压力容器制造工艺流程及主要工艺参数

本公司为压力容器制造企业主要生产D1类压力容器，设计压力小于1.6MPa。

压力容器的生产工艺流程：下料成型焊接无损检测组对焊接无损检测热处理压力试验

一．选材及下料

（一）压力容器的选材主要依据设计文件、合同约定及相关的国家标准及行业标准。

（二）压力容器材料的种类

1.碳钢、低合金钢

2.不锈钢

3.特殊材料：（1）复合材料（2）钢镍合金（3）超级双相不锈钢（4）哈氏合金

（三）常用材料

常用复合材料：16Mn+0Cr18ni9

A：按形状分：钢板、管状、棒料、铸件、锻件

B：按成分分：

碳素钢：20号钢、20R、Q235

低合金钢：16MnR、16MnDR、09MnNiDR、15CrMoR、16Mn锻件、20MnMo锻件高合金钢：0Cr13、0Cr18Ni9、0Cr18Ni10Ti

尿素级材料：X2CrNiMo18.143mol（尿素合成塔中使用，有较高耐腐蚀性）

二．下料工具与下料要求

（一）下料工具及适用范围：

1、气割：碳钢

2、等离子切割：合金钢、不锈钢

3、剪扳机：＆≤8㎜L≤2500㎜切边为直边

4、锯管机：接管

5、滚板机：三辊

（二）椭圆度要求：

内压容器：椭圆度≤1%D；且≤25㎜

换热器：DN≤1200㎜椭圆度≤0.5%DN且≤5㎜

DN﹥1200㎜椭圆度≤0.5%DN且≤7㎜

塔器：

DN（500，1000）（1000，2000）（2000，4000）（4000，+∞）

椭圆度±5㎜±10㎜±15㎜±20㎜

多层包扎内筒：椭圆度≤0.5%D，且≤6㎜

（三）错边量要求：见下表

（四）直线度要求：

一般容器：L≤30000㎜直线度≤L/1000㎜

L﹥30000㎜直线度按塔器

塔器：L≤15000㎜直线度≤L/1000㎜

L﹥15000㎜直线度≤0.5L/1000+8㎜

换热器：L≤6000㎜直线度≤L/1000且≤4.5㎜

L﹥6000㎜直线度≤L/1000且≤8㎜

三、焊接

（一）焊前准备与焊接环境

1、焊条、焊剂及其他焊接材料的贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。

2、当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护措施时，禁止施焊：

A）手工焊时风速大于10m/s

B）气体保护焊时风速大于2m/s

C）相对湿度大于90%

D）雨、雪环境

（二）焊接工艺

1、容器施焊前的焊接工艺评定，按JB4708进行

2、A、B类焊接焊缝的余高不得超过GB150的有关规定

3、焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物

（三）焊缝返修

1、焊逢的同一部位的返修次数不宜超过两次。如超过两次，返修前均应经制造单位

技术总负责人批准，返修次数、部位和返修情况应记入容器的质量证明书。

2、要求焊后热处理的容器，一般应在热处理前进行返修。如在热处理后返修时，补

焊后应做必要的热处理

四、无损探伤

（一）射线照相探伤法

1.X射线

2.γ射线Ir19274天＜100mm

Co60 5.3年＜200mm

射线性质：①都是电磁波

②具有两重性：波动性、粒子性

射线特性：①不可见

②直线传播，有衍射，绕射能穿透物质，使物质电离，能使胶片感光，也能使增感材料产生荧光，伤害有生命的细胞。

防护学：①时间②距离③躲避

（二）超声波探伤法

利用超声波在组件中的传播，经反射接收后根回波判断是否有缺陷的方法。

（三）MT磁粉探伤：

①操作简单，直观。

②铁磁性材料（表面和内表面）首先MT

③检测缺陷位置和表面长度而不能确定深度。

特点：检查静表面缺陷

（四）PT渗透

涂上渗透液→进入毛细管→清洗→回渗

检测：开口缺陷，表面光洁度

五、压力容器的热处理：

（一）正火

