整体多层夹紧式高压容器包扎工艺守则样本.doc

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1.总则
对整体多层夹紧式高压容器整体包扎的制造、 检验与验收要求进行规定, 以保证有关工作的有效开展, 确保产品质量。
2.范围
适用于设计压力不大于35MPa、 设计温度范围为－20℃～350℃的碳素钢、 低合金钢制整体多层夹紧式高压容器。
3.定义
3.1 整体多层夹紧式高压容器: 在本守则中简称压力容器。
3.2 手指: 夹紧式包扎机的卡子或机械手。
4.引用文件
《压力容器安全技术监察规程》 99版
GB 150 《钢制压力容器》
HG 3129 《整体多层夹紧式高压容器》
JB 4708 《钢制压力容器焊接工艺评定》
JB/T 4709 《钢制压力容器焊接规程》
JB/T 4730 《承压设备无损检测》
GB 713 《锅炉和压力容器用钢板》
JB 4726 《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》
JB 4744 《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》
5.责任
5.1 生管办: 负责过程控制的管理, 合理运用资源组织生产;
5.2 安设环办: 负责设备和计量器具的管理。
5.3 技术部: 负责产品质量的策划, 编制制造工艺、 焊接工艺和热处理工艺文件。
5.4 质检部:
5.4.1 负责编制产品检验计划;
5.4.2 负责对产品制造全过程进行质量监督和零件、 产品的检查、 检验, 填写相应的检验记录和报告; 对不合格品的控制和处理的跟踪检查。
5.5 制造车间: 负责产品制造及制造过程控制管理。
6.行动
6.1 内筒制造、 检验和验收
6.1.1材料要求
a) 按设计图样和原材料标准要求的项目进行复验, 复验的化学成份和力学性能应符合GB713的规定;
b) 逐张按JB/T4730.3进行超声检测, 质量等级应不低于Ⅱ级;
c) 逐张进行拉力试验和夏比( V型缺口) 常温冲击试验。
6.1.2划线
a) 内筒下料尺寸按下式:
( 中径展长+刨边余量1) ×( 筒体长度+刨边余量2) ×图样板厚
其中: 刨边余量1等于10mm
刨边余量2等于n×10mm( n为筒节数量)
注:
1) 内筒内径选上偏差或者取中间偏差;
2) 内筒内、 外表面不要求作机加工;
3) 检查对角线尺寸, 允差≤1mm;
4) 最短筒节长度不小于300mm。
b) 同时下一付内筒焊接试板( 与内筒材料具有相同钢号、 规格和热处理状态) , 试板尺寸: 450×135×板厚;
c) 板材划线后切割前须按规定作材料标记移植( 包括试板) 。
6.1.3下料
采用气割或半自动切割, 切割后将氧化物清除干净。
6.1.4刨边
a) 按图样或工艺要求刨内筒A、 B类焊接坡口, 要求刨边后每个筒节的展开长度均应相等, 对角线允差≤1mm。
b) 刨内筒焊接试板坡口, 坡口型式与内筒A类焊接接头坡口一致。
6.1.5 预弯造头在油压机上压展开长两端圆弧。要求: 用内样板检查, 不允许有未成圆弧
的直边存在, 同时用直尺检查内筒轴向直线度。
6.1.6卷制
卷制成形。注意保证: A类焊接接头对口错边量≤1mm; 棱角度≤1.5mm。
6.1.7组对
