PDF《制造及产 品监 检》

第26卷 第 4期 监察与检 验锆钢压力容器的 制造及产品监 检张大琳杨居农杨明倩 ( 驻马市质 量技术监 督检验测 试 中心 河南463000) ( 驻 马店 锅炉压力 容器检验 所 河南

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0 0 ) 摘要锆在常温下性能稳 定 ,具 有 比不锈 钢 、镍 基合 金及钛更优 异的耐腐蚀性能,而且 力学性能和工艺性能宜于制造容器和换热器、随 着国内化工行业的发展,许多强 腐蚀设备正逐步采用锆材,大大提高了设 备的寿命和可靠性,取得更好的经济效益由于其外形似铜,通 常称这种材料为锆材或锆钢、锆 铜属于特殊材料,其 设计、制造、工艺试验、检验检测过程与一般钢制压力容器具有显著不同,而国内目前 尚无锆压力容器制造、检验标准,只能参照国家现有的钢制压力容器标准,而锆的焊接和锆复合板验收只能参照美国ASME规范本文就醋酸工艺系统中锆铜压力容器设 计、制造、材料验收、焊接、无损检测、热处理、检 验检测、产 品监督检验方面进行一定的探索关键词锆钢压力容器产品监检Abs t raet Zi r c o n i u m h a s s t a b l e p r o p e r t y u n d e r t h e n o r ma l t e mp e r a t u r e, a n d mo r e o u t s t a n d i n g a n t i ―c o r ― r o s i v e p e r f o r m a n c e c o m p a r i n g t o t h e s t a i n l e s s s t e e l , t h e n i c k e l b a s e a l l o y a n d t i t a n i u m , i t s me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d t h e p r o c e s s i n g p r o p e r t y a r e s ui t a b l e f o r ma k e c o n t a i n e r s a n d h e a t e x c h a n g e r s .

W i t h t h e d e v e l o p me n t o f d o me s ― t i c c h e mi c a l i n d u s t r y, a n d ma n y d e v i c e s b e a r i n g p r o g r e s s i v e l y s t r o n g e r a n d m o r e c o r r o s i o n a r e u s i n g z i r c o n i u m m a t e r i a l i n o r d e r t o e n h a n c e l i f e a n d t h e r e l i a b i l i t y o f e q ui p me n t a n d o b t a i n t h e b e t t e r e c o n o m i c e f f ic i e n ― c y .Be c a u s e t h e s i m i l a r f o r m t o t h e s t e e l ,t h e y '

r e u s u a l l y n a me d a s z i r c o n i u m m a t e r i a l o r z i r c o ni u m s t e e

1 .Th e z i r ― c o n i u m s t e e l b e l o n g s t o t h e s p e c i a l m a t e r i a l , t h e r e a r e o b v i o u s l y d i f f e r e n c e s f r om g e n e r a l s t e e l p r e s s u r e v e s s e l o n d e s i g n i n g, m a n u f a c t u r e, e n g i n e e r t e s t i n g a n d e x a mi n a t i on p r o c e s s . Th e r e a r e s t i l l n o t t h e z i r c o ni u m p r e s s u r e v e s ― s e l ma n u f a c t u r e a n d i n s p e c t i on s t a n d a r d s a t p r e s e n t d o me s t i c a l l y t h a t e x i s t i n g s t a n d a r d s o f s t e e l p r e s s u r e v e s s e l a n d we l d i n g z i r c o n i u m a n d z i r c o n i u m c o m p o s i t e p l a t e a c c e p t a n c e o n l y r e f e r t o t h e ASM E s t a n d a r d s . Th e a r t i c l e s t u d― i e d t h e z i r c o n i um s t e e l p r e s s u r e v e s s e l d e s i g n, m a n u f a c t u r e, a c c e p t a n c e o f m a t e r i a l s,we l d i n g, n o n ― d e s t r u c ・ t i v e i n s p e c t i o n, h e a t t r e a t m e n t , e x a m i n a t i o n a n d p r o d u c t s u r v e i l l a n c e e x a m i n e s i n t h e t h e a c e t i c a c i d c r a f t s y s t e m a n d s u p p l i e s t h e r e f e r e n c e . : cv w ords Zi r c o n i u m s t e e l P r e s s u r e v e s s e l s P r o d u c t s u p e r v i s e a n d i n s p e c t i o n 锆是一种银灰色金属,有光泽,熔点1852~C, 密度649g/cm. , 声速4650m/ s . 锆在常温下性能稳定,具 有比不锈钢、镍基合金及钛更优异的耐腐蚀性能,而且力学性能和工艺性能宜于制造容器和换热器.近年来我国化工工业发展迅速,醋酸、硝酸、过氧化氢、农药等企业,锆 钢压力容器的应用越来越多,这就必然涉及到锆钢压力容器的制造和检验.醋酸工艺中的脱氢塔、转化釜、反应釜等,介质为碘甲烷、碘化氢的系统设备,采用锆或锆复合板制造.由于锆及锆复合板压力容器的制造特殊 性 ,国 家 目前 尚没 有这方面专门的标准和规范.由此产生的问题,是 值得讨论和研究的,本文就锆及锆复合板压力容器制造过程的特殊工艺以及产品监督检验.通过实践提出笔者的看法,供参考._. | | 、 生产过程特点I囊j1.1设计 标准 参考GB

