氣化爐制造過程關(guān)鍵質(zhì)量控制

郭福軍 梁榮

摘要：氣化爐是煤化工行業(yè)的重要關(guān)鍵設(shè)備，氣化爐的制造質(zhì)量對整個(gè)煤化工裝置的運(yùn)行有著具足輕重的影響。監(jiān)理單位作為獨(dú)立的第三方，全程參與了設(shè)備制造的質(zhì)量控制、進(jìn)度控制等工作。本文以多噴嘴對置式水煤漿氣化爐的工藝、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)入手，介紹了多噴嘴對置式水煤漿氣化爐制作過程中一系列制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制和檢驗(yàn)，如材料檢驗(yàn)、焊接控制、熱處理控制、無損檢測等檢驗(yàn)的要點(diǎn)，并對監(jiān)理過程中發(fā)生的極具代表性的問題進(jìn)行簡要分析和探討，論述設(shè)備監(jiān)理工作過程中采用的方法、相應(yīng)問題的處理以及對其他監(jiān)理工作的啟示性。

關(guān)鍵詞：“多噴嘴氣化爐”;“質(zhì)量控制”

1 引言

由于我國的“缺油、少氣、富煤”基本國情，我國能源需求和供給的不匹配要求行業(yè)需要積極尋找石油替代能源。發(fā)展新型煤化工是能源行業(yè)發(fā)展的必然途徑，同時(shí)也是我國的必然選擇，而煤氣化技術(shù)是發(fā)展煤化工的重要前提。多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)是由“華東理工大學(xué)、兗礦魯南化肥廠、中國天辰化學(xué)工程公司聯(lián)合開發(fā)的一種新型的具有國際先進(jìn)水平的新型氣流床氣化技術(shù)。[1]多噴嘴對置式水煤漿氣化爐是多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)氣化工序的核心關(guān)鍵設(shè)備。

2 項(xiàng)目背景

某公司為某公司80萬噸/年煤制甲醇項(xiàng)目生產(chǎn)了多臺(tái)多噴嘴對置式水煤漿氣化爐，該氣化爐采用中溫抗氫耐熱鋼為主要材料，具有工作溫度高壓力大、介質(zhì)易燃易爆，設(shè)備制造工藝復(fù)雜，設(shè)備成型要求較高等特點(diǎn)。

本文站在監(jiān)理獨(dú)立第三方的角度，對于監(jiān)理工程中發(fā)現(xiàn)的具有代表性的問題進(jìn)行分析，針對不同的問題，采用不同的處理方法及相應(yīng)應(yīng)對措施，以期對今后的監(jiān)理工作有較好的啟示意義和參考價(jià)值。

2.1 項(xiàng)目概況

作為監(jiān)理單位，在該項(xiàng)目中主要從事設(shè)備在制造單位制造階段的駐廠監(jiān)理檢驗(yàn)工作。該氣化爐由洗滌冷卻室部分、洗滌冷卻室部分內(nèi)件、洗滌冷卻環(huán)組件、氣泡分離器、燃燒室部分等組焊而成。洗滌冷卻室部分主要由法蘭、短節(jié)、下錐體、洗滌冷卻室部分殼體、內(nèi)錐封頭組件、接管、人孔組件、支座等組焊而成。洗滌冷卻室內(nèi)壁與介質(zhì)接觸部分堆焊E309+E316耐蝕材料。洗滌冷卻室部分內(nèi)件主要由環(huán)板、管、冷卻筒、噴水管、法蘭、螺栓等連接、組焊而成。燃燒室部分主要有燃燒室殼體、燒嘴接管、接管、球封頭、凸緣法蘭、托磚盤、吊耳等件組焊而成。

