整体多层包扎全冷凝反应器制造技术及质量控制①

全冷凝反应器是尿素装置中的关键设备之一，由于设备内部存有腐蚀性强的甲铵液，合理的制造、检验和质量控制措施是设备安全运行的重要保证。

笔者以国内某公司尿素装置一台全冷凝反应器为例，简要介绍了该设备在制造过程中的工艺流程和关键制造技术的质量控制。

1 设备主体结构及主要技术参数

整体多层包扎全冷凝反应器主体结构如图1所示，主要技术参数见表1。

  

图1 整体多层包扎全冷凝反应器主体结构1——凸缘； 2——上球形封头； 3——多层包扎筒体； 4——锻件筒体； 5——上管箱筒体； 6——上管板； 7——蒸汽出口； 8——壳程筒体； 9——膨胀节； 10——下管板；11——下管箱筒体； 12——下球形封头； 13——甲铵液进口； 14——汽提汽进口； 15——液氨进口；16——冷凝液进口； 17——管束组件； 18——反应液出口 表1 主要技术参数

  

参数壳程管程设计压力/MPa1.016.2设计温度/℃200198介质名称蒸汽/冷凝液甲铵液+NH3+CO2介质特性-中度危害/易爆

2 制造工艺流程

管板组件制造工艺流程：材料验收、复验→下料、标记移植→过渡层堆焊→管板与筒节组焊、无损检测→PWHT→无损检测→表面清理→面层堆焊→钻孔→筒节内径加工→纵/环缝、接管角焊缝检漏槽打磨→衬里组焊→无损检测→装配。

陶水旺也只是猜测。苏楠不知道该怎么安慰李峤汝，她本来还想说，那个时代，农村妇女的活重，早产很正常。但她自己都觉得这样的劝说太苍白。突然冒出来的生父，要是个达官显要说不定还让她多少有种隐秘的优越感，谁让他是个没有什么修养的农民呢？那么老，而且那么龌龊，被生母杀死——仇恨地杀死，任谁突然被凭空推出一个这样的生父也会感到羞辱。

球形封头组件制造工艺流程：材料验收、复验→下料、标记移植→球形封头压制成型→接管、凸缘镗孔→接管、凸缘与封头组焊→过渡层堆焊→附件组焊→无损检测→PWHT→无损检测→内、外表面清理→面层堆焊→无损检测→检漏钻孔→人孔凸缘衬里、密封环组焊→密封面精加工→端面坡口机加工→无损检测→装配。

随着制造技术的不断发展，选择整体包扎结构的大型设备日益增多，同时对内筒与衬里热套组装工艺提出了更高的要求，特别是内筒与衬里之间的贴合度要求，需要在下料尺寸、组对间隙及组装尺寸控制等中间环节加以质量控制。此台设备的筒体内径为3 300mm，衬里厚度为8mm，内筒内直径按3 316mm下料，中径展开考虑2mm焊缝收缩量，尽量使各内筒的环向下料长度相同，以保证环向对口错边量小于1.5mm。内筒节卷制、组焊和校圆并经无损检测合格后，分别测量两端和中部3处外周长，计算出平均周长作为衬里下料尺寸的依据。衬里下料尺寸还需考虑与内筒之间直径方向的过盈量(0.6mm)和焊接收缩量(1mm)。衬里热套之前，需要对内筒的内、外表面进行喷砂处理，清除表面的氧化皮、油污和其他附着物，同时对衬里不锈钢内、外表面进行酸洗清理。

3 制造过程质量控制

3.1 材料及其复验

c. 同一遍焊接中，应重新熔合前一次熄弧点，两遍焊接之间起弧和熄弧点的位置不能重合；

3.2 封头压制成型质量控制

衬里热套前内筒上焊上临时吊耳，吊入准备好的专用加热炉内放平，工件加热温度350～400℃，保温足够时间，当内径增加12～14mm时将内筒吊至底座板上，将装好内撑胎具的衬里吊入内筒套合，套合时应使衬里纵缝对准内筒上的纵缝检漏槽的中间，需要注意的是套合时动作要快并且准确，一次装到底中途不允许停留，防止贴合不均匀局部间隙超标。最后拆去内撑胎，去除吊耳，将内筒检漏孔中心线引向端面，做好标记，为后续层板包扎过程中钻孔划线定位准备。

“形美”指译诗诗行整齐,或长短不齐如原诗(即建筑美)。顾版译文为现代诗体，和原文在长短句上很相似，句式较为整齐，但没有押韵，不及原文的形美效果，从全诗的宏观结构而言，翻译虽然不能达到与原诗绝对对等，但是译者却最大限度地平衡了诗歌的整体美。关版译文为格律体，句式工整，字数统一，结构平行，但对仗不如古诗体工整。译文三是散文体，诗句长短不齐，自行加入的标点、词语较多，读起来没有朗朗上口的诗歌之感，韵律不强，且形美方面也不及原诗。

  

