一、靜置設(shè)備的制作

 

石油化工企業(yè)建設(shè)項(xiàng)目中的靜置設(shè)備，一般均由建設(shè)單位或工程總承包公司的供應(yīng)部門到石油化工設(shè)備制造廠訂貨加工，尤其是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)性高的第二類、第三類壓力容器的制造。

 

因?yàn)樵O(shè)備制造廠專業(yè)化水平，制造環(huán)境，檢驗(yàn)手段，均優(yōu)于施工現(xiàn)場(chǎng)，這樣能保證設(shè)備質(zhì)量和加快建設(shè)速度。

隨著石油化工生產(chǎn)的發(fā)展,扣管機(jī)，大型設(shè)備越來(lái)越多，由于受到運(yùn)輸條件的限制，超限的設(shè)備只能分段或分片運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，在施工現(xiàn)場(chǎng)再對(duì)這些半成品的設(shè)備進(jìn)行拼裝、組對(duì)、焊接、檢驗(yàn)、組裝成整體設(shè)備。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大型設(shè)備如油罐、氣柜等均由施工企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)建造。

 

各類靜置設(shè)備制造工作內(nèi)容：

 

1、金屬容器制作

放樣號(hào)料、切割、坡口、壓頭卷弧、封頭錐形、蝶形、橢圓等制作，組對(duì)、焊接、內(nèi)部附件制作，組裝，成品倒運(yùn)堆放等。

 

2、塔器制作

放樣號(hào)料、切割、坡口、壓頭卷弧、橢圓封頭、錐體、裙座、降液板、受液板、支持板、塔器各部件制作組對(duì)、焊接、塔盤制作、成品倒運(yùn)、堆放等。上述工作內(nèi)容是篩板塔和浮閥塔的制造過(guò)程。填料塔內(nèi)部制作內(nèi)容為分配盤、柵板、噴淋管、吊柱制作、塔體制作組對(duì)等。

如果是不銹鋼塔，則焊縫須進(jìn)行酸化、鈍化處理。

 

3、換熱器的制作

放樣號(hào)料、切割、坡口、壓頭卷弧、找圓、封頭制作、組對(duì)、焊接、管板、折流板、支撐板、防沖板、拉桿、頂距管、換熱管束的制作、裝配、成品倒運(yùn)堆放等。

 

二、切割與焊接

 

1、切割

石油化工設(shè)備制作及安裝工程，常用的熱切割方法有四種：氧―燃?xì)馇懈?、等離子切割、碳弧氣刨和激光切割。

 

2、焊接

焊接是通過(guò)適當(dāng)?shù)氖侄?，使兩個(gè)分離的物體產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連成一體的連接方法，通過(guò)這種方法可以使金屬材料或非金屬材料牢固地連接在一起。

按照焊接過(guò)程中金屬所處的狀態(tài)及工藝的特點(diǎn)，可以將焊接方法分為熔化焊、壓力焊、釬焊三大類,金屬鋸床。

 

3、焊縫的分類

壓力容器各部分的焊縫分為A、B、C、D四類。A類焊縫指設(shè)備的縱向焊縫；B類焊縫指環(huán)向焊縫；C類焊縫指平焊法蘭與接管的焊縫；D類焊縫指設(shè)備接管與筒體的焊縫。

三、熱處理

 

（一）概述

 

1、熱處理的概念

把金屬加熱到給定溫度并保持一段時(shí)間，然后選定速度和方法使之冷卻以得到所需要的顯微組織和性能的操作工藝，被稱為熱處理。施工中的熱處理一般是指焊接接頭（熱影響區(qū)）的熱處理。焊接接頭（熱影響區(qū)）的熱處理的過(guò)程就是把焊接接頭均勻加熱到一定溫度、保溫，然后冷卻的過(guò)程。

 

2、熱處理的意義

焊接接頭的熱處理能防止焊接部位的脆性破壞、延遲裂紋、應(yīng)力腐蝕和氫氣腐蝕等。經(jīng)過(guò)正確的熱處理，可以使焊接殘余應(yīng)力松弛，淬硬區(qū)軟化,滅火器維修設(shè)備，也可以改善組織，降低含氫量，提高耐腐蝕性、沖擊韌性，蠕變極限等。但如果焊接接頭熱處理不當(dāng)，反而會(huì)使接頭的性能下降。

 

（二）焊前預(yù)熱

 