a) 组对A类焊接接头前须去除纵缝坡口表面的氧化物、 油污、 熔渣及其它有害杂质, 清除范围( 以离坡口边缘的距离计) 不得小于50mm。
b) 采用工装组对纵缝, 要求对口错边量≤1mm, 对口后以定位焊点固。
6.1.8焊接
a) 在首节筒节的A类焊接接头的延长部位组焊内筒焊接试板;
b) 由合格焊工按《焊接工艺规程》施焊内筒和内筒焊接试板;
6.1.9检查
焊缝外观质量检查, 表面不得有裂纹、 气孔、 弧坑和飞溅物。
6.1.10切割
割下内筒焊接试板。
6.1.11校圆
内筒在卷板机上校形, 要求:
a) 同一截面最大与最小内径之差不大于4‰Di( 筒体内直径) , 且不大于5mm( 在内筒节的上、 中、 下三个截面测量) ;
b) A类焊接接头的对口错边量≤1mm;
c) A类焊接接头处形成的棱角度用弦长等于1/6Di且不小于300mm的内样板或外样板检查, 其值≤1.5mm。
6.1.12检查
a) 对内筒A类焊接接头及试板外观检查, 合格后由施焊焊工在内筒内壁和内筒焊接试板的规定部位分别打上施焊焊工的钢印号。
b) 对内筒A类焊接接头按JB/T4730.2进行100%射线检测, Ⅱ级合格;
c) 内筒焊接试板按JB/T4730.2进行100%射线检测, 若有缺陷, 应标明缺陷所在位置。
6.1.13 热处理
将内筒与内筒焊接试板按《热处理工艺规程》同炉进行热处理。
6.1.14 产品内筒焊接试板检查
对内筒焊接试板的检查按JB4744要求进行, 取样部位须避开缺陷位置。
6.1.15 清理及标识
a) 用专用砂磨工具打磨内筒A类焊接接头的内、 外表面, 与母材表面齐平, 要求呈圆滑过渡, 同时将内筒外表面的机械损伤圆滑抛磨。
b) 内筒表面进行喷砂处理, 并在内筒A类焊接接头两端中心线处用油漆作焊缝位置标记。
6.1.16组对内筒B类接头
a) 在每个筒节上距端部距离约200～300mm的位置组装两个胀圈( 注: 胀圈数量不得少于2个) 将内筒撑圆, 保证内筒圆度不大于4‰Di, 且不大于5mm( 在内筒节的上、 中、 下三个截面用专用工装测量) ;
b) 组对内筒B类焊接接头前须去除环缝坡口表面的氧化物、 油污、 熔渣及其它有害杂质, 清除范围( 以离坡口边缘的距离计) 不得小于50mm;
c) 采用工装组对B类焊接接头, 对口后以定位焊点固。要求:
1) 相邻筒节间的A类接头应按图样要求错开, 图样未作要求时A类接头中心的距离应大于100mm;
2) 对口错边量≤1.5mm;
3) 内筒直线度允差应小于筒体长度的1‰, 且不大于6mm;
4) 筒体的长度允差:
筒体长度不大于10m时, 允差为±10mm; 筒体长度大于10m时, 允差为±15mm; 图样有规定时按图样规定。
6.1.17焊接
由合格焊工按《焊接工艺规程》施焊内筒B类焊接接头;
6.1.18检查
a) 焊缝外观质量检查: 表面不得有裂纹、 气孔、 弧坑和飞溅物等。检查合格后, 施焊焊工在内筒内壁的规定部位打上钢印号并由检验人员确认。
b) 对内筒B类焊接接头处形成的棱角度用长度不小于300mm的直尺检查, 其值≤1.5mm;
c) 内筒的直线度允差应小于筒体长度的1‰, 且不大于6mm;
d) 内筒的长度允差:
筒体长度不大于10m时, 允差为±10mm; 筒体长度大于10m时, 允差为±15mm; 图样有规定时按图样规定。
e) 对内筒B类焊接接头按JB/T4730.2进行100%射线检测, Ⅱ级合格。
6.1.19组对内筒与筒体端部和下封头
