吸收塔改造监检应重视的几个问题

樊继春

（福建省特种设备检验研究院三明分院，福建 漳州 365000）

1 序言

某化工企业吸收塔于2002年6月建成投用。该塔高48.4m，塔体材料，操作压力2.9MPa。塔体分成两段，下段直径2800mm，壁厚30mm，上段直径1800mm，壁厚22mm，上段有13个筒节。

2012年停产大修，在对该塔进行全面检验时，发现该塔最高处的7个筒节内壁有大量形状不规则的坑状腐蚀，局部腐蚀特别严重有20多处，最长连续腐蚀区120mm×50mm，腐蚀坑深度最大有7mm。该企业决定大修期间对吸收塔进行改造，更换这7个筒节及上封头，重新制作一塔段与原塔体组对焊接，更换的塔段材料采用不锈钢材料。塔段组对详见示意图。

福建省特种设备检验研究院三明分院对该塔段的安装改造进行监督检验。该塔的改造监检有以下三个特点：一是停产大修期间，临时决定更换腐蚀严重的塔节，制造安装时间非常紧，必须加班加点赶工才能按时完成，容易出现差错。二是由一家压力容器制造厂设计制造由这7个筒节及上封头组成的塔段，运到现场，再由另一家安装公司完成组对焊接和耐压试验。三是更换的塔段位于吸收塔的最高处，在吊装组对焊接后，如果塔段的制造质量和安装质量存在超标缺陷，将难以整改，可能影响设备的正常使用，甚至产生严重的安全隐患。

2 改造监检应重视的几个问题

2.1 重视对制造资料的审查

2.1.1 审查设计文件

虽然塔段只是半成品，也应按现行压力容器相关标准设计、制造、检验和验收。应有设计图纸，设计总图上应加盖压力容器设计许可证印章，设计、校核、审核签字手续完整。

2.1.2 审查出厂资料

塔段制造完成运到现场，制造单位应提供塔段制造合格证，塔段质量证明书，包括主要受压元件材质和复验数据、无损检测报告、外观和几何尺寸检查报告、塔段制造监督检验证书。虽然塔段不是完整的一台压力容器产品，但它是吸收塔重要组成部分，制造单位也应按照《压力容器安全技术监察规程》的规定提供这些资料。

2.1.3 材料交货状态应为固溶热处理

因为奥氏体不锈钢板在轧制过程中，组织内部会有碳化铬析出，引发晶间腐蚀。晶间腐蚀是形成腐蚀裂纹并导致泄漏的最主要原因。经过固溶热处理，使沉积在晶界上的碳化铬重新溶解到奥氏体组织中去，可以达到提高抗晶间腐蚀的能力。所以GB150.2－2011《压力容器》明确规定，奥氏体型（S3××××）钢板以固溶热处理状态交货[1]。

监检人员应核查筒体和封头的材料质量证明书是否符合标准的要求。如果设计文件有规定对奥氏体型不锈钢材料制造的容器进行焊后热处理，以及对封头成形后进行固溶处理，还应审查热处理报告。

2.2 重视对安装资料的审查

2.2.1 对安装单位安装资质的审查要严格

目前工程建设领域竞争很激烈，有资质的承包企业低价中标，再分包或转包给无资质单位施工的现象时有发生，应要求安装施工单位提供压力容器安装改造维修许可资格证书原件，证书中安装单位名称应与《特种设备安装改造维修告知单》和安装合同中安装单位名称一致。

吸收塔为Ⅱ类压力容器，按《压力容器安装改造维修许可规则》TSG R3001-2006的规定，该塔改造单位应具有1级压力容器安装改造维修许可资格，或具有D2类压力容器制造许可资格才能实施改造。

2.2.2 重视对施工方案的审查

2.2.2.1 检查焊工资格

因组对环焊缝一侧材料为不锈钢，另一侧材料为低合金钢，属异种钢焊接。焊接位置为横焊，焊件厚度22mm。按TSG Z6002－2010《特种设备焊接操作人员考核细则》，为了能适用焊件焊缝金属厚度，参加施焊的焊条电弧焊焊工应具有SMAW－FeⅣ－2G－12－Fef4考试合格项目[2]。

2.2.2.2 检查施焊工艺

焊接方法采用焊条电弧焊。根据焊件材料种类、性能要求、化学成分和工作条件来选择合适的焊材。组对焊缝为异种钢焊接，耐腐蚀要求一般，可选用普通奥氏体不锈钢焊条E309-16（牌号为A302）。组对坡口采用不对称的X型坡口，焊前将坡口清理干净，坡口两侧各100mm范围内涂上白垩粉，防止钢材表面金属飞溅物。

为保证焊接质量，合理安排焊接次序。先施焊内表面，填充焊缝内表面与母材平齐。用电弧气刨从外表面清根，再用角向磨光机打磨坡口，彻底清除熔渣，消除热影响区对焊接接头耐腐蚀性的影响，坡口边缘及根部露出金属光泽，然后再施焊焊缝外表面。为减少焊接应力，施焊时分多层焊接，在焊接工艺评定所确认的范围内，采用较小的焊接电流，较大的焊接速度，避免焊接接头过热。施焊时同时采取防风措施。

