滌塔的關(guān)鍵技術(shù)和制造工藝關(guān)鍵詞甲醇洗滌塔SA203Gr.D制造工藝1前言3材料選擇甲醇洗滌塔是300kt/a合成氨裝置中的關(guān)鍵設(shè)由于設(shè)備在低溫環(huán)境下工作,上段筒體和封頭備。我公司在設(shè)備制造過(guò)程中,除按設(shè)計(jì)院提供的選用SA203Gr.D+S3材料。該鋼板材料的熱處理施工圖紙和技術(shù)協(xié)議進(jìn)行制造外,從材料的采購(gòu)到要求為:冷卻速度快于空冷速度,但鋼材應(yīng)隨后經(jīng)不設(shè)備的制造均建立了一整套技術(shù)文件。制造過(guò)程中低于595℃,不少于1/2h回火;鋼板應(yīng)做-101℃夏有市勞動(dòng)局駐廠監(jiān)察組和用戶(hù)委托的第三方檢驗(yàn)機(jī)比(V型缺口)沖擊試驗(yàn),沖擊試樣取樣方向?yàn)闄M向構(gòu)的嚴(yán)格檢驗(yàn),設(shè)備完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,主要技術(shù)指鍛管和法蘭選用SA350LF3.CL2材料該材料的交標(biāo)已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平貨狀態(tài)為淬火+回火,并做-101℃夏比(V型缺2甲醇洗滌塔的技術(shù)特性和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)口)沖擊試驗(yàn),同時(shí)對(duì)鍛件逐件進(jìn)行超聲波探傷。下2.1技術(shù)特性段筒體、封頭選用SA516Gr.70材料。該鋼板的供表1貨狀態(tài)為正火,并要求鋼板做-35℃夏比(型缺匚設(shè)計(jì)壓力設(shè)計(jì)溫度主體材質(zhì)口)沖擊試驗(yàn),沖擊試樣取樣方向?yàn)闄M向。8.6MPa上段:-75~60℃上段:SA-203CED+4筒體和封頭的成型8.6MPa下段:-35~60℃下段:SA-516Gr:70(1)筒體和球形封頭的成型該設(shè)備2.2結(jié)構(gòu)特點(diǎn)本設(shè)備是一臺(tái)低溫容器,分上下兩段直徑為:SA203GrD筒體共分十七節(jié)。對(duì)于厚板的成形除應(yīng)防止產(chǎn)生裂紋外,還應(yīng)考慮材料成型時(shí)的減薄量。d1800mm/2000mm,總長(zhǎng)為62m。上、下封頭均為筒體在中溫狀態(tài)下卷圓和校圓,球形封頭用沖壓模半球形。表面質(zhì)量要求:接管端部打磨成圓角,主要在1200t油壓機(jī)上整體熱壓成型。設(shè)計(jì)要求受壓件打磨去掉內(nèi)外側(cè)余高,角焊縫打磨光滑,呈圓SA203GrD+S3筒體厚度為87482mm,考慮到中滑過(guò)渡,以減少局部應(yīng)力Haviors of WASPALOY alloy at elevated temperature, Mate rials參考文獻(xiàn)Science and Engineering A00(2002)15 H. Ghonem, Elevated Temperature Fatigue Crack Growth in Al-loy 718, Fatigue fract. Engng Mater. Struct. 16(1993)577-1GB/T6398-200,金屬材料疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)方法,中華6K. Sadananda, Behavior in Austenitic Stainless Steels Und人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)Greep and Fatigue Conditions, Metallurgical Transactions All2 American Society of Testing and Materials, Standard test methodfor measurement of fatigue crack growth rates, ASTM E6477 V.S. Srinivasan. Effect of hold- time on low cycle fatigue be hav-2000,PA,U.S.Aiour of nitrogen baring 316L stainless steel. International Jour3 G. A. Osinkolu, Fatigue crack growth in polycrystalline IN 718nal of Pressure Vessels and Piping 76(1999)863-870uperalloy, Materials Science and Engineering A00(2003)1-98劉正義機(jī)械裝備失效分析圖譜,廣東科技出版社,1990年4 Xingbo Liu, The effect of hold-time on fatigue crack growth be-52化工備與管道第42卷溫卷圓和校圓的成型減薄量,所以選用鋼板毛坯分+S3筒體縱環(huán)焊縫坡口詳見(jiàn)圖1。