渣油加氫反應(yīng)器鍛造筒節(jié)監(jiān)督檢驗(yàn)介紹

（遼陽石化公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

渣油加氫反應(yīng)器鍛造筒節(jié)監(jiān)督檢驗(yàn)介紹

郭威，石爽，莊志勇

（遼陽石化公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

該文對(duì)渣油加氫裝置反應(yīng)器鍛造筒節(jié)監(jiān)督檢驗(yàn)工作的遵循規(guī)范、監(jiān)檢內(nèi)容、試樣制取要求做了簡(jiǎn)單的介紹，為了解大型反應(yīng)器鍛造筒節(jié)材料監(jiān)檢工作流程提供初步的認(rèn)識(shí)。

渣油加氫；鍛造筒節(jié)；反應(yīng)器

1 鍛造筒節(jié)監(jiān)督檢驗(yàn)的原因及必要性

（1）監(jiān)督檢驗(yàn)是TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程“第6部分監(jiān)督檢驗(yàn)”中的強(qiáng)制性規(guī)定，是壓力容器制造過程中的重要環(huán)節(jié)。是在壓力容器制造單位的質(zhì)量檢驗(yàn)、檢查與試驗(yàn)合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行的過程監(jiān)督和滿足基本安全要求的符合性驗(yàn)證。

（2）渣油加氫反應(yīng)器對(duì)原材料的性能要求高。渣油加氫反應(yīng)器是渣油加氫裝置的核心設(shè)備，采用鍛焊結(jié)構(gòu)制造，長(zhǎng)期在高溫高壓和臨氫環(huán)境下工作，高溫氫氣對(duì)鋼材有明顯的裂化作用，在設(shè)計(jì)制造方面除滿足一般壓力容器規(guī)范的要求外，還應(yīng)對(duì)主體材料的鍛造檢驗(yàn)、驗(yàn)收作出更加具體詳盡的嚴(yán)格要求，保證制造質(zhì)量。

（3）反應(yīng)器筒節(jié)制造周期長(zhǎng)加工難度大。目前渣油加氫裝置的建設(shè)均采用雙系列設(shè)計(jì)，處理量大，反應(yīng)器臺(tái)數(shù)多，直徑都在4m以上，高度都在十幾米以上，受限于機(jī)加工能力，需制造多節(jié)高度在3～4米的筒節(jié)進(jìn)行組焊成形，每個(gè)筒節(jié)制造時(shí)需澆注鋼水量接近400t，從熔煉至精加工完成需4個(gè)月時(shí)間，單臺(tái)設(shè)備制造周期12個(gè)月左右。

（4）鍛造筒節(jié)的制造是對(duì)壓力容器安全性能和是否按期交貨有重大影響的關(guān)鍵項(xiàng)目。必須確認(rèn)制造廠生產(chǎn)的產(chǎn)品化學(xué)成分、力學(xué)性能、回火脆化傾向性等是否符合設(shè)計(jì)技術(shù)條件，不能影響安全使用；只有經(jīng)過取樣程序、檢驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證合格后，方可進(jìn)行后續(xù)的設(shè)備焊接制造，保證交貨周期。

因此，必須由設(shè)備的最終用戶或用戶委托的具有制造監(jiān)檢資質(zhì)的單位派駐監(jiān)檢員進(jìn)行鍛造筒節(jié)的現(xiàn)場(chǎng)取樣見證，并對(duì)取樣鋼材依據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)制作試塊進(jìn)行的力學(xué)性能試驗(yàn)進(jìn)行監(jiān)督。

2 鍛造筒節(jié)的生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制

2.1 鍛造筒節(jié)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介

鍛造筒節(jié)主體材料應(yīng)采用電爐冶煉+爐外精煉的工藝方法生產(chǎn)的本質(zhì)細(xì)晶粒鎮(zhèn)靜鋼，其生產(chǎn)工藝工序?yàn)槿蹮掍撍ｈT錠→鍛壓鐓粗→沖孔→芯軸拔長(zhǎng)擴(kuò)孔→筒節(jié)壁鍛造毛坯成形。