3 監(jiān)理工作范圍

氣化爐（涵蓋內(nèi)件、螺栓、螺母、八角墊）生產(chǎn)過程全過程質(zhì)量控制進(jìn)行駐廠監(jiān)造，即從制造單位資質(zhì)審查、制造工藝文件審查（包括裝配工藝、焊接工藝、無損檢測工藝）、人員資格審查（包括焊工持證情況、無損檢測人員資質(zhì)情況等）、原材料復(fù)驗(yàn)見證、PQR審查、筒體焊接質(zhì)量檢驗(yàn)、激冷室內(nèi)壁及接管法蘭堆焊檢驗(yàn)、無損檢測報(bào)告審查、主要部件尺寸檢驗(yàn)見證、熱處理前后設(shè)備外觀質(zhì)量和熱處理曲線報(bào)告審查、產(chǎn)品試板隨爐情況及最終熱處理后性能檢驗(yàn)見證、水壓試驗(yàn)見證、噴砂油漆外觀質(zhì)量及充氮保護(hù)以發(fā)運(yùn)前配品備件檢測等進(jìn)行全過程駐廠監(jiān)造。

3.監(jiān)理過程中遇見的主要問題

3.1 原材料復(fù)驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)由某公司提供的SA387Gr.11CL2 板材在MAX PWHT690±14℃×12h下復(fù)驗(yàn)了拉伸、425℃高溫拉伸、彎曲等項(xiàng)目;在MIN PWHT 690±14℃×4.5h下復(fù)驗(yàn)了Akv（-10℃）、HB等項(xiàng)目。在見證過程中發(fā)現(xiàn)高溫拉伸、Akv（-10℃）等項(xiàng)目不合格，導(dǎo)致部分鋼板報(bào)廢，需重新采購。

3.2 洗滌冷卻室筒體及燃燒室筒體環(huán)縫組焊時(shí)，采用SAW，采用的焊接要求規(guī)范如下：焊絲：UNION S2 CRMOФ4.0;焊劑：UV420TTR 參數(shù)：電流530～550A;電壓30V;預(yù)熱溫度180℃。而在實(shí)際施焊中，發(fā)現(xiàn)預(yù)熱不均勻（底部加熱位置預(yù)熱溫度下部180～200℃，上部施焊位置溫度130～180℃），施焊部位距離近火焰加熱部位溫差較大（超過50℃），產(chǎn)品延遲裂紋等缺陷較多，致使產(chǎn)品焊縫有較多返修，不利于產(chǎn)品質(zhì)量管理和進(jìn)度控制。

3.3下錐體與洗滌冷卻室筒體組對時(shí)，發(fā)現(xiàn)環(huán)縫對口錯(cuò)邊量超出標(biāo)準(zhǔn)允許要求（實(shí)際最大錯(cuò)邊量15mm，筒體壁厚105mm，下錐體壁厚120mm，超出GB150-1998標(biāo)準(zhǔn)要求[2] ）。

4.問題產(chǎn)生的原因

4.1 原材料供應(yīng)商提供的鋼板性能不合格，經(jīng)試驗(yàn)室分析，產(chǎn)生性能不合格的原因可能為鋼板在鋼廠配料時(shí)鋼材化學(xué)成分產(chǎn)生偏析以及鋼板在性能熱處理時(shí)控制不當(dāng)所致。站在第三方監(jiān)理的角度分析，最重要的原因是廠方在選擇原材料供應(yīng)商時(shí)不當(dāng)，致使該問題發(fā)生。

4.2 廠方給設(shè)備環(huán)縫焊接加熱的方式（兩個(gè)單根火把加熱）不符合要求，無法達(dá)到產(chǎn)品焊接均勻預(yù)熱≥180℃的要求。

4.3 下錐體與洗滌冷卻室筒體環(huán)縫錯(cuò)邊量偏差超差的原因之一下錐體高溫分片壓型后在恢復(fù)性能熱處理后有變形;原因之二是下錐體縱縫組焊及熱處理后產(chǎn)生較大變形，而在整體組焊完畢后無法進(jìn)行校型;原因之三是必須保證下錐體與激冷環(huán)、頂部預(yù)噴嘴接管的同軸度，致使產(chǎn)品無法通過調(diào)整減小錯(cuò)邊量。