a) 组对内筒B类焊接接头前须去除环缝坡口表面的氧化物、 油污、 熔渣及其它有害杂质, 清除范围( 以离坡口边缘的距离计) 不得小于50mm;
b) 采用工装组对B类焊接接头, 对口错边量≤1mm, 对口后以定位焊点固。
6.1.20焊接
由合格焊工按焊接工艺规程施焊内筒与筒体端部和下封头B类接头;
6.1.21检查
a) 焊缝外观质量检查: 表面不得有裂纹、 气孔、 弧坑和飞溅物等。检查合格后, 施焊焊工在内筒内壁的规定部位打上钢印号并由检验人员确认。
b) 对内筒B类焊接接头处形成的棱角度用长度不小于300mm的直尺检查, 其值≤1.5mm;
c) 对B类焊接接头按JB/T4730.2进行100%射线检测, Ⅱ级合格。
6.1.22热处理
内筒与筒体端部的B类焊接接头按《热处理工艺规程》进行局部消除应力热处理。
6.1.23清理
用专用砂磨工具打磨内筒的内、 外壁B类焊接接头, 要求呈圆滑过渡, 且与母材表面齐平, 同时将内筒外表面的机械损伤抛磨圆滑。
6.2 层板制造、 检验和验收
6.2.1材料要求
按设计图样和原材料标准要求的项目进行复验, 复验的化学成份和力学性能应符合GB713的规定。
6.2.2划线
a) 划各层层板下料尺寸线( 精料展长尺寸+5mm刨边余量) , 且应根据内筒或前一层的外圆周长及层板两条纵缝坡口的根距来确定( 具体实测尺寸, 由检验员提供) ; 注意检查层板对角线尺寸允差≤1mm; 层板展开尺寸只允许为负偏差, 且不大于3mm。
b) 层板宽度根据设计图样错开环缝的具体规定, 确定排每层的板宽料, 且最小板宽料不得小于680mm。( 注: 每层层板排料板宽度尺寸的具体确定, 见附录一规定) ;
c) 板材划线后切割前须按规定作材料标记移植。
6.2.3下料
采用剪切或气割或半自动切割下料, 切割后将氧化物清除干净。
a) 刨边
按图样或工艺要求刨层板焊接坡口, 要求刨边后检查每块层板的对角线允差≤1mm。
b) 划线
对各层板按图样或工艺要求划出夹紧工艺孔及最外层层板Ф6泄放孔位置线。
c) 钻孔
按划线钻各层板夹紧工艺孔及最外层层板Ф6泄放孔, 钻孔后去除层板内、 外表面的毛刺。
d) 预弯造头及检查
在油压机上压制各层层板的头子。要求: 分别用各层层板的R内样板检查R圆弧, 圆弧头子不允许有未成圆弧的直边存在, 并用直尺检查内筒轴向直线度。
e) 卷制
卷制各层层板圆弧。注意: 在卷制过程中, 圆弧层板应尽量保证不错边( 错边量控制在≤2mm
范围内) , 端面应与轴线垂直; 圆弧层板两对边的平行度及相邻两边的垂直度偏差按GB/T1184中的L级规定。
f) 清理
层板在包扎前应进行喷砂处理, 以清除层板表面的铁锈、 油污和影响层板贴合的杂物。
6.3 包扎
a) 准备阶段
1) 分别在筒体端部与下封头的重心部位( 需工装辅助) 加上转胎或其它支撑件, 另在筒体的重心位置处设置可调式转胎;
2) 在筒体端部与球形封头上划出4条( 均布) 对位标记线, 并作出明显的标记;
b) 包扎程序
1） 将内筒组件吊置于转胎上, 然后依次将第一层层板套入, 并按图调整层板与层板间、 层板与筒体端部和下封头之间的间距; 每层层板的纵向接头应均匀错开, 相邻层板的纵向接头夹角应大于由图样给出的最小夹角, 一般以内筒A类焊接接头为基准; 层板筒节的轴向长度应使每层层板的环向接头相互错开, 且外层层板的环向接头与内层层板的环向接头错开的最小距离应符合图样要求;
