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石油化工領域對鈦換熱器的焊接工藝要求

發布時間 :2020-01-07 10:29:51 瀏覽次數 :

由于鈦管換熱器具有耐腐蝕性、屈服強度和密度比高、熱膨脹系數小、使用壽命長、傳熱效率高、不易結垢等優點可大大提高鈦管換熱器的使用壽命,減少因設備腐蝕失效停工造成的損失,經濟效益良好,在石油化工等領域得到廣泛應用。

揚子石化訂購的PTA裝置鈦管冷凝器,設計壓力:殼程0.6MPa,管程3.1MPa,設計溫度:殼程80°C,管程210°C,殼程介質為循環水,管程介質為TA、水、HAC、離子溴以及惰性氣體等。制造技術條件要求,定單開工前進行模塊試驗(Mock-up試驗),即按評定的WPS對焊工和焊機操作工進行技能評定,要求對參與焊接的每位焊工進行考核,測定焊工或焊機操作工生產優質焊縫的能力[4]。模塊試驗的程序按照ASME鍋爐壓力容器規范第九部分(BoilerandPressureVesselCodeSectionIX):焊接和釬焊合格評定(WeldingandBrazingQualifications)中第三章焊接技能評定的要求,此過程同時需業主或項目管理組全程見證和檢查。

換熱管與管板連接形式為:輕脹對中+強度焊+貼脹,換熱管端部伸出管板面0.5~1.0mm,管口的焊接采用手工鎢極氬弧焊、兩道焊,且兩道的起、收弧點必須錯開,選定的接頭型式如圖2所示。實踐證明,鈦管貼脹固定后焊接,經歷一段時間的運行后,貼脹會由于鈦的“記憶”而失效,不會受到周圍環境腐蝕和應力腐蝕的影響。

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焊接中除滿足相關標準規范外,還應要求滿足以下條件:

(1) 焊接和組對必須在清潔的車間或在無鐵污染的區域進行,鈦管在進行任何焊接前必須進行菲繞啉試驗證實無鐵離子污染(若表面被鐵離子污染,濾紙呈橘紅色)。

(2) 施焊前,熔合面和焊縫每邊50 mm寬的區域用丙酮或丙醇、異丙醇進行徹底清理以清除氧化皮、銹蝕、油脂或其它影響焊接接頭質量的雜質。

(3) 焊絲類別符合AWS SFA-5.16ERTi-2,Fe含量小于0.05%,H含量小于60ppm,鈦材焊接中,在根道熔合過程中向管內充入純度為99.99%氬氣背部保護氣,層間溫度不得高于60°C,鈦材焊接保護應充分。

由于PTA裝置鈦管冷凝器使用工況惡劣,用材特殊,對焊接質量要求高,本項目引用ASMEK:焊接和釬焊合格評定中的焊接技能評定要求,在定單開工前進行模塊試驗,對焊工和焊機操作工作進行技能評定。

同時引用巴斯夫公司的WN75-100標準規范,對模塊試驗后的焊接試樣進行相關內容的檢驗,通過模塊試驗驗證了焊接人員的上崗資格,也確定焊接工藝對缺陷的控制是有效的。另外,需指出的是,在模塊試驗中引入射線背照技術檢測,可以改變以往模塊削薄才能RT檢測的做法,同時也可以將此技術應用到成品管板焊接接頭的常規RT檢測中,從而更有效地提髙焊縫質量,為換熱器設備的長周期安全運行提供可靠保障。

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