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浅谈钛材换热器制造的质量控制

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  • 发布时间:2014-09-13
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精对苯二甲酸 (PTA)是重要的化纤原料 ,其生 产工艺是采用对二甲苯为原料,醋酸为溶剂、醋酸锰 为催化剂、氢溴酸为促进剂,与氧气反应生成PTA产品。此工艺路线温度高,压力高,且含溴离子的浓醋酸腐蚀性极 强。设备用材级别较高,在-些腐蚀环境较 为苛刻 的地方 (如氧化单元)使用了钛制列管式换热器。由于设备使用工况苛刻 、使用材质较高,设计要求较高,制造焊接难度较大。根据钛换热器的结构特点,该文介绍了该设备的质量控制过程 及要点。

1.2设备类型换 热 器 ;型 式 :B E M ;设 备 规 格 :1000×6900;设备材质:Q345R/TA2。

1.3设备工况壳 程设 计温 度 :230 ℃;设计 压力 :2.0/-0.1 MPal主体材质:Q345R保温要求 :有,介质:中压蒸汽。

管程 设计 温 度:230 ℃,设计压 力:2.0/-0.1 MPaI主体材质:TA2;保温要求:有,介质:醋酸、水、有机物。

2质量控制要点(1)制造环境的质量控制;(2)划线下料及坡 口加工的质量控制,(3)热气循环试验及 阳极化处 理的质量控制;(4)设备表面处理 的质量控制-(5)设备包装运输的质量控制。

3质量控制要点的主要内容及实施3.1制造环境的质量控制3.1.1洁净厂房钛 制换 热器制造 必须在 独立、封 闭的洁净厂房 内进行,与碳钢 产品严格 隔离,钛合金 设备如附有碳钢 零部件 ,其 碳钢 零部件的 制造应与钛合金及 不锈钢 件分开。工作场所要保持清洁、干燥 ,严格控制灰尘,通风 良好。施 工人员应衣 着整洁,组装、焊接 (特 别是换热管的组装焊接 )等工序施工人员应戴干净的手套,进入设备内部还应穿上干净 的鞋套。

3.1.2 工夹具使用工卡具应避免铁离子和其它污染,具体措施为:卷制筒节采用不锈钢卷辊 、衬有橡胶卷辊的卷板机,转胎滚轮衬有橡胶、工作平台衬有不锈钢 ,使 用吊装带 吊装 ,夹具接触部位垫软物、工件摆放垫木板、支撑架衬橡胶、使用不含铁离子的尼龙掺合氧化铝砂轮 (片),布砂轮、不锈钢丝刷、铜锤等专用。必须严格 控制表面 机械损伤 及飞溅物。

3.1.3检验环境为检验环境是否适合于钛合金设备的焊接加 工,采用非绕林铁 污染试验方法,即至少在要检测的环境 中分散放置20个点 ,放 置8 h后仅有 l~2个点试 纸变色 (呈橘黄色)则适 宜钛合金 及不锈钢 设备的焊接 加工,否则应清洁环境 。

3.2划线下料及坡口加工的质量控制3.2.1划线严格按 图样、排 板图要求划线 ,并按 规定画好50检查线。

3.2.2 下料下 料 采用 剪切 、水切 割、等 离子 等 方法,对于直线部分旧能采用剪切下料,弧形部位 采用等离子切割下料时应注意避 免火花溅落在材料表面上,切割边缘打磨去除污染层。

3.2.3坡 口加 工需要加工坡 口边缘应留2~4 mm的刨边余量。坡口采用机械加工,如刨边机 或铣边机加 工,坡 口加工严格按照图样及焊 接工艺要求进行。加工后应对坡口表面做渗透检验,以检验是否存在裂纹等缺陷。

3.2.4材料表面保护材料 表面从领料后要立即粘贴 保护层(距离边缘60范 围除外),防止磕碰划伤和铁离子污染3.3 热气循环试验及阳极化处理的质量控制3.3.1钛复合板设备热气循环试验热循环试验的目的①作者简介:贾敏 (1980-),工程师,大学本科,过程装备与控制工程。