2.2 鍛造過程的質(zhì)量控制

為保證最終的產(chǎn)品質(zhì)量，要對(duì)生產(chǎn)工序中的每道加工程序進(jìn)行必需的控制。質(zhì)量控制要求制造廠具有完備規(guī)范的質(zhì)量管理體系，監(jiān)檢單位也應(yīng)進(jìn)行監(jiān)督檢驗(yàn)。

熔煉鋼水過程中，按照“GB/T20066 鋼和鐵化學(xué)成份測(cè)定用試樣的取樣和制樣方法”標(biāo)準(zhǔn)“7鋼產(chǎn)品用鋼水 ”中規(guī)定的方法進(jìn)行取樣，測(cè)定鋼水中各金屬元素的含量，檢測(cè)鋼水中氫、氧元素的含量，保證化學(xué)成分與技術(shù)條件要求的材料化學(xué)成分一致。

合格鋼水進(jìn)行模鑄錠，鋼錠模的高寬比（H/D）平均值控制在1.1～1.3，鋼水澆注時(shí)控制溫度和澆注速度，有利于提高鋼料的致密性好和均勻性，進(jìn)而提高材料的機(jī)械性能，減少裂紋、重皮、縮孔、偏析等表面和內(nèi)部缺陷。

鍛壓過程主截面鍛造比不得小于3.5，保證金屬的力學(xué)性能和鍛件質(zhì)量。拔長(zhǎng)過程中控制送進(jìn)量、一次下壓量，減小一次變形量。

3 鍛造筒節(jié)的取樣過程和要求

3.1 鍛造筒節(jié)的取樣過程

鍛造成形的毛坯筒節(jié)為環(huán)形鍛件，進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、超聲探傷合格后，采用氣割方式去除緩沖塊，在筒節(jié)對(duì)角兩端各取一大尺寸樣塊，筒節(jié)端部處劃出樣塊標(biāo)記采用鏜床鉆孔方法切割。然后按照“NBT47008承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件”標(biāo)準(zhǔn)、GB/T20066標(biāo)準(zhǔn)及反應(yīng)器技術(shù)條件的要求制作化學(xué)成分分析、力學(xué)性能試驗(yàn)用的試塊，進(jìn)行化學(xué)成分分析和力學(xué)性能試驗(yàn)。

3.2 鍛造筒節(jié)的取樣要求

調(diào)質(zhì)熱處理時(shí)必須設(shè)置緩沖環(huán)或環(huán)段，將截面至少為 t·t （t為鍛件的公稱厚度）)的熱緩沖環(huán)或截面至少為t·t、弧長(zhǎng)長(zhǎng)度至少為3t的環(huán)段的邊緣焊接在鍛件的取樣端上，熱緩沖環(huán)或環(huán)段采用焊接性良好的碳素鋼或低合金鋼。筒節(jié)鍛件熱處理后切除熱緩沖環(huán)或環(huán)段，試樣取自鍛件上被熱緩沖環(huán)或環(huán)段所熱緩沖的區(qū)域。采用熱緩沖環(huán)段時(shí)，試樣應(yīng)取自鍛件上熱緩沖環(huán)段中間1/3 弧長(zhǎng)下的部位。 試樣位置應(yīng)距鍛件的熱緩沖面至少13mm ，距鍛件的熱處到理表面至少t/4。