1 5

0 ( 或GB

1 5 1) 、HG

2 0

5 8

4、 《 压 力容 器安全 技术 监察 规程》 . 锆复合板设备的强度设计不包括复合层厚度;

复 合板封头基材的成型减薄量按其公称厚度的12% 计算.1.2无损 检测标 准JG/ T

47 30.1~47

30 6 R T:AB级Il级合格(基材),锆材设备检测灵敏度应经实验获得.UT: I级合格.PT: I级合格.1.3材料验收压力容器制造单位对锆材的验收应按照业主订货合同,检查包装、标记、数量、规格以及材料合格证、质量证明书等.并对化学成份、力学性能进行复验,锆材出厂均应为退火状态.锆复合板的验收,压力容器制造单位除对基材和复材验收外,还应对复合板贴合率进行验收,复合板出厂应为消除应力热处理状态.复合板的贴合率按照ASME B

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8 《活性难熔金属复合板标准》超声检验A级合格,贴 合率大于99% , 单个缺陷长度不大于25mm ;

厚板复合板封头(为减少成型过程的变形量)宜采用瓜瓣(6+1) 形式,瓜瓣成形后按ASME B

8 9 8超声检验B级合格,贴合率大于97%,单 个缺陷长度小于75mm. 复合板表面应经100% P T检验(JB/T4730.5) I级合格.表面深度≤1mm 的单个缺陷允许修补;

复合板的剪切强l中国特种设备安全 i

2 9 度应≥1

4 0MPa;

检验合格后所有锆材表面应贴牛皮纸保护.锆材的焊接采用钨极氩弧焊,氩气纯度为99996% ~9 9.

9 9

9 % , 露点温度不大于一50℃ ;

填充料采用ERZ r 一2专用焊材.其他材料如:复合 板基材,锻 件等按国家相 应标准验收.锆 材 与锆 零件应单独存放,不 得与黑色金属混放.1.4焊工及焊接工艺评定锆材焊工应单独进行锆材焊接的考试,考 试项目设 置参 照《锅炉压 力容 器压 力管 道焊 工考试 与 管理规 则》,满 足压 力容器 生产 要求. 锆板 的 焊接 工艺评 定按 照ASME l x 《 焊接》(2004)要 求进 行 ;

锆 复合板的焊 接工艺评定,只进行基材的焊接工艺评定,复 层评定只进行化学成份分析.1.5下料 与成 型锆设备制造应在通风、干燥、防尘的专用厂房内进行.锆材的下 料和标记移植应使用记号笔或粘贴标签的方法,如 果后续工序可以去 除的部分,允许打洋冲眼.下料切割采用等离子切割或水下切割,避 免火花飞溅到锆材表面,切 割后用切削、磨(专用砂轮片)或其他机械方法去除污染.加工下的锆材细屑应及时清理,避 免发生自燃 .

1 .

6 焊接锆材的焊接采用钨极氩弧焊并专用保护罩,双面氩气保护.锆焊材必须进行除氢和清洁处理.坡口采用机械加工,焊前坡口两 侧25mm 范围进行机械清理 和(丙酮或酒精)脱脂处理.焊 接过程中........