钛钢 复合板设备复层在设计使 用寿命内不渗 漏是钛 钢复合板设备 制造的 1个难点。通 过对钛 钢复合板设备进 行热气循环试验,来保证设备正常运行。

由于钛钢复合板设备的纵、环焊缝处的复层盖板及接管内衬管与设备内壁的复层焊缝较多,钛的线膨胀系数又小于碳 钢和低碳钢,使钛复层在加热时处于受拉伸应力状态,若遇负压操作工况,如果复层上的钛焊缝应力过大 ,就容易出现开裂泄漏。

热循环试验 的目的是检 验设备在设计温度、压 力下的工作能力;使设备经受热循环来检测出材料、加工和制造质量的缺陷,提前发现存在的制造缺陷,保证设备更好的正常运行。

热循环试验的方法钛钢复合板设备制造完毕后,先通过气密、水压试验检查钛复层焊缝 ,确保无任何泄 漏方可 进行热气循环试验 。方法是模拟设备实际工况,在设计温度、压 力下对设备内通入 的氮气进 行热循 环,热 循环 时间不低于i h。

(1)设备 整体耐压试验 完成 后,才 能够进行 热气循环试验。在热 气循环试验过程中,应制定严格的安全保证措施和防护措施,为了保证安全,热循环试验介质采用氮气。

(2)由于钛盖板连接焊缝承载面积较小 ,为了防止在 热应力作用下,钛连 接焊缝开裂,在热气循环试验过程中,严格控制升温和降温速度以及保温时间。

(3)热气循环试验应严格按照标准和工艺要求进行,检验责任师及监造人员必须到现厨行检查和确认。

(4)热循 环试验完成 后,对所有钛复层焊缝进行氦渗漏试 验并进行 100%PT检测,对所有钛焊缝进行泄漏检查 ,无泄漏为合格。

(5)对钛 复层进行100%UT检 测,检查贴合率。如果有泄漏,进行补焊检查合格后,再重新进行热循环试验直到合格为止。

3.3.2、钛设备的阳极化处理阳极化处理的目的科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 25 Q:3§Science and Technology novation Herald阳极化 处理的 目的是去除金 属杂质对表面的污染,特别是铁离子污染,在钛表面形成持续的氧化保护膜,从而提高防腐蚀性能。

阳极化处理的程序(1)测试电源的极性,确保系统连接的正确性。

(3)通过电缆把需要阳极化处理的工件和正极连接。连接点-般应远离工件的工作区。对复合材料,可连接到基层金属上 。

(5)把 用海绵 包裹的不锈钢 电极完全浸泡在电解液 中。

(7)在需要处理的钛材表面上 (如管板 复层、钛密封面、所有钛焊接 接头及与腐蚀介质接触的钛材表面)慢慢移动海绵,并读取电表上电流读数。连续处理直到电流接近零,重复操作直到完成所有需要处理的区域。在此过程中,整个 钛表面应呈现连续不问断的蓝色,表明已形成了连续的钛氧化膜。

(8)检查 整个表面,确 保不 存在任何污染。在有污染的区域,污染物会发生化学反应 ,形成-串小气泡 。在这些情 况下,阳极化处理刷子应停留在污染区域,直到所有污染物产生的气泡完全消失,形成良好的氧化膜。污染物也有可能不产生气泡,而是呈现浅黄 色。使 用不含铁 离予 的砂纸或砂轮机械去除局部污染物后,再次对该区域进行 阳极化处 理,以确保 污染物完全被去除。

(9)完成阳极化处理后,工件表面应使用清 洁的纯水冲洗 ,并烘干 和进行必要 的保护。

3.4设备表面处理的质量控制设备制造完毕后 ,钛材内外表面进行清理和酸洗钝化处理,防止铁离子污染。所形成钝化膜采用蓝点法检验,无蓝点为合格。

碳钢表面 喷砂处理,并 按照油漆规范进行要求 的喷漆。

3.5设备包装运输的质量控制3.5.1 所有接管法兰用盲板 螺栓密封,再用塑料布包好,以确保运输过程中法兰密封面不被破坏。

3.5.2 根据图纸和技术文件要求,对设备进行充氮保护。 ,3.5.3整体设备运输中,临时支撑用鞍座及捆绑绳索,应做好与设备隔离。

4结语按照上述主要质量控制要求进行质量检验,严格把关,并有可靠的质 保证耩创 新 技 术施 ,才能确保钛制换热 器的制造质量。该钛制换热器在使用中运行情况良好,获得了用户的肯定。

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