預(yù)熱是焊接時(shí)一項(xiàng)重大工藝措施，尤其是焊接厚工件。對(duì)焊件進(jìn)行焊前預(yù)熱，可防止或減少應(yīng)力的產(chǎn)生。對(duì)于焊接某些重要結(jié)構(gòu)，如高壓厚壁容器或塑性較差以及淬火傾向很強(qiáng)的焊件，一般都要進(jìn)行焊前預(yù)熱，以防止焊接過(guò)程中產(chǎn)生裂紋。預(yù)熱的作用在于減少焊縫金屬與母材間的溫度差，即提高焊接接頭初始溫度，從而減少收縮應(yīng)力，降低焊縫冷卻速度，控制鋼材的組織轉(zhuǎn)變，避免在熱影響區(qū)中形成脆性馬氏體，減輕局部硬化，改善焊縫質(zhì)量。因?yàn)轭A(yù)熱有利于排氣、排渣，故可減少氣孔、夾渣等缺陷。

焊件是否需要預(yù)熱以及預(yù)熱溫度是多少，應(yīng)根據(jù)鋼板的化學(xué)成分、板厚，容器的結(jié)構(gòu)剛性、焊接形式、焊接方法和焊接材料以及環(huán)境溫度等因素綜合考慮。

 

（三）焊后熱處理

 

1、焊接殘余應(yīng)力是由于焊接引起焊件不均勻的溫度分布，焊縫金屬的熱脹冷縮等原因造成的，所以伴隨焊接施工必然會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。

消除殘余應(yīng)力的最通用的方法是高溫回火，即將焊件放在熱處理爐內(nèi)加熱到一定溫度和保溫一定時(shí)間，利用材料在高溫下屈服極限的降低，使內(nèi)應(yīng)力高的地方產(chǎn)生塑性流動(dòng)，彈性變形逐漸減少，塑性變形逐漸增加而使應(yīng)力降低。

焊后熱處理對(duì)金屬抗拉強(qiáng)度、蠕變極限的影響與熱處理的溫度和保溫時(shí)間有關(guān)。焊后熱處理對(duì)焊縫金屬?zèng)_擊韌性的影響隨鋼種不同而不同。

 

2、熱處理方法的選擇

焊后熱處理一般選用單一高溫回火或正火加高溫回火處理。對(duì)于氣焊焊口采用正火加高溫回火熱處理。這是因?yàn)闅夂傅暮缚p及熱影響區(qū)的晶粒粗大，需要細(xì)化晶粒，故采用正火處理。然而單一的正火不能消除殘余應(yīng)力，故需再加高溫回火以消除應(yīng)力。單一的中溫回火只適用于工地拼裝的大型普通低碳鋼容器的組裝焊接，其目的是為了達(dá)到部分消除殘余應(yīng)力和去氫。絕大多數(shù)場(chǎng)合是選用單一的高溫回火。熱處理的加熱和冷卻不宜過(guò)快，力求內(nèi)外壁均勻。

 

3、焊后熱處理的加熱方法

⑴感應(yīng)加熱。鋼材在交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，因渦流和磁滯的作用使鋼材發(fā)熱，即感應(yīng)加熱?，F(xiàn)在工程上多采用設(shè)備簡(jiǎn)單的工頻感應(yīng)加熱。

⑵輻射加熱。輻射加熱由熱源把熱量輻射到金屬表面，再由金屬表面把熱量向其他方向傳導(dǎo)。所以,烘干機(jī)，輻射加熱時(shí)金屬內(nèi)外壁溫度差別大，其加熱效果較感應(yīng)加熱為差。輻射加熱常用火焰加熱法、電阻爐加熱法、紅外線加熱法。

 

（四）整體熱處理

整體熱處理是為了消除焊接產(chǎn)生的應(yīng)力，穩(wěn)定各種幾何尺寸，改變焊接金相組織，提高金屬的韌性和抗應(yīng)力能力，阻止裂紋的產(chǎn)生。由于焊接時(shí)局部加熱，焊接金屬的金相組織的變化而引起內(nèi)應(yīng)力，另外焊縫應(yīng)力分布已比較復(fù)雜，同時(shí)金屬也產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。為了消除殘余應(yīng)力和減輕焊縫附近金相組織的局部硬化，改善焊縫的機(jī)械性能，采用整體熱處理方法。如球罐組裝焊接后，采用整體熱處理的方法有兩種：一是內(nèi)燃法，一是電加熱法。

 