5.問題的處理

5.1 發(fā)現(xiàn)原材料鋼板性能不符合要求時(shí)，及時(shí)向業(yè)主方作出預(yù)警;要求廠方分析問題產(chǎn)生的原因，及時(shí)給予我方及業(yè)主方回復(fù)。采用集智群策群力的方法，召集業(yè)主方、行業(yè)內(nèi)專家，廠方技術(shù)人員召開專題會(huì)議，協(xié)商解決相應(yīng)問題。同時(shí)要求廠方對于該鋼廠提供的所有板材進(jìn)行逐張復(fù)驗(yàn)，確保氣化爐最終所用原材料符合國家標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議要求。最終的方案為原不合格鋼板報(bào)廢，重新采購，并在鋼板在鋼廠生產(chǎn)時(shí)的重要過程即鋼板熱處理、性能試驗(yàn)等過程派駐監(jiān)理人員進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)見證監(jiān)造，以確保鋼板質(zhì)量并節(jié)約工期。

5.2 在產(chǎn)品制造過程中發(fā)現(xiàn)裂紋增多的初期階段，及時(shí)與制造單位焊接技術(shù)人員、項(xiàng)目管理人員、焊接操作人員等共同分享問題原因，采用魚翅圖逐項(xiàng)分析排除的方法，最終確定預(yù)熱方法不當(dāng)致產(chǎn)生延遲裂紋。在多方配合努力下，廠方改進(jìn)了預(yù)熱方式，由集中預(yù)熱改為半環(huán)狀均勻預(yù)熱，減小加熱部位和實(shí)際施焊部位的溫差，確保了后續(xù)焊縫焊接質(zhì)量，大大減小了裂紋等缺陷的產(chǎn)生，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

5.3 下錐體與洗滌冷卻室筒體環(huán)縫組對后，立即向業(yè)主方匯報(bào)了環(huán)縫錯(cuò)邊量超差的問題。并提出合理化建議，由制造單位出具NCR不合格品單，并制定可行方案，報(bào)業(yè)主方和氣化爐原設(shè)計(jì)單位審批。審批手續(xù)齊全后，方可進(jìn)行繼續(xù)生產(chǎn)工作。

6.處理成效

監(jiān)理方堅(jiān)持原則，不合格的原材料堅(jiān)決允許用于該批設(shè)備上，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。避免了業(yè)主方的重大安全風(fēng)險(xiǎn)，在保證質(zhì)量的前提下，與制造單位積極協(xié)調(diào)，擺事實(shí)，講道理，也得到了制造單位的支持和理解，避免了制造單位的聲譽(yù)的損失。由于采取了妥善的方法，對于已經(jīng)產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行了清除和補(bǔ)焊處理，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量。并對后續(xù)焊接采取了事先預(yù)防措施，做了了預(yù)防為主，避免了同類問題的發(fā)生，促使產(chǎn)品整體質(zhì)量得到了的提高。

7.預(yù)防和解決此類問題的見解

產(chǎn)品的安全質(zhì)量高于一切，原材料問題不容馬虎，必須堅(jiān)持原則。符合要求則使用;不符合要求，堅(jiān)決不允許用于產(chǎn)品制造，避免運(yùn)行中的安全風(fēng)險(xiǎn)，這是監(jiān)理方的重要責(zé)任和義務(wù)。對于業(yè)主方而言，做好供應(yīng)商的選擇可以部分避免此類問題的發(fā)生，這也是最簡單直接的方法。焊接是壓力容器設(shè)備制造生產(chǎn)的最為重要的環(huán)節(jié)之一，監(jiān)理人員應(yīng)嚴(yán)格把關(guān)，落實(shí)焊接工藝要求。而采用前瞻性管控預(yù)防為主的方法，可以避免問題累積和風(fēng)險(xiǎn)累積，是產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高。

總之，設(shè)備制造過程中出現(xiàn)各種問題是難于避免的，在保證核心質(zhì)量的前提下，應(yīng)予以制造單位方便，但是也要履行完整審批手續(xù)，使問題可控并留有完整記錄以備查詢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 多噴嘴對置式水煤漿氣化技術(shù)及其優(yōu)勢，王延坤，王偉，2008.01.005

[2] GB/T150.4-2011《壓力容器》

（作者單位：南京三方化工設(shè)備監(jiān)理有限公司）