換熱器管子_管板模塊試驗

1、 制 造 與 安 裝 換熱器管子/ 管板模塊試驗沈衛(wèi)中(江蘇省化工壓力容器檢驗檢測中心站 ,江蘇 常州 213003)摘 要 :一效～五效換熱器管板為爆炸復合板 16Mn Ⅲ+ 90Cu10Ni ,管子為 90Cu10Ni 高通量管 ,管子管板焊接采用 SMAW ,結構為傳統(tǒng)的端面焊接 ,管頭伸出 3 mm ,管子管板接頭要求 100 %RT 探傷。換熱器管子/ 管板模塊試驗是施工前的焊工技能評定 ,要求對參

2、與焊接的每位焊工進行此項評定。關鍵詞 :模塊 ;高通量管 ;90Cu10Ni ;ERCuNi (C71580)中圖分類號 :T Q05115 文獻標識碼 :B 文章編號 :1001 - 4837(2005) 12 - 0029 - 03H eat Exchange Tube - tubesheet Mock up TestingSHEN Wei - zhong(Jiangsu Province Chemical - indu

3、stry Pressure Vessel Inspection Center ,Changzhou 213003 ,China)Abstract :Material of explosion cladding plates tube - sheet for the first～fifth effect re - boiler were 16Mn( Ⅲforging) + 90Cu10Ni ,material of tubes were

4、90Cu10Ni (high flux tube , UOP offer) , SMAW was applied totube - tubesheet fillets ,the joints were required to 100 % radiograph. Required per - attendee to weld m ockup and welder’ s ability should be confirmed.K ey wo

5、rds :m ock up ;high flux tube ;90Cu10Ni ;ERCuNi(C71580)1 概述換熱器管子與管板焊接的模塊試驗被揚子石化- 巴斯夫 (以下簡稱 BASF - YPC) 明確要求 ,作為國際招標工程要求的模塊試驗與焊接工藝評定 (WPS/PQR) 有所不同 ,WPS 是為焊工或焊接操作工按規(guī)范要求制造產(chǎn)品焊縫提供指導的書面文件 ,評定的是焊件的性能 ,而模塊試驗是測定焊工熔敷優(yōu)質焊縫的能力 ,是對

6、焊工的焊接技能評定 ,在訂單開工前必須進行 ,要求對參與焊接的每位焊工進行評定 ,模塊試驗過程由業(yè)主或項目管理組全程見證和檢查 ,試驗要求按 BASF - YPC 標準 40 - 010 - 00 - 0 - 0 - 00- 015《管子/ 管板接頭技術要求》 進行。模塊試驗實際是遵從 ASME 鍋爐壓力容器規(guī)范第九章 (Boilerand Pressure Vessel C ode Section IX) :焊接和釬焊合格評定(Wel

7、ding and Brazing Qualification) 中第三章技能評定要求。BASF - YPC 工程涉及 6 臺高通量管換熱器 (一 效 換 熱 器 ～ 五 效 換 熱 器 , 換 熱 器 型 號BEM) ,下面以一效換熱器為例對過程和要求作簡單介紹 ,一效換熱器技術條件見表 1。表 1 一效換熱器技術條件項目 設計壓力(MPa)設計溫度( ℃ ) 介質 焊縫系數(shù)管程 215 280 水、 含水乙二醇、 廢堿 1殼程 2

8、15 280 蒸汽 12 試驗準備2. 1 管板爆炸復合板按 G B/ 13238 — 91 驗收 ,材質 16MnⅢ+ 90Cu10Ni (C70600) ,其中 90Cu10Ni 符合 ASME IISB171M — 2001 ,從板(爐號 121792 復材/ 03G 445 - 1/2 基材 ,10 + 122 mm) 上截取兩塊模塊試件 ,長 × 寬· 9 2 ·圖 4 模塊管/ 管板