（五）設(shè)備焊縫熱處理

現(xiàn)場(chǎng)組裝設(shè)備的焊縫熱處理，應(yīng)符合產(chǎn)品合格證書中提供的條件和圖紙的要求與GB150-89“鋼制壓力容器”和GB50236-98“現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、工藝管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范”的有關(guān)規(guī)定。

 

1、容器及其受壓元件符合下列條件之一者，應(yīng)進(jìn)行熱處理。

 

A、B類焊縫，各處的母材名義厚度符合下列條件者：

⑴碳素鋼厚度大于34mm

⑵Q345R厚度大于30mm

⑶15MnVR厚度大于28mm

⑷任意厚度的其它低合金鋼對(duì)于不同厚度的A、B類焊縫，上述所指厚度按薄者考慮；對(duì)于不同類鋼種相焊的A、B類焊縫，按熱處理要求的鋼種確定。

 

2、冷形成和中溫形成圓筒厚度符合以下條件者：

⑴碳素鋼、Q345R的名義厚度不大于或小于設(shè)計(jì)內(nèi)徑D的3%；

⑵其它低合金鋼的名義厚度不大于或小于設(shè)計(jì)內(nèi)徑D的2.5%。

 

3、圖紙注明有應(yīng)力腐蝕的容器。

 

4、圖紙注明盛裝毒性為極度危險(xiǎn)或高度危害介質(zhì)的容器

 

5、有防腐要求的奧氏體不銹鋼及復(fù)合鋼板制作容器的表面，應(yīng)進(jìn)行酸洗、鈍化處理。

 

6、根據(jù)所制訂的工藝規(guī)程，需要焊后進(jìn)行消氫處理的容器，如果焊后隨即進(jìn)行消除殘余應(yīng)力的熱處理時(shí)，則可免作消氫處理。

 

四、壓力試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)

設(shè)備的壓力試驗(yàn)和氣密試驗(yàn)是指在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行的試驗(yàn)。

 

1、對(duì)在制造廠已作過(guò)耐壓試驗(yàn)且有完整的證明文件的設(shè)備，安裝前可不作耐壓試驗(yàn)。但對(duì)于法蘭連接的設(shè)備及列管換熱器等，在運(yùn)輸過(guò)程中容易引起泄露者，應(yīng)在設(shè)計(jì)壓力下用氣壓或液壓檢測(cè)其嚴(yán)密性。

 

2、對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)組裝的設(shè)備應(yīng)在無(wú)損檢驗(yàn)后，進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

 

五、無(wú)損探傷檢驗(yàn)

 

石油化工裝置安裝工程中，大量的工藝管道、各種油罐、球罐、氣柜和在現(xiàn)場(chǎng)制造的非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備都要通過(guò)焊接工藝來(lái)完成，為保證這些焊縫的質(zhì)量，避免在生產(chǎn)運(yùn)行中釀成重大事故，必須按照施工技術(shù)驗(yàn)收規(guī)范或設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行焊縫的無(wú)損探傷檢驗(yàn)。

常用的無(wú)損探傷技術(shù)有射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷。其中以x 射線探傷便于在任何場(chǎng)合進(jìn)行，且能提供可靠的原始資料作為技術(shù)檔案保存，雖然其費(fèi)用較高，已成為安裝施工中必不可少的工序，也是安裝工程預(yù)算中主要的項(xiàng)目。

 

（一） 射線探傷（代號(hào)RT）

射線探傷一般指的是x射線和r射線兩種。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，射線探傷已經(jīng)是一門比較成熟的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)，它與超聲波探傷、磁粉探傷、液體滲透探傷和渦流探傷并列為無(wú)損檢測(cè)的五大常用技術(shù)。

由于射線探傷比較直觀，對(duì)缺陷的尺寸和性質(zhì)判斷比較容易，并且有射線照相作為原始檔案資料長(zhǎng)期保存，所以x射線探傷已成為現(xiàn)代各工業(yè)部門廣泛采用的一種檢測(cè)手段。

 

（二） 超聲波探傷（代號(hào)UT）

超聲波探傷由于可探測(cè)的厚度大、成本低、速度快、對(duì)人體無(wú)害以及對(duì)危害較大的平面型缺陷的探傷靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)而獲得廣泛應(yīng)用。

 