2） 采用包扎机上的预紧装置缠绕钢丝绳, 并将钢丝绳置于装置所对应的位置, 然后升压将层板拉紧;
3） 检查:
² 层板两端错边量应≤2mm;
² 层板纵向接头根部间隙: 6mm≤h1 ≤14mm;
² 层板环向接头根部间隙: 6mm≤h2≤8mm。
4） 可在第一层层板纵向接头位置, 相对应的内筒内表面增加支撑, 以防止在焊接层板纵缝时, 内筒因受热而出现塌陷;
5） 将夹紧位置上的”手指”逐个放入层板上的夹紧工艺孔中就位, 再逐渐升压至工作压力将层板预夹紧, 确认各组”手指”预紧无误后, 再夹紧。具体操作见《夹紧式包扎机操作说明书》;
6） 检查:
层板端部层间间隙检查: 按HG3129标准中的规定, 在每一层板的筒节的端面应测量相邻层板的径向间隙和径向间隙高度大于或等于0.25mm段的弧长。测量后按下图所示方法计算估算间隙Ag。任一端面上以平方毫米表示的任一估算间隙面积Ag值不得超过以毫米表示的层板厚度值的25倍, 且任何层板间隙的弧长b不得超过容器内径。
若相邻层板间隙不只一处, 则间隙长度之和不得超过容器内径。任一层板间隙的最大高度不得超过3mm。

层板松动面积用敲击法( 锤打试验) 进行检查: 对设计内直径Di不大于1000mm的容器, 每一松动的部位沿环向长度不得超过0.3Di, 沿轴向长度不得超过600mm; 对设计内直径Di大于1000mm的容器, 每一松动的部位沿环向长度不得超过300mm, 沿轴向长度不得超过600mm。
c) 定位焊
将层板的纵向接头以定位焊固定( 注意检查: 层板与筒体端部法兰连接对口错边量应≤0.8mm) , 点固间距根据夹紧的松动程度选用为100～150mm。
d) 关闭夹紧装置的油泵降压至零, 再严格按第5.2.3 a)条夹紧程序和b)条定位焊逐个包扎同一层面的其余各层板。
e) 焊接
由合格焊工按《焊接工艺规程》施焊层板的纵向接头和环向接头, 施焊后将焊缝的熔渣和两侧的飞溅物清除干净;
f) 检查:
1） 层板松动面积检查: 对设计内直径Di不大于1000mm的容器, 每一松动的部位沿环向长度不得超过0.3Di, 沿轴向长度不得超过600mm; 对设计内直径Di大于1000mm的容器, 每一松动的部位沿环向长度不得超过300mm, 沿轴向长度不得超过600mm。
注: 若松动面积超出上述要求, 允许用焊接方法进行二次收缩, 使之达到标准要求, 但应尽量避免或减少使用此方法。
2） 层板的纵、 环焊缝外观检查, 不得存在裂纹、 咬边和密集气孔等;
3） 检查筒体端部与球形封头上的对位线是否仍在一条线上;
4） 筒体的直线度检查按图样及工艺中相关规定;
g) 清理: 砂磨层板纵、 环焊缝, 要求呈圆滑过渡, 且与层板母材表面齐平。
h) 检查
对层板与筒体端部和下封头的环向焊接接头进行100%超声检测, 符合JB/T4730.3标准Ⅱ级为合格。
i) 逐层夹紧包扎
1） 同样根据图样及HG3129标准中第3.3.1.6条要求, 错开各层板的纵、 环向焊接接头; 按本守则第6.3 a) ～h) 条所述进行逐层包扎、 焊接、 修磨和检验等, 直至将最外一层层板夹紧包扎完毕。( 注: 在前一层层板夹紧及焊接质量经检验合格后, 方能进行下一层的夹紧包扎)
2） 在最外层层板施焊完毕后, 对最外层层板的夹紧工艺孔必须用与层板相同的材料堵焊或封焊夹紧工艺孔, 并打磨至与层板母材齐平。( 注: 内层板的夹紧工艺孔兼作泄放孔用)
j) 检验