9、接頭示意圖2. 4. 4 附加措施90Cu10Ni 屬于有色金屬的白銅類 ,由于 Ni 能無限固溶于 Cu ,其導熱性和導電性與碳鋼十分接近 ,焊接性能遠優(yōu)于其它銅合金 ,焊前無需預熱 ,但對S、 P、 Pb 比較敏感。焊接時管內塞上一根長 50 mm與管徑大小差不多的紫銅或白銅棒 ,銅棒能吸收焊接熱量 ,既可防止管口氧化又可防止燒穿 ,由于銅棒阻擋 ,焊接時氬氣不會很快流失 ,保護更好 ,電弧更集中 ,焊接質量會更好 ,銅棒位置如

10、圖 5 所示。圖 5 工藝銅棒位置示意圖2. 4. 5 焊接工藝條件(1) 焊前清理 :焊前仔細清除模擬管板孔內的氧化膜、 油污、 鐵銹、 水分及其它污物 ,并用丙酮擦洗干凈 ;(2) 固定 :點焊 ;(3) 點焊位置 :如時鐘的 3 點和 9 點位置 ;(4) 預熱 :無 ;(5) 層間溫度 : < 60 ℃;(6) 焊接工藝 :見 WPS2003268 - 11 and PQR Ws/CuNi - 74 ;(7) 保護

11、氣體 :Ar 氬氣 99199 % ,流速 15 L/ min ,噴嘴直徑 10～14 mm;(8) 電壓 :20 V ;(9) 電流型式 :DCEN 直流正接 ;(10) 電流 :100～140 A ;(11) 焊接速度 :40～80 mm/ min ;(12) 焊機型號 :NAS - 400 ;(13) 焊接順序 :如時鐘位 ,從 6 點位到 3 點位再到 12 點位 ,再從 6 點位到 9 點位再到 12 點 ,第二層錯開接頭。3

12、 焊縫檢驗及合格標準3. 1 宏觀及滲透探傷檢查不允許有裂紋、 焊瘤、 氣孔、 夾雜、 凹坑、 偏弧、 飛濺等表面缺陷 ,咬邊深度 ≤ 015 t (管壁厚) ,參考標準 ISO 6520 - 1 ,本次檢驗焊縫外觀規(guī)則整齊 ,光滑美觀 (見 圖 6) ; 滲 透 探 傷 檢 查 按 EN571 - 1 或ASME Ⅴ 1Art1 6 執(zhí)行 ,本次表面滲透探傷檢查合格。圖 63. 2 射線探傷檢查結果將模塊從反面削薄到 6

13、mm ,如圖 2 進行 X 射線探傷 ,發(fā)現(xiàn)有極少量氣孔和一些夾鎢 ,由此可見工藝中對氣孔的控制是有效的。經(jīng)檢查和分析 ,夾鎢的產(chǎn)生主要是由于鈰鎢極 ? 215 mm 棒端部修磨太細 ,焊工操作瞬間電流過大造成的 (在 160～170 mA間) ,控制以上兩項后夾鎢現(xiàn)象也得到了改善。氣孔接受標準按 21411 條要求 ,表 6 為 RT檢驗超標缺陷數(shù)量的接受范圍。表 6 樣塊超標缺陷數(shù)量要求首個樣塊超標缺陷數(shù)量第二個樣塊超標缺陷數(shù)量

14、 I 級 II 級 III 級0 不需要第二樣塊 ×1 0 ×≥ 1 ×≥ 2 第二樣塊不被允許 ×注 :等級 III 為不合格。經(jīng)二次模塊試驗 ,焊工和模塊全部通過模塊試驗 ,進入生產(chǎn)作業(yè)過程。模塊試驗并非焊接工藝評定 ,無金相檢驗要求。4 結論一效～五效 BEM 型換熱器 ,由于使用工況惡劣 ,用材比較特殊 ,焊接要求高。 (下轉第 3 頁)· 1 3 ·第 22 卷第