①目的：细化晶粒，提高母材及常化处理焊缝的综合机械性能，消除冷作硬化，便于切削加工。

②方法：把要正火的零件放入加热炉中加热到一定温度按每毫米1.5分～2.5分保温出炉空冷，风冷或雾冷。

③应用：16MnR高温保温时间过长，使奥氏体晶粒大（正火）35﹟锻件（正火）封头，筒体（正火）

（二）调质处理：

①目的：提高零件的综合机械性能。

②方法：淬火+高温回火（500℃以上）。得到索氏体。

③应用：封头，筒体，法兰，管板等。20MnMo20MnMoNb13MnNiMoNb900℃～950℃2分～3.5分/mm水冷+空冷。

螺栓螺母：①35CrMoA25Cr2MoVA35CrMoVA

②30Mn40Mn35CrMoA

硬度HB=187～229用亚温淬火。

（三）固溶处理：（针对奥氏体不锈钢）即在室温条件下保留奥氏体。

①目的：将零件加热使碳化物溶到奥氏体中，再以足够快的冷却速度将碳化物固定在奥氏体中。具有最低的强度、最高塑性、最好的耐蚀性。

②应用：封头

③方法：加热到1000℃～1150℃，以2分到4分/㎜保温后快冷，然后水冷，再进行空冷。

（四）焊后热处理：（消除应力，退火）PWHT

一般热处理：SR ISR

①目的：A.改善焊接接头及热影响区的组织和性能。

B.消除焊接和冷作硬化的应力。

C.防止产生焊接裂纹。

②方法：A.优先采用炉内整体消除应力方法（另一法：把容器视为加热炉，在设备内部加热外壳保温）

99版压力容器规则：（高压容器、中压反应器、储存容器、石油液化器储罐）不能用内部加热法。

B.分段热处理：一端在炉内，采取适当保温措施以防有害的温度梯度（重复加热的长度≥1.5m）Φ3.6m加氢反应器，长26m

C.对环缝进行局部消除应力处理→加热宽度：焊缝中心线每侧2倍板厚。

③焊后热处理工艺：

A.炉温400℃以下装炉

B.升温速率5000℃/T（有效厚度）/h且≤200℃/h

C.保温时间T≤50mm，25mm/h T＞50mm保温时间=（150+T）/100（h）

D.降温速率：400℃以上，6500/T℃/h且≤260℃/h

④压力容器焊后热处理的注意事项

（1）容器整体消应力处理须在整体制造完经检验合格后，水压试验之前进行。

（2）严禁火焰直射工作产生过热或过烧。

（3）产品试板（含母材试板）挂片试样等应与容器同炉PWHT

六、压力试验和气密性试验

（一）压力试验

压力试验按试验介质不同分为液压试验及气压试验。

1、液压试验

液压实验一般采用水，需要时也可采用不会导致发生危险的其他液体。试验时液体的温度应低于其闪点或沸点。奥氏体不锈钢制压力容器用水进行液压试验后应将水渍清楚干净。当无法达到这一要求时，应控制水的氯离子含量不超过25mg/L。

液压试验方法：

a）试验时容器顶部应设排气口，充液时应将容器内的空气排尽。试验过程中，应保持容器观察表面的干燥；

b）试验时压力应缓慢上升，达到规定试验压力后，保压时间一般不少于30min。然后将压力降至规定试验压力的80%，并保持足够长时间对所有焊接接头和连接部位进行检查。如有渗漏，修补后重新试验；

c）对于夹套容器，先进行内筒液压试验，合格后再焊夹套，然后进行夹套内的液压试验；

d）液压试验完毕后，应将液体排尽并用压缩空气将内部吹干。

2、气压试验

气压试验应有安全措施。该安全措施需经试验单位技术总负责人批准，并经本单位安全部门监督检查。试验所用气体为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体。

气压试验时压力应缓慢上升，至规定试验压力的10%，且不超过0.05MPa时，保压5min，然后对所有焊接接头和连接部位进行初次泄漏检查，如有泄漏，修补后重新试验。初次泄漏检查合格后，再继续缓慢升压至规定试验压力的50%，其后按每级为规定压力的10%的级差逐级增至规定试验压力。保压10min后将压力降至规定试验压力的87%，并保持足够长的时间