選用適宜的切削熱緩沖塊、樣塊方法，避免切割過程中產(chǎn)生的熱量影響鍛件材料的力學(xué)性能。

力學(xué)性能試驗(yàn)樣塊的制取，按照NBT47008標(biāo)準(zhǔn)及反應(yīng)器技術(shù)條件的要求。

拉伸試驗(yàn)用樣塊在大樣塊的表面下T/2（T為筒節(jié)的名義厚度）處和1.6mm處取2件試樣，采用 “GB/ T 228 金屬材料 拉伸試驗(yàn)”標(biāo)準(zhǔn)中的 R4 (d = lOmm , Lo= 50mm) 尺寸，如受取樣尺寸限制，根據(jù)供需雙方協(xié)議，亦可采用 GB/T 228 中的 R7 號(hào)( d = 5mm. Lo= 25mm)尺寸。試樣軸線垂直于鍛件最大延伸方向，一塊進(jìn)行Min.PWHT（最小程度模擬焊后熱處理），一塊進(jìn)行Max.PWHT(最大程度模擬焊后熱處理)。按照GB/T 228進(jìn)行室溫拉伸試驗(yàn)，按照“GB/T 4338 金屬材料 高溫拉伸試驗(yàn)方法”進(jìn)行高溫拉伸試驗(yàn)。

沖擊試樣在大樣塊兩端對(duì)角部位的T·T/2處取樣，試樣軸線垂直鍛件最大延伸方向，一塊進(jìn)行Min. PWHT，一塊進(jìn)行Max.PWHT。采用“GB/T 229 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗(yàn)方法”要求進(jìn)行夏比沖擊試驗(yàn)。

回火脆化傾向評(píng)定試驗(yàn)在大樣塊兩端對(duì)角部位的T/2處取樣，試樣軸線垂直于鍛件最大延伸方向，一塊進(jìn)行Min.PWHT，一塊進(jìn)行Min.PWHT+S.C（階梯冷卻工藝）。

晶粒度檢驗(yàn)按照“GB/T6394 金屬平均晶粒度測(cè)定方案”要求試驗(yàn)，非金屬夾雜物檢驗(yàn)按照“GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)圖顯微檢驗(yàn)法”要求試驗(yàn)；取樣位置均在T/2處，試樣均進(jìn)行Max. PWHT。

若試驗(yàn)不合格，按照NBT47008標(biāo)準(zhǔn)“第7.5條復(fù)驗(yàn)”要求執(zhí)行。

3.3 取樣過程同時(shí)應(yīng)進(jìn)行的工作

對(duì)鍛造筒節(jié)的外觀質(zhì)量檢查。鍛件形狀、尺寸和表面質(zhì)量應(yīng)滿足訂貨圖樣的要求。應(yīng)無肉眼可見的裂紋、夾層、折疊、夾渣等有害缺陷。如有缺陷，允許清除，但修磨部分應(yīng)圓滑過渡，清除深度應(yīng)符合以下規(guī)定。

（1）當(dāng)缺陷存在于非機(jī)械加工表面，清除深度不應(yīng)超過該處公稱尺寸下偏差。

（2）當(dāng)缺陷存在于機(jī)械加工表面，清除深度不應(yīng)超過該處余量的 75%。

4 結(jié)語

渣油加氫反應(yīng)器鍛造筒節(jié)的監(jiān)督檢驗(yàn)，首先應(yīng)按“TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程”中的強(qiáng)制性規(guī)范執(zhí)行，符合其中的要求；其次，按相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、設(shè)計(jì)院技術(shù)條件要求、買賣雙方簽訂的技術(shù)協(xié)議及合同要求嚴(yán)格執(zhí)行取樣、試驗(yàn)程序；第三，接受委托的監(jiān)檢機(jī)構(gòu)應(yīng)認(rèn)真履行監(jiān)檢職責(zé)，依據(jù)監(jiān)察規(guī)程中的條款按程序監(jiān)督檢驗(yàn)聯(lián)絡(luò)、提出監(jiān)檢意見，并做好監(jiān)檢記錄；第四，設(shè)計(jì)院、最終用戶對(duì)監(jiān)督檢驗(yàn)的檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行審核，各項(xiàng)資料及制造廠出具的檢驗(yàn)報(bào)告應(yīng)做好整理存檔，設(shè)備供貨時(shí)作為隨機(jī)資料交付用戶。

[1]TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布，2016年。

[2]GB/T20066 鋼和鐵 化學(xué)成份測(cè)定用試樣的取樣和制樣方法.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布，2006年。

[3]NB/T47008承壓設(shè)備用碳素鋼和合金鋼鍛件.國家能源局發(fā)布，2010年。

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