尿素合成塔制造工艺

尿素合成塔制造工艺内容摘要：

通常采用酚酞溶液或试纸于检漏管末端检测即可发现，而无需采用蒸汽扫描检漏法。 从国外引进的大型尿素合成塔和国内制造的 52万吨 /年尿素合成塔均采用 C型结构，也没有采用蒸汽吹扫的方法检漏，这样的话，检漏孔中的堆焊质量要求就可降低一些，能节约成本。 这一点在国内中小型尿素塔设计中还未得到认可。 图十 尿素塔检漏孔结构 a 11 图十 尿素塔检漏孔结构 b 图十 尿素塔检漏孔结构 c . 投产制造前的技术准备和制造过程中的质量控制 尿素合成塔是所有高压容器制造技术要求最高的一种。 为了保证设计和制造质量，现在世界上有影响的压力容器规范都规定了设计和制造过程中质量保证体系及严格的质控程序。 首先，根据用户提供的工艺条件和安装要求，进行机械施工图设计，然后交给用户咨询机构审查认可，再交第三方监督机构审查认可，如有个别修改意见，制造厂还必须认真进行修改或 做出 满意的解释，最后才能作为正式的施工图进行制造。 12 其次，在结构上比较重要的焊接部位，在投产之前做好工艺评定试验。 某些工艺评定要第三方监督检验机 构的代表或用户技术咨询机构代表（专家）在场下进行，其结果必须得到他们的签字认可。 以 00Cr17Ni14Mo2 耐尿素腐蚀的奥氏体不锈钢衬里为例子的多层包扎式尿素合成塔，在制造之前要完成下列一些焊接工艺评定试验。 参见图八。 图八 尿素合成塔焊接结点示意图 1） J1，衬里内筒 00Cr17Ni14Mo2改良型，对接焊缝手工焊工艺评定。 焊条BM310MoL， (00Cr25Ni22Mo2型 )。 2） J2~4层板纵焊缝手工焊和埋弧自动焊工艺评定。 焊条、焊丝和焊剂应与层板相匹配。 3） J5~6 多层筒节与多层筒节的焊接 工艺评定包括钨极氩弧打底、手工焊 +埋弧自动焊 +手工焊不锈钢衬里焊道。 4） J7，球封头拼焊，手工焊 +埋弧自动焊。 5） J8a/b，球封头内壁带极堆焊加手工堆焊，分为过渡层和耐腐蚀层。 6） J9，上封头与人孔法兰的焊接，如 19Mn6+20MnMo，手工焊 +自动埋弧焊。 7） J10，多层筒节与球封头的环焊缝焊接。 8） J14，人孔顶盖与物料管的焊接如 20MnMo+00Cr17Ni14Mo2N 改良型。 13 手工焊。 9） J15，球形封头与物料管的焊接，如 19Mn6+00Cr17Ni14Mo2N 改良型。 手工焊。 10） J30，检漏孔的焊接，手工焊。 为了严格执行焊接工艺，参加主要零部件焊接的焊工和焊接操作工，如衬里焊缝、带极堆焊和手工堆焊、外壳层板的自动焊和筒体环焊缝的焊接、球封头拼接焊缝的焊接等，都必须按以上评定合格的焊接工艺进行培训和考试，考试合格后方可上岗操作。 这些考试也必须有用户咨询机构代表和第三方监督检验代表在场的情况下进行，考试结果必须得到他们的签字认可。 在制造过程中，还规定了第三方监督检验代表及用户驻厂检验代表监督检查控制工序，一般分为“ W”（ Witness）目击，“ H”（ Hold）停止和“ V”（ View）检查，三个程度不同的质量控制点。 在 W 点，第三方或用户驻厂代表要到现场见证该工序的进行，如果因故无法到现场可以事先书面申明放弃，该工序完工后可以转入下道工序，在完工后的记录文件上签字认可。 在“ H”点，第三方或用户驻厂代表必须在执行该工序时到场监检，未经认可，不得转入下道工序。 在特殊情况未能到场，可以委托厂方检验人员代办，但在完工后的检验记录仍应经其签字认可，如发现有问题，制造厂应负责作出完满解释或提供证据证明质量是符合规定要求，否则必须返工。 在“ V”点是对有关文件和记录进行审查，有疑问时应由制造方进行解释或作 出补充证据。 所有质量证明文件都必须经厂方检验人员签名和注明日期并编上工作令号和零件号、制造厂产品序列号。 经过第三方和用户代表监检的工序检查记录还应由他们签章及注明日期。 制造厂可以编制检验计划表（ Check list）或和制造流程图（ PROCESS FLOW CHART）提供给第三方监检机构或用户代表，作为他们进行施工过程中进行监检的依据。 制造厂自己编制的工艺过程卡也应标明检验工序，依据标准以及工序完工后工作者、检验员的签字栏，作为厂方制造过程中质量控制用。 . 