压力容器制造工艺流程模板.doc

4月，**企业因取《压力容器制造许可证》，需试制一台压力容器。企业决定试制一台自用储气罐，规格Φ1000×2418×10，设计压力1.78MPa，设计温度40℃，属二类压力容器。经过该压力容器试制，对压力容器制造工艺步骤有了更深了解。

工艺步骤：下料——>成型——>焊接——>无损检测——>组对、焊接——>无损检测——>热处理——>耐压试验

一、选材及下料

（一）压力容器选材原理

1．含有足够强度，塑性，韧性和稳定性。

2．含有良好冷热加工性和焊接性能。

3．在有腐蚀性介质设备必需有良好耐蚀性和抗氢性。

4．在高温状态使用设备要有良好热稳定性。

5．在低温状态下使用设备要考虑有良好韧性。

（二）压力容器材料种类

1．碳钢，低合金钢

2．不锈钢

3．特殊材料：①复合材料（16MnR+316L）

②刚镍合金

③超级双向不锈钢

④哈氏合金（NiMo:78% 20%合金）

（三）常见材料

常见复合材料：16MnR+0Gr18Ni9

A：按形状分：钢板、棒料、管状、铸件、锻件

B：按成份分：

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、下料工具和下料要求

（一）下料工具及试用范围：

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，）

（，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：

通常容器：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）焊前准备和焊接环境

1、焊条、焊剂及其它焊接材料贮存库应保持干燥，相对湿度不得大于60%。

2、当施焊环境出现下列任一情况，且无有效防护方法时，严禁施焊：

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、容器施焊前焊接工艺评定，按JB4708进行

2、A、B类焊接焊缝余高不得超出GB150相关要求

3、焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物

（三）焊缝返修

1、焊逢同一部位返修次数不宜超出两次。如超出两次，返修前均应经制造单位技术总责任人同意，返修次数、部位和返修情况应记入容器质量证实书。

2、要求焊后热处理容器，通常应在热处理前进行返修。如在热处理后返修时，补焊后应做必需热处理

四、无损探伤

（一）理论

1．定义：借用于现今手段和一起在不损坏和破坏材料机器及其结构情况下对它们化学性质、机械性能和内部结构进行检测。

2．目标：

① 确保工件和设备质量，确保设备正常运行。

射线：RT 超声波UT（焊缝、锻件） 磁粉MT（检验铁磁性表面） 渗透PT（表面开口缺点）

②改善制造工艺

③降低成本

④提升设备可靠性

3.应用特点：

①无损检测要和破坏性试验相结合。

②正确选择最合适无损检测。

③正确使用无损检测时机

④综合应用多种无损检测方法

4.应用范围：

①组合件内部结构或内部组成检验，不破坏对象，利用射线检验内部情况。

②材料，铸、锻件和焊缝间检验。

③材料和机械质量检测。

④表面测厚

5.焊缝缺点：①裂纹：有冶金原因和应力原因或是由组织原因和致脆原因、氢等综合作用所引发局部断裂。

②气孔：焊接过程中溶入液体金属气体在金属凝固结晶时来不及逸出而留在焊缝内形成空纹。

③夹渣：焊接过程中，溶池内冶金反应所生成非金属夹杂物，因为多种原因来不及浮出表面而留在焊缝内。

④未焊透：是焊缝金属和母材或焊缝金属之间未被热源熔化而留下来局部空隙。

⑤夹钨

（二）射线摄影探伤法

1.X射线

2.γ射线 Ir192 74天 ＜100mm

Co60 5.3年 ＜200mm

射线性质：①全部是电磁波

②含有两重性：波动性、粒子性

射线特征：①不可见

②直线传输，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，伤害有生命细胞。

防护学：①时间 ②距离 ③躲避

（三）超声波探伤法

利用超声波在组件中传输，经反射接收后根回波判定是否有缺点方法。

（四）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检测缺点位置和表面长度而不能确定深度。

特点：检验静表面缺点

（五）PT渗透

涂上渗透液→进入毛细管→清洗→回渗

检测：开口缺点，表面光洁度

五、压力容器热处理：

（一） 正火

① 目标：细化晶粒，提升母材及常化处理焊缝综合机械性能，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 目标：提升零件综合机械性能。

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。20MnMo 20MnMoNb 13MnNiMoNb 900℃～950℃ 2分～3.5分/mm 水冷+空冷。

螺栓螺母： ①35CrMoA 25Cr2MoVA 35CrMoVA

②30Mn 40Mn 35CrMoA

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目标：将零件加热使碳化物溶到奥氏体中，再以足够快冷却速度将碳化物固定在奥氏体中。含有最低强度、最高塑性、最好耐蚀性。

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

通常热处理：SR ISR

①目标：A.改善焊接接头及热影响区组织和性能。

B.消除焊接和冷作硬化应力。

C.预防产生焊接裂纹。

②方法：A.优先采取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，采取合适保温方法以防有害温度梯度（反复加热长度≥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）挂片试样等应和容器同炉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一样分为液压试验及气压试验。

1、液压试验

液压试验通常采取水，需要时也可采取不会造成发生危险其它液体。试验时液体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洁净。当无法达成这一要求时，应控制水氯离子含量不超出25mg/L。

液压试验方法：

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

b） 试验时压力应缓慢上升，达成要求试验压力后，保压时间通常不少于30min。然后将压力降至要求试验压力80%，并保持足够长时间对全部焊接接头和连接部位进行检验。如有渗漏，修补后重新试验；

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

d） 液压试验完成后，应将液体排尽并用压缩空气将内部吹干。

2、气压试验

气压试验应有安全方法。该安全方法需经试验单位技术总责任人同意，并经本单位安全部门监督检验。试验所用气体为干燥、洁净空气、氮气或其它惰性气体。

气压试验时压力应缓慢上升，至要求试验压力10%，且不超出0.05MPa时，保压5min，然后对全部焊接接头和连接部位进行首次泄漏检验，如有泄漏，修补后重新试验。首次泄漏检验合格后，再继续缓慢升压至要求试验压力50%，其后按每级为要求压力10%级差逐层增至要求试验压力。保压10min后将压力降至要求试验压力87%，并保持足够长时间后再次进行泄漏检验。如有泄漏，修补后再按上述要求重新试验。

（二）气密性试验

容器需经液压试验合格后方可进行气密性试验。试验压力、试验介质和检验要求根据图样上注明。试验时压力应缓慢上升，达成要求试验压力后保压10min，然后降至设计压力，对全部焊接接头和连接部位进行泄漏检验。小型容器亦可浸入水中检验。如有泄漏，修补后重新进行液压试验和气密性试验.

七、总结

在此次压力容器试制过程中，依据企业质量确保体系，各个步骤全部设定了检验点，关键步骤设置了审核点，上下衔接步骤设定了停止点，各个步骤全部配置了对应质量确保工程师，从生产步骤上确保产品质量。本文仅从理论上叙述了压力容器制造通常工艺步骤，并未同时加入对应产品质量控制手段，这是以后需要努力方向。

作为一个企业，产品质量是其生命线，产品质量好坏决定了企业一切。在以后学习及工作中，需要不停学习企业质量确保相关文件，确保产品质量可靠，让用户满意