（三） 磁粉探傷（代號(hào) MT）

磁粉探傷的發(fā)展和運(yùn)用比較廣，被廣泛應(yīng)用于探測(cè)鐵磁材料，如鋼鐵的表面和近表面缺陷（裂紋、析迭、夾層、夾雜物及氣孔）

磁粉探傷一般用在壓力容器及鍋爐制造，化工、電力、造船、航空工業(yè)部門重要的零部件表面和近表面的質(zhì)量檢驗(yàn)。

 

（四） 液體滲透探傷（代號(hào)PT）

液體滲透探傷是一種最古老的探傷技術(shù)。它的最早技術(shù)是以油-白色粉末為基礎(chǔ)的探傷技術(shù)，廣泛地應(yīng)用于檢驗(yàn)鋼鐵零件的質(zhì)量，特別在鐵道系統(tǒng)應(yīng)用更為廣泛。

滲透探傷可以檢測(cè)在工件表面開口的裂紋、疏松、針孔等缺陷，而對(duì)埋藏在工作表面以下的缺陷不能有效的被檢測(cè)。

在現(xiàn)代工業(yè)探傷中應(yīng)用的液體滲透探傷分為兩大類：即熒光滲透探傷和著色滲透探傷。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，這兩種滲透探傷技術(shù)已日益完善，基本上具有同等的檢測(cè)效果，被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、航空、儀表、壓力容器和現(xiàn)代工業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。

 

（五） 無(wú)損探傷范圍

1、射線探傷或超聲波探傷的檢查范圍。容器中的A類和B類焊縫，凡符合下列條件之一者均可采用射線和超聲波探傷。

⑴須采用圖紙規(guī)定的探傷方法，進(jìn)行100%射線或超聲波探傷檢查。

⑵名義厚度大于38mm的碳素鋼、名義厚度大于30mm的16MnR鋼制容器。

⑶名義厚度大于25mm的15MnR和奧氏體不銹鋼制容器。

⑷材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540Mpa的鋼制容器。

⑸名義厚度大于16mm的12CrMo、15CrMo鋼制容器；其他任意厚度的Cr-Mo、低合金鋼制容器。

⑹進(jìn)行氣壓試驗(yàn)的容器。

⑺圖紙注意盛裝毒性為極度危害和高度危害介質(zhì)的容器。

⑻嵌入式接管與圓筒或封頭對(duì)接的A類焊縫。

⑼如必須在焊縫上開孔，則被開孔中心兩側(cè)各不少于1.5倍開孔直徑范圍內(nèi)的焊縫。

⑽凡被補(bǔ)強(qiáng)圈、支架、墊板、內(nèi)件等所覆蓋的焊縫。

⑾多層包扎壓力容器內(nèi)筒的A類容器。

⑿熱套壓力容器各單層圓筒的A類焊縫。

 

2、圖樣標(biāo)明盛裝易燃、毒性為中度危害介質(zhì)的容器，其焊縫的探傷長(zhǎng)度由設(shè)計(jì)者根據(jù)介質(zhì)的特性、容器的安裝位置在圖樣上予以確定。

 

3、除上述規(guī)定以外的A類及B類焊縫，允許作局部探傷檢查。探傷方法按圖紙規(guī)定，檢查長(zhǎng)度不得少于各條焊縫長(zhǎng)度的20%，且不小于250mm，局部探傷檢查應(yīng)優(yōu)先選擇T形接頭部位。

 

4、對(duì)以下幾種情況的焊縫表面應(yīng)進(jìn)行磁粉或滲透探傷檢查：

⑴凡屬材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540Mpa的鋼制容器和名義厚度大于16mm的12CrMo、15CrMo鋼制容器；其他任意厚度的Cr-Mo低合金鋼鋼制容器上的C類和D類焊縫。

⑵層板材料標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540Mpa的多層包扎壓力容器的層板C類焊縫,多功能鎖管機(jī)。

⑶堆焊表面

⑷復(fù)合鋼板的復(fù)合層焊縫

⑸標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度大于540Mpa的材料及Cr-Mo低合金鋼經(jīng)火焰切割的坡口表面，以及該容器缺陷修磨或補(bǔ)焊處的表面、卡具和拉筋等拆除處的焊縫表面。

 

（六） 探傷標(biāo)準(zhǔn)

 

1、焊縫的射線探傷按GB3323-87“鋼熔化焊對(duì)接接頭射線照相和質(zhì)量分級(jí)”進(jìn)行，其檢查結(jié)果對(duì)100%探傷的A類、B類焊縫，Ⅱ級(jí)為合格；對(duì)局部探傷的A類及B類焊縫，Ⅲ級(jí)為合格。