制造流程（典型的φ 塔流程图见附件） 典型的尿素合成塔制造主流程如下： 衬里内筒 →材料复验→下料→卷园（ DT）→纵横坡口加工（ DT）→焊接（带试板）→校圆→ FT、 PT、 RT→焊接试板腐蚀试验（五个周期）及选择性腐蚀检查→装配内衬胎→装配包扎盲层板→焊接（不满焊）→包扎焊接层板→第一层 14 MT、 HT→继续包扎焊接层板→逐层检查包扎贴紧度→钻警报气→最后一层纵缝不铣磨平要作 MT、 HT→加工环缝坡口（ DT）→钻镗检漏孔（ DT）→环缝坡口封焊→ PT→筒节与筒节组对焊接→ FT、 PT、 RT、 HT→筒体与（ 封头组件 ）上下封头部件组对焊接（ DT）→ FT、 PT、 RT、 HT→组对内件→ FT、 PT→焊检漏管→氧密→总检→氨渗漏试验（内控）→装配管口密封紧固件→充水进行水压试验→进行外壁应变测量（如果有要求的话）→放水清洗内壁→氨渗漏试验（验收依据）→最终检验→清理、打磨（需要的话）→ PT、 MT（外壁）→油漆→装运→发送。 注： DT尺寸检验 PT液体渗透检测 RT射线探伤检测 FT铁素体检测 MT磁粉检测 . 材料验收和复验 尿素合成塔的材料分为两大类。 一类为碳钢，主要是用于承受内压及 载荷的受力元件如外壳、封头、顶盖、吊耳及紧固件等，另一类主要是用于抗尿素介质腐蚀作用为主的不锈钢，如衬里板、堆焊材料、内件以及物料接管等，其中物料接管也要承受内压和管线载荷。 尿素合成塔碳钢类承压件的采购和验收按现行的压力容器规范如 GB150、ASMEII以及有关政府法规如国家质量技术监督局的《压力容器安全技术监察规程》的规定进行采购和验收、复验即可。 而耐尿素腐蚀的材料必须按专业标准如GB9842尿素合成塔技术条件、用户提供的工程标准进行采购和验收及复验。 这类材料采购之前应编制详细的材料采购说明书，提出采购 的材料品种、规格、数量、质量标准、质量证明书的类别、供货状态等等要求。 材料到厂后即按采购说明书的规定进行百分之百或抽查复验，如复验不符合采购说明书的要求，可以要求供方一起复验，或请第三方仲裁复验。 不锈钢材料到厂后至少应作下列内容的复验。 1）板材、管材、棒材及锻件等原材料 a) 按炉批号复验化学成份； b) 逐件测定铁素体含量； c) 同一熔炼炉号、同一规格、同一热处理号的原材料，应按下列规定抽样进行晶间腐蚀倾向性试验，试验方法按 HG/T3173或工程标准规定。 当总数超过 5件时，每 5件取 1个试样，剩余不足 5件取 1件试样； 15 当总数为 5件时，取 2个试样； 当总数不足 5件时，取 1个试样。 在取 2个以上试样时，不得取自同一件原材料。 试样的制取应符合 HG/T3172或工程标准的规定。 d) 经晶间腐蚀倾向性试验后的试件应按有关规定进行选择性腐蚀检查及金相检查，试验方法按 HG/T3174或工程标准的规定。 e) 应逐张检查衬里板的尺寸、外形（平面度按 GB4237 I 组板要求）及表面质量，发现表面有深度划痕、过酸洗麻点等应打磨后进行超声波测厚，厚度小于设计值应拒绝验收，或经用户评审认可后方可使用。 f) 外径大于 12mm 的不锈钢高压无缝管应逐根进行超 声波探伤，并应符合JB4730的规定。 2）焊接材料 应按炉（批）号复验焊条、焊丝、焊带及焊剂等焊接材料的熔敷金属的化学成份、铁素体含量、晶间腐蚀倾向试验、选择性腐蚀检查及金相检查。 按照国际先进国家规范的要求，内筒材料的检验证书型式应符合 DIN5004 类的要求即这种材料除了供应厂出具检验报告和合格证书外，还必须由用户（设备制造厂）或最终用户委托的第三方监督检验机构的代表进行复查或到钢厂监督检验。 如果没有这样做，那么材料发到制造厂后，制造厂必须按采购说明书的规定重新抽验。 抽验的内容主要是化学成份、 铁素体含量测定、晶间腐蚀倾向试验和选择性腐蚀深度检查以及板面质量、规格尺寸等。 在进行铁素体测定时，由于不同型号的铁素体仪其测定值相差较大，因此要用经第三方监检机构认可的铁素体仪进行检测。 原材料的质量证书和复验报告都应经第三方监检机构代表审查签字认可。 . 主要零部件的制造 ㈠筒体的制造 如前所述，筒体是整个尿素合成塔的主要部分。 筒体由许多筒节组焊成，就拿φ 36m尿素合成塔（多层包扎式）为例，筒体共分 11 节，其中 10节长2980mm， 1 个筒节 1800mm，总长度 31600mm。 每一个筒节都 是由外层层板、盲层和衬里内筒组成，它们的制造工艺过程简要叙述如下： 16 1）内筒 内筒的制造工艺过程是： ⑴原料检验（包括腐蚀试验和机械性能试验）→⑵按内筒展开周长划线、留有切割量和卷圆带头直边量→⑶标志移植。 将材料牌号、炉批号、板号或其本厂代号，用不含氯离子或金属养料的记号笔（可防水而不褪色）抄写到将要下料的板面上→⑷剪切下料→⑸在卷板机上卷圆，当两头弯曲圆度达到要求后取下。 注意：卷板机应专用，上辊不能有焊渣、焊瘤，最好在上辊套一不锈钢套筒。 避免衬里内筒卷制过程中压出麻点或划伤以及铁离子污染。 →⑹在专用的夹 具上切除两端直边余料并刨出纵焊缝坡口→⑺纵向焊缝坡口表面着色探伤。 不得有。