13MnNiMoR汽包的制造

孟明（山东齐鲁石化机械制造有限公司，山东淄博255400）

13MnNiMoR汽包的制造

孟明（山东齐鲁石化机械制造有限公司，山东淄博255400）

裂解装置汽包是乙烯工程裂解区的重点设备，本文简要介绍了13MnNiMoR汽包的制造过程，阐述了汽包封头、筒体（13MnNiMoR）的制作、焊接和热处理等制造技术。

汽包，13MnNiMoR，裂纹，焊接，热处理。

汽包相当于一个大型厚壁容器，它是乙烯裂解配套装置中的重点设备。我公司为某公司制造的汽包，封头选用半球形封头，壁厚45mm，材质13MnNiMoR钢板，筒体直径Φ1700mm、壁厚70mm、材质13MnNiMoR钢板。

1　封头的制造

封头要求由整块钢板压制，并要求其实际厚度不小于44.7mm。因我公司设备能力有限，所以委托外协厂家采用52mm厚的13MnNiMoR钢板（正火+回火）热冲压成型。

（1）GB/T25198～2010《压力容器封头》指出：当钢板供货与使用的热处理状态一致时，则热成型封头在热成型过程中不得破坏供货时的热处理状态，否则应重新热处理。对热成型的封头，母材的热处理试板还应与封头有相同的加热工艺［1］。由于封头热压温度超过了材料的正火温度，破坏了钢板的原始组织状态所以封头热压后需要进行正火加回火热处理恢复钢板的力学性能。

（2）封头回厂后清除内外表面氧化皮，进行100%UT+100% MT检测。

（3）测厚，不少于20点。

（4）用封头中心开孔料压平后做性能试验。包括：1、拉伸试验；2、冲击试验；3、弯曲试验；4、金相试验；5、340℃下的力学性能试验（用于设计温度高于300℃的13MnNiMoR钢板，应在设计文件中要求钢板按批进行设计温度下的高温拉伸试验［2］）。

2　筒体制造主要过程控制

由于13MnNiMoR这类低合金高强刚容易产生微裂纹，所以在筒体的下料、卷制过程中应做好防范工作避免钢板出现裂纹。根据我公司设备的加工能力，决定筒体的卷制采用冷卷温校的方式。主要控制点为：

（1）下料时按（0.04～0.55）*π*D*S/DN扣除温卷伸长量；

（2）卷圆前将钢板两个长端面（环缝）打磨光滑并对打磨面做100%MT检查，避免卷圆过程中两端面应力集中产生裂纹；

（3）严格控制筒节直径偏差及椭圆度，纵缝焊接后筒体单节中间热处理消除焊接应力，升降温55～70℃/hr，温度620～640℃保温132min，≤400℃后出炉进行校园，防止筒体在校园过程中纵缝应力集中产生裂纹。

（4）校园后测厚，厚度不小于69.7mm。

3　焊接及无损检测

13MnNiMoR属于低合金高强钢，焊接性较差，需采取严格的工艺措施才能保证焊接接头质量。

（1）坡口制备：筒体纵向A类焊接接头采用切割机气割X型坡口；筒体间及筒体与封头间环向A、B类焊接接头在筒体、封头成型后采用立式车床加工U型坡口。

（2）焊接过程：焊前坡口表面进行磁粉检测，合格后在坡口及其两侧各不小于100 mm范围预热到150℃～200℃。设备主体A、B类接头采用埋弧焊，焊接时层间温度控制在预热温度范围内。每条焊接接头焊后立即进行消氢处理，350℃～400℃保温3 h，缓冷。

（3）无损检测：焊接接头外观检查不得有裂纹、未熔合、咬边等焊接缺陷。焊后24 h后对焊接接头进行100%射线探伤检查，100%超声波检测和100%磁粉检测。设备热处理和水压试验后分别进行进行100%超声波检测和100%磁粉检测。

13MnNiMoR钢中含有一定量的Cr、Mo、Nb等强碳化物形成元素，从而使其焊接接头的过热区具有一定程度的再热裂纹（亦称消除应力热处理裂纹）敏感性。为保证焊接接头质量，通常在焊后无损检测合格的基础上，焊接接头热处理后再进行无损检测，主要是进行超声波和磁粉复查，以检测各种裂纹［3］。

4　热处理及水压试验

（1）整体热处理：设备制作完成且经无损检测合格后进行炉内整体消除应力热处理，温度620～640℃，保温132min，升降温速度55～70℃/h。焊件入炉时炉内温度不得高于400℃；焊件出炉时，焊件不得高于400℃，出炉后应在静止的空气中冷却［4］。

（2）水压试验：水压试验时将汽包内空气排尽，压力缓慢上升到13.31 MPa，保压10分钟检查无泄漏后，再继续升压到16.64MPa，保压30 min，检查是否有泄漏，无泄漏后，再降到13.31MPa，检查是否有泄漏。试验合格后立即将水渍去除干净。

5　结语

通过对主体材料的研究，制定了切实可行的技术方案，经各项无损检测检验后，设备质量优异，完全满足了设计要求，并为公司同类材质的产品制造积累了一定的经验。

［1］国家质量监督检验检疫总局GB/T25198～2010压力容器封头［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［2］国家质量监督检验检疫总局GB150.1～150.4～2011压力容器［S］.北京：中国标准出版社，2011.

［3］李克勇.13MnNiMoR钢焊接工艺［J］.电焊机2010，40（09）：69～72.

［4］国家质量监督检验检疫总局GB/T30583～2014承压设备焊后热处理规程［S］.北京：中国标准出版社，2014.