1) 对各层层板与筒体端部和下封头的环向焊接接头进行100%超声检测, 符合JB/T4730.3标准Ⅱ级为合格;
2) 对最外层层板的纵焊缝进行100%超声检测, 符合JB/T4730.3标准Ⅱ级为合格;
3) 对最外层层板的堵焊或封焊夹紧工艺孔表面进行磁粉或渗透检查, 符合JB/T4730.4( 5) 标准Ⅰ级为合格;
4) 设备进行总体检查、 试压等。
7.相关文件
《检验质量控制程序》 QCM( Y) P-040
《产品制造与现场质量控制程序》 QCM( Y) P-042
8.使用表单
《产品制造检查卡》 QCM( Y) -07-04
《焊接工艺规程》 QCM( Y) -08-08
《热处理工艺规程》 QCM( Y) -09-01
9.附录
附录一 层板宽度计算方法
附录一
层板宽度计算方法( 公式与表格)
计算公式: C=L－( n×B) －( N×7)
第一层层板计算公式为: C1=L1－( n×B) －( N×7)
L1: 为内筒组焊件的实测长度尺寸。( 为第一层层板的图示长加上长度允差, 实际制作的误差应不大于标准规定。)
B: 为整料层板的宽度尺寸。( 即购回层板宽度)
n: 为整料层板宽度的整张数( 即整节数) 。
N: 为环焊缝的数量。
注: 当两个短节时, 比整料层板宽度B的整张数多1个, N=n+1。当只有一个短节( 不论首节或尾节) , 环焊缝数量为N=n。
7: 为层板环焊缝的根距( 标准为6~8mm, 取中间值为7mm) 。
C1: 为第一层层板除去整节数层板后的剩余长度, 一般由两节组成。( 假设首节为a,尾节为b) 。
a和b需按下面表格的要求, 选择确定:
使用手指数量
两个手指
三个手指
四个手指
层板宽度范围
680~980
1240~1540
1800~2100
注: 1) 选择a和b尺寸时还应考虑环焊缝应相互错开, 相邻层板应错开大于150mm, 不相邻层板错开50mm左右。
2) 如表中的数值不能满足尾节层板的要求时, 应在首节层板( 即整料层板宽度B) 上考虑减少宽度尺寸, 以满足尾节层板宽度符合表格中的层板宽度范围数值。
3) 其余各层层板按第一层层板尺寸数推, 分别为: C2; L2、 C3; L3、 C4; L4……Cn; Ln
题例一:
某产品( DN900~1600) 图示第一层层板L=13820mm, 实测内筒长度为13822mm, 购回层板宽度为 mm。按公式计算:
( 估算应为6节整节, n=6; 两个短节, 环焊缝数为7个, N=7)
C=13822－( 6× ) －( 7×7) =1783
1783mm由a和b两节组成, 如为选定a=900mm; 则b=883。
注: 也可为其它尺寸, 但首节应在表格尺寸范围内, 同时考虑到尾节也应在表格尺寸范围内; 从而使a和b均在表格范围内。
附录一( 续页)
题例二:
某产品( DN900~1600) 图示某层层板L=11130mm, 实测层板长度应为11135mm, 购回层板宽度为 mm。按公式计算:
( 估算应为5节整节, n=5; 一个短节, 环焊缝数为5个, N=5)
C=11135-(5X )-(5X7)=1100
1100mm在表中无相应层板宽度尺寸, 由a和b两节组在表中也无相应层板宽度尺寸, 因此应将首节的整节层板减去150mm左右( 也可为其它尺寸, 但应在表格尺寸范围, 同时考虑到尾节也应在表格尺寸范围) ; 即a=1850、 b=1250mm。从而使a和b都在表格范围内。