2.2.2.3 检查引用的焊接工艺评定项目

检查焊接工艺中引用的焊接工艺评定报告。组对焊缝两侧的母材为异种钢，按NB/T 4714-2011《承压设备焊接工艺评定》，属Fe-1类母材，属Fe-8类母材，应按这两类母材相焊进行焊接工艺评定。筒体壁厚为22mm，即焊件厚度为22mm，为了能适用于焊件母材厚度的有效范围，焊接工艺评定报告中的试件母材厚度T应大于10mm。因焊接位置的改变是次要因素，所以如果改造单位提供的焊接工艺评定报告的焊接位置不是横焊，就不需重新评定，但需重新编制焊接工艺规程[3]。

2.3 吊装前重视对更换塔段制造质量的检查

2.3.1 检查与塔壁连接的垫板材料是否与塔壁的材料相同

塔段在吊装前塔内壁焊接用于安装塔盘的支撑圈和支撑耳板，塔体外壁现场焊接平台和爬梯，上封头现场焊接用于装卸填料用的塔顶吊柱。所有支撑圈和耳板的材料应与塔壁材料相同，平台、爬梯和塔顶吊柱与塔体连接应有垫板过渡，垫板材料为不锈钢，不应采用碳钢材料，避免角焊缝渗碳，引起局部腐蚀。

2.3.2 检查筒节和封头材料标记并进行壁厚测定

因制造时间紧，有可能发生材料牌号和厚度差错，造成混用和误用。吊装前检查筒节和封头上材料标记是否与质证书一致，检测更换塔段各个筒节和封头壁厚值是否符合设计要求，并做好记录。塔段的几何尺寸、焊缝质量、接管方位由制造单位负责，但监检人员有必要在吊装前对一些重要项目进行抽查复核。

2.3.3 检查塔段是否进行酸洗、钝化

为了消除奥氏体不锈钢制容器表面形成的油污、擦伤、铁锈及金属飞溅等污物，使其表面清洁、光亮、均匀，改善工件的外观质量，提高产品的耐腐蚀性能，因此，对有抗腐蚀要求的奥氏体不锈钢制容器表面应进行酸洗、钝化处理。焊缝及热影响区的酸洗钝化起生成牢固保护膜防止腐蚀的作用，如果酸洗钝化不足或有缺损，应补做。

2.4 重视组对直线度的检查

更换的塔段与吸收塔吊装组对时，如果直线度超标将造成塔体倾斜，塔内液体分布器就无法安装水平，投用后会造成液体沿塔壁的不均匀流动，可能引起冲刷腐蚀，所以应严格控制组对的直线度。组对时在地面上架设两台经纬仪，测量组对直线度，两经纬仪相互成90°，在两个方向同时观测。按JB/T4710-2005《钢制塔式容器》的规定，任意3000mm长度筒体直线度偏差≤3mm，同时筒体总长度＞15000mm时，筒体直线度总偏差≤0.5L/1000+8。垂直度符合要求后，才能将更换塔段组对点焊固定。

2.5 重视对耐压试验过程的监督

（1）耐压试验前的准备。试压液体用洁净水，试压前先取水样化验，试压用水氯离子含量不应超过25mg/L，应审查氯离子含量分析化验报告。

（2）耐压试验时采用两个量程相同并且经过检定合格的压力表，在塔顶便于观察的部位安装一只压力表，在试压泵出水口与设备进水口之间安装一只压力表。

（3）根据TSG R7001-2004《压力容器定期检验规则》[4]，在用容器的耐压试验压力为本次检验核定的工作压力的1.25倍。耐压试验前，应当对压力容器进行应力校核，其环向薄膜应力值在液压试验时，不得超过试验温度下材料屈服点的90%与焊接接头系数的乘积。校核应力时，所取的壁厚为实测壁厚最小值扣除腐蚀量。

2012年全面检验时，用超声波测厚仪检测塔体每个筒节、封头、接管和变径段的壁厚，与上一次全面检验的测厚值比较，确定平均年腐蚀速率，据此计算出到下次全面检验时筒体、封头、接管和变径段所需的有效厚度，再根据圆筒的计算应力公式，算出耐压试验时筒体的环向应力，再进行应力校核。

（4）试压合格后对组对焊缝内外表面进行酸洗钝化。

3 结束语

吸收塔是合成氨生产企业重要的大型塔类设备，其更换塔段的改造监督检验与其它容器的改造监督检验相比有特殊之处。监检工作不能只偏重于对组对环焊缝焊接质量和耐压试验的监督，而应重视对制造资料和安装资料的审查，重视在组对焊接前对更换塔段制造质量的检查，重视对组对垂直度及耐压试验压力的把关。监督检验人员要根据塔器的特点开展监督检验工作，从更换塔段的设计开始提前介入监检，安装过程中监检人员在主要见证点及时到位监督检查，确保吸收塔的改造监检质量。

[1] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 GB150.2-2011，压力容器[S]．北京：中国标准出版社，2012.

[2] 中国特种设备检测研究院 TSG Z6002-2010，特种设备焊接操作人员考核细则[S]．北京：新华出版社，2010.

[3] 全国锅炉压力容器标准化技术委员会 NB/T 47014-2011，承压设备焊接工艺评定[S]．北京：新华出版社，2011.

[4] 中国特种设备检测研究院 TSG R7001-2004，压力容器定期检验规则[S]．北京：中国计量出版社，2004.