別為875、83mm。筒體成型后,實(shí)測(cè)減薄量不能超筒體環(huán)縫詳圖簡(jiǎn)體縱縫詳圖過(guò)1mm,且進(jìn)口板材都是正偏差,(據(jù)測(cè)厚分別在80°±576.0~7.0mm,83.1~83.4mm),所以在中溫卷圓和校圓時(shí),不考慮減薄量也能滿足要求。SA203Gr.D+S3封頭厚度為837mm。按GB150-1998的要內(nèi)求,球形封頭減薄量為板厚的15%,故鋼板毛壞選用844mm,封頭成型后實(shí)測(cè)減薄3.3mm圖1筒體焊縫詳圖(2)為了保證SA203Gr.D+S3封頭母材的機(jī)(3)針對(duì)3.5Ni低溫鋼的焊接特點(diǎn),為保證焊縫械性能,封頭須正火+回火熱處理,其機(jī)械性能見(jiàn)表和熱影響區(qū)組織的韌性,在焊接過(guò)程中,必須嚴(yán)格控制線能量,在產(chǎn)品施焊過(guò)程中,盡可能采用小電流快褻2封頭母材的機(jī)械性能速多層多道焊,降低焊縫中的熱輸入,控制層間溫度a「a4中A。溫度以細(xì)化晶粒,提高韌性,對(duì)于無(wú)法實(shí)現(xiàn)多道焊的焊材質(zhì)MPa MPa %縫,可以通過(guò)采用退火焊道的方法,提高韌性,保證sA203GED+S55044241535-101質(zhì)量清根后,保證將滲碳層磨除,避免熱影響區(qū)5焊接工藝(HAZ)和焊縫韌性下降,接管根部要磨成圓角SA203GrD(3.5Ni)低溫鋼大厚度板材的焊接6熱處理工藝是設(shè)備制造中的難點(diǎn)。通過(guò)各種焊接性試驗(yàn)和焊接按圖紙要求,設(shè)備需要進(jìn)行整體熱處理。由于工藝評(píng)定試驗(yàn),為了保證焊接接頭的機(jī)械性能,特別設(shè)備長(zhǎng)達(dá)62m,根據(jù)我廠熱處理爐的能力要進(jìn)行分是低溫沖擊韌性。我們從以下幾個(gè)方面來(lái)保證:段熱處理和局部熱處理,對(duì)于SA-203Gr.D(3.5(1)焊材的選擇在滿足產(chǎn)品技術(shù)要求及相關(guān)Ni)上段設(shè)備的熱處理曲線如圖2所示。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的前提下,我們選擇低溫焊材的原則是:焊縫金屬的性能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,特別是焊縫的低溫沖擊性能不低于母材規(guī)定的最低使用溫度條件下的規(guī)定值,這樣就能夠保證我們?cè)贚爐混度產(chǎn)品制造過(guò)程中,具有足夠的韌性余量,滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求和使用要求。SA203Gr.D+S3(3.5N)鋼圖2熱處理曲線圖的焊材我們?nèi)繌娜毡具M(jìn)口(見(jiàn)表3),其低溫沖擊7無(wú)損檢測(cè)功(-101℃)一般都穩(wěn)定在100J以上。由于SA203Gr.D(3.5N)鋼焊接要求嚴(yán)格為了表3引進(jìn)的SA203Gr.D+S3(3.5Ni)的焊材及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷并盡快焊補(bǔ),在設(shè)備制造過(guò)程中,應(yīng)嚴(yán)自動(dòng)焊手工焊氫弧焊格進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。A、B類(lèi)焊縫要進(jìn)行100%RT檢母材GTAW驗(yàn),符合JB4730-94Ⅱ級(jí)要求,并20%UT復(fù)驗(yàn),符SA203Gr.D+S3/ LT-3N合JB4730-94I級(jí)要求;C、D類(lèi)焊縫要進(jìn)行100%TGS-3NBL-3NMT檢驗(yàn),符合JB4730-94I級(jí)要求;對(duì)接接頭、T(2)坡口型式的選擇為保證焊縫低溫沖擊性型接頭、角焊縫以及受壓件與非受壓件之間的焊縫能,盡量避免由于單層或單道焊對(duì)焊縫韌性的不良表面在熱處理前后均需作100%MT檢驗(yàn),符合影響我們?cè)谄驴谛褪降倪x擇中特別加大了坡口角JB4730-94I級(jí)要求。度,盡管焊接工作量加大了,但有利于實(shí)現(xiàn)焊縫的多該設(shè)備的制造工藝合理,質(zhì)量控制完善,主要技層多道焊,改善韌性保證產(chǎn)品質(zhì)量。SA203Gr.D術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的制造水平。