生产水闪蒸罐的工艺流程图编制

2014-05-29张晖邴正

化工机械 2014年2期

张晖邴正

(大连金州重型机器有限公司)

生产水闪蒸罐是大连金州重型机器有限公司受兰州石油机械研究所委托为康菲中国公司制造的渤海二期FPSO分离器项目中的一台。因为生产水闪蒸罐是ASME规范产品，按ASME规范设计、制造及检验，并加盖ASME规范标志，所以需要编制工艺流程图。笔者就其工艺流程图的编制做详细论述。

1 生产水闪蒸罐简介

生产水闪蒸罐总长约为13 332mm，内径φ3 660mm，壳体壁厚32mm，壳体材料采用SA-516 Gr.70N，设备有内件，内件材料为SS316L，生产水闪蒸罐结构如图1所示。

图1 生产水闪蒸罐结构图

1.1 主要技术特性

该设备设计压力1 586kPa，操作压力28kPa，设计温度121℃，操作温度84℃，腐蚀裕度6mm，焊接接头系数为1，水压试验压力2 490kPa，介质为易燃、易爆和具有腐蚀性的气液混合物。

1.2 主要零部件材料及其技术要求

壳体材料为SA-516 Gr.70N钢板，其化学成分和力学性能参数见表1、2。SA-516 Gr.70N钢板在制造前应按ASME要求及用户技术规范进行复验，并做100%UT检验，封头成型后应进行100%UT检验。DN500mm～600mm接管用SA-516 Gr.70N钢板卷制而成，其余小接管材料为SA-350-LF2或SA-182 F316L Ⅲ级锻件。法兰、法兰盖材料为SA-105N Ⅲ级锻件，所有锻件应按SA-388要求进行UT检验，螺柱材料为SA-193-B7，螺母材料为SA-194-2H。

表1 SA-516 Gr.70N化学成分 %

注：熔炼分析按每炉(罐)号取样，成品分析按每轧制张取样。微量元素除上述限制外，应保证钢板的碳当量不大于0.47。

表2 SA-516 Gr.70N力学性能性能

注：1.SA-516 Gr.70N钢板应采用转炉、电炉加真空脱气技术冶炼，钢板应为本质细晶粒镇静钢；
2.拉伸试样的取样位置、数量应符合ASME SA-20/SA-20M标准的规定，试验方法应符合ASME SA-370/SA-370的规定；
3.钢板应进行逐张100%超声检测，并按照ASME SA-435/SA-435M规定验收；
4.钢板的表面质量、尺寸偏差应符合ASME SA-20/SA-20M标准的规定。

1.3 焊接材料及焊接参数

主体焊接材料和焊接参数见表3。

表3 SA-516 Gr.70N及锻件焊接参数

注：SAW——埋弧自动焊；SMAW——手工电弧焊；GTAW——钨极氩弧焊。

2 制造要求

2.1 制造

壳体上的纵、环焊缝尽可能不被鞍座护板覆盖且壳体纵、环焊缝不能在鞍座护板每个水平端面以上和以下各15°的范围内布置，壳体上相邻筒节的纵焊缝之间的夹角应不小于60°，壳体上的纵、环焊缝边缘距所有接管、人孔及附件等零部件焊缝边缘的距离应不小于50.8mm，考虑布管位置及钢板宽度，筒体分5个筒节制作后组对。封头由8块成形的瓣片和顶圆板拼接制成。补强板材料与壳体材料相同，厚度为68mm，按补强板配开筒体上的N1、N2、N3A～C、N12补强板孔并气割，打磨出对接坡口后，组对补强板，然后在补强板上号N1、N2、N3A～C、N12接管孔并气割，打磨坡口后，组对接管、法兰。

2.2 焊接和热处理

设备的焊前预热根据ASME Ⅷ Div.1的附录R进行。焊后热处理按ASME Ⅷ Div.1 UCS-56的规定。

设备需制备产品焊接试板，试板的材料与筒体材料具有相同钢号、相同规格，试板必须在筒节的A类纵向接头焊缝的延长部位采用与筒节相同的焊接工艺同时进行施焊，并随设备一起进行热处理。