 

2、焊縫的超聲波探傷按JB1152-81“鍋爐和鋼制壓力容器對(duì)接焊縫超聲波探傷”進(jìn)行，其檢查結(jié)果對(duì)100%探傷的A類、B類焊縫，Ⅰ級(jí)為合格；對(duì)局部探傷的A類及B類焊縫，Ⅱ級(jí)為合格。

 

3、磁粉探傷按JB3965-85“鋼制壓力容器磁粉探傷”進(jìn)行。

 

4、滲透探傷包括著色法和熒光法。按GB150-89附錄H“鋼制壓力容器滲透探傷”進(jìn)行。

 

（七） 重復(fù)檢查

 

1、經(jīng)射線或超聲波探傷的焊縫，如發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷，應(yīng)在缺陷清除干凈后進(jìn)行補(bǔ)焊，并對(duì)該部分采用原探傷方法重新檢查，直至合格。

 

2、進(jìn)行局部探傷的焊縫，發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時(shí)應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長(zhǎng)度，增加的長(zhǎng)度為該焊縫的100%，且不小于250 mm。若還有不允許的缺陷時(shí)，則對(duì)該焊縫做100%探傷檢查。

 

3、磁粉探傷與滲透探傷發(fā)現(xiàn)的缺陷，應(yīng)按GB-150-89的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行修磨或補(bǔ)焊，并對(duì)該部分采用原探傷方法重新檢查，直至合格。

 

六、設(shè)備脫脂、酸洗、鈍化、預(yù)膜

在設(shè)備的安裝施工中，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，往往需要特殊的清潔要求，如忌油、忌污等，這就要對(duì)設(shè)備的內(nèi)表面進(jìn)行一些特殊處理，包括設(shè)備的脫脂、酸洗、鈍化和預(yù)膜處理。

 

（一） 設(shè)備脫脂

在石油化工工程建設(shè)中的石油設(shè)備、輸送、貯存的物料遇油脂等有機(jī)物可能發(fā)生燃燒或爆炸者；油脂等有機(jī)物能與輸送、貯存的物料相混合并能改變物料的使用特性者；對(duì)產(chǎn)品純度質(zhì)量有影響的；以及由于酸洗，須進(jìn)行脫脂處理等，必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求，按規(guī)范要求進(jìn)行脫脂。

 

脫脂方法

靜止設(shè)備應(yīng)在強(qiáng)度試驗(yàn)合格后進(jìn)行設(shè)備的脫脂。可根據(jù)接觸介質(zhì)、結(jié)構(gòu)和油污程度采用下列方法：擦拭法、噴淋法、灌浸法、循環(huán)法、槽浸法。

機(jī)器的脫脂，機(jī)器凡與忌油介質(zhì)接觸或可能接觸的部件，在投產(chǎn)前必須進(jìn)行脫脂，但應(yīng)按有關(guān)規(guī)程完成機(jī)體安裝找正、調(diào)整各部間隙等工作，然后解體脫脂

 

（二）酸洗和鈍化

 

1、酸洗的要求

在施工中，對(duì)設(shè)備內(nèi)壁有特殊清潔要求的，應(yīng)進(jìn)行酸洗。酸洗常用槽侵法和系統(tǒng)循環(huán)法進(jìn)行。酸洗液一般由鹽酸加上一定量的表面活性劑組成。

 

2、鈍化

酸洗后的設(shè)備，必須迅速進(jìn)行鈍化。鈍化系指用提高PH值而不產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀的溶液中和酸侵期間有可能吸附于內(nèi)壁生成的鐵銹，從而在內(nèi)壁表面形成鈍化薄膜。鈍化結(jié)束后要用偏堿的水沖洗，保護(hù)鈍化膜，以防設(shè)備在空氣中再次銹蝕。通常鈍化液采用亞硝酸鈉溶液。酸洗、中和和鈍化的過(guò)程是一個(gè)連續(xù)循環(huán)的過(guò)程。

 

（三）預(yù)膜

 

預(yù)膜即化學(xué)轉(zhuǎn)化膜，是金屬表面防護(hù)層的一種類型。特別是酸洗和鈍化合格后的設(shè)備，可利用預(yù)膜的方法加以防護(hù)。隨著科學(xué)技術(shù)的提高，在工程中應(yīng)用預(yù)膜這種新工藝來(lái)保護(hù)金屬表面將越來(lái)越廣泛。