2.3 无损检测

设备的无损检测按用户技术规范和ASME规范进行。碳钢受压件组对点焊、焊缝背面清根后进行100%MT检验。焊后热处理之前，对所有A、B类焊缝进行100%RT+100%UT检验，所有C、D类焊缝进行100%UT+100%MT检验。焊后热处理之后，对所有A、B 、C、D类焊缝进行100%UT+100%MT(PT)检验。所有容器内部和外部连接件的角焊缝应进行100% PT(MT)检验。焊缝进行硬度检测，每条A、B类焊缝及其热影响区各检测两点，D类焊缝及其热影响区各检测一点，硬度值不大于200HB。水压试验前，壳体的碳钢内表面进行100%MT检验，按ASME附录6验收，所有设备的外表面进行100%MT检验，按ASME附录6验收。

2.4 压力试验和渗漏试验

水压试验按ASME规范进行，试验压力为2 490kPa，至少保压1h；水压试验前先充满水，进行30min试漏。设备在压力试验时，应使用设备接管的盲板和工装盲板封闭管口。试压螺柱、螺母不可用产品件，只可用工装紧固件。水压试验后立即将水排净，并用压缩空气吹干设备内、外表面，密封设备，待进行设备内、外表面的准备。

渗漏试验：在补强圈的迅号孔通入0.1MPa的压缩空气，在补强圈的焊缝涂肥皂水，无气泡为合格。渗漏试验应在设备的压力试验前进行。

2.5 表面准备和涂漆

在设备喷砂前所有的钢质表面均按ASTM D4940进行氯污染的检测，氯质量浓度应不大于70mg/cm3，喷砂处理后设备表面应达到SSPC-SP-5(Sa3.0)的接近白色金属的清理等级，表面粗糙度为按ASTM D4417 Method C测量的35～50μm；所有的漆膜厚度必须是在油漆体系指定的干膜厚度(DFT)范围内。厚度的测量根据SSPC-PA-2。外部盖板、盲板及壳体法兰的螺栓螺母须有两道涂层，底层磷酸锌酸洗后镀锌，表层涂蓝色XYLAN 1424。

3 工艺流程图的编制

工艺流程图是把产品及其主要零部件的制造工艺过程和质量控制内容，按制造顺序采用图形表示出来的一种技术文件，它包括从材料领用、标记确认，通过下料、切割、成形、焊接、热处理及过程中的检验至最终的耐压试验和打规范钢印等内容。

工艺流程图是在产品设计和工艺文件的基础上编制而成的，应体现产品从制造、检验到最终产成的各道关键工艺，工艺流程图在组对工序处应明确标出要组对的焊缝编号，应绘制出带有焊缝编号和产品总体尺寸的产品简图。工艺流程图中应体现产品的受压件、主要受力件和关键零部件，一般容器的工艺流程图至少应体现以下零部件：筒体、封头、试板、接管、法兰、法兰盖、补强圈、裙座、鞍式支座护板、螺栓、螺母、管嘴、管塞以及外压加强圈等。

在工艺流程图中可绘出关键工序后的零件或部件简图。投产前工艺流程图应由技术部门交AI(授权检验师)或用户(当有要求时)审查并指定在制造阶段的控制点。制造和检验部门在制造过程中，根据产品进度应提前通知AI或用户指定的检验员，在没有进行见证或认可之前，指定控制点工作及后续工作不能进行。

根据以上要求编制工艺流程图(图2)。

图2 生产水闪蒸罐的制造工艺流程图

检验部分工序缩写符号：

制造部分工序缩写符号：

SCO——外协；PU——外购；GC——气割；LO——号料；BM——刨边；CP——冷压；BR——滚圆；RR——校圆；TA——攻丝；MC——机加工；RC——铆接；DH——钻孔；FT——组对点焊；SMAW——手工电弧焊；GTAW——钨极氩弧焊；SAW——埋弧自动焊；BC——清根；GR——打磨；HT——热处理；AY——装配；PA——油漆；ST——表面处理；PK——包装；SB——喷砂；SP——发运；DRY——干燥；DR——数据报告；CACT——用户检查。