图2 上封头与包扎筒体环缝结构

3.3 尿素级不锈钢焊接质量控制

上、下球形封头(Q345R)和管板(20MnMoⅣ)上堆焊不锈钢耐蚀层是一个非常重要的环节。堆焊层有效厚度是衡量耐蚀性能的一个重要参数，为了得到更好的耐腐性能，自动堆焊耐腐蚀层厚度不小于4mm，手工堆焊耐腐蚀层厚度不小于5mm。过渡层堆焊进口焊材E23.12.2LR，面层堆焊进口焊材25-22-2LMn。堆焊必须在封头内表面打磨至金属光泽并经100%MT检测合格后再进行。采用带极堆焊，堆焊过渡层和耐腐蚀层需要注意以下3点：

a. 焊道宽度方向搭接量8～9mm，首尾搭接量约60mm，焊道的收弧坑应在同一条直径上,根据母材厚度和焊材特性，过渡层堆焊送带速度约1 050mm/min；

b. 焊后打磨首尾搭接余高，打磨方向平行于焊道方向，过渡层和面层堆焊后100%UT和100%PT检测，通过UT测厚仪对堆焊层有效厚度进行质量控制，经测量，过渡层厚度为4～5mm，面层厚度为5～6mm；

c. 整体热处理后面层堆焊前，必须经表面100%PT检测合格，防止热处理产生的缺陷，堆焊过程中不得有凹坑、分层及裂纹等缺陷。

“一开始，大家都是往前冲，以最快的速度收割市场和用户，这期间各家其实也都在寻求成本和收入之间的平衡点，除了用户收费，也在尝试广告等其他方式。遗憾的是，大家都没有找到答案。虽然ofo和摩拜价格战打得比较厉害的时候，几块钱的月卡，几乎是免费给用户骑的。但即使没有价格战，也很难盈利。”ofo离职员工李笑（化名）告诉《中国经济周刊》记者。

尿素级不锈钢为纯奥氏体不锈钢，在焊接时容易产生热裂纹，其主要原因是由于奥氏体不锈钢导热系数小、膨胀系数大，延长了焊缝金属在高温区的停留时间，增加了焊缝在高温时经受的拉伸应变[1]。为防止晶间裂纹的产生，应严格控制母材和焊材的化学成分，特别是P、S的含量需控制在标准和技术要求范围以内，采取低热输入、短弧焊等措施加快熔池冷却速度。衬里筒节纵缝、环焊缝的焊接主要采用氩弧焊和电弧焊方法。换热管角焊缝主要采用氩弧焊方法，焊接结构如图3所示。

  

图3 换热管角焊缝焊接结构

为保证角焊缝焊接质量，根据实际情况，分3个步骤进行焊接：不填丝定位焊，两端齐平；上管板第1遍氩弧焊，而后下管板第1遍氩弧焊；上管板第2遍氩弧焊，而后下管板第2遍氩弧焊。

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根据管板与管子连接结构特点，焊前准备和焊接过程中需要注意以下几点：

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a. 严格控制上封头组件、各个筒体组件之间环焊缝的错边量和组对间隙，以保证整体直线度，内筒与上封头对口错边量小于1.0mm，内筒与内筒对口错边量小于1.5mm，所有纵、环缝焊后应打磨平整，外侧应与母材平齐，装配时采用逐段卧装。

单片机主要为P89LPC922，它能够同时满足与低成本和高集成度两个方面的要求。它不仅处理器结构的性能高，在指令执行上所需的时间短，而且还将多种系统级的功能集合在一起，是元件的数目及电路板的面积大大减少。

b. 每一遍焊接分为3段，每段长度约为周长的1/3，每焊完一段管板顺时针旋转120°，进行立向上位置焊接；

管程上、下封头的材料选用基层Q345R+堆焊层25-22-2LMn，管程筒体采用整体多层包扎结构，其中内筒和层板选用Q345R正火板材，衬里选用X1CrMoN25-22-2板材，锻件筒体选用20MnMoⅣ+衬里X1CrMoN25-22-2板材，上、下管板选用基层20MnMoⅣ+堆焊层25-22-2LMn，壳程筒体选用Q345R正火板材，壳程膨胀节选用S30408板材，换热管选用X1CrMoN25-22-2无缝管。该设备不锈钢选用进口材料，要求对主体材料质量证书进行严格审查，并对原材料进行复验，保证化学成分、力学性能、工艺性能及耐腐蚀性能等满足技术条件和相关标准要求。同时，在存放、吊装过程中不锈钢材料应采取有效措施防止油污和铁离子污染，防止胎具损伤材料表面。

d. 焊缝表面不得存在夹钨、夹渣、裂纹及气孔等缺陷，如发现应及时修磨处理。

3.4 内筒与衬里热套组装质量控制

整体多层包扎筒体段制造工艺流程：材料验收、复验→内筒下料、标记移植→内筒卷制、纵缝焊接、校圆、无损检测→纵/环缝、接管角焊缝检漏槽打磨→加工检漏孔→衬里下料→衬里卷制、纵缝焊接、校圆、无损检测→表面清理→组装内筒和衬里→上封头组件与相邻内筒、其他内筒组件之间环缝焊接、无损检测→层板下料→层板卷制→表面清理→层板包扎→层板纵/环缝焊接、无损检测→检漏孔划线、钻孔、塞焊→筒体上接管划线、镗孔→接管组焊、无损检测→装配。

由于上、下封头直径较大，考虑到成型减薄、堆焊收缩等因素，下料尺寸需要在图样理论尺寸基础上增加一定的余量，待成型、堆焊结束并且无损检测合格后在立式车床上加工坡口至图样尺寸。采用热成型工艺方法，工件放于炉子有效加热区内，同炉带母材试板，加热温度930±15℃,保温时间100min，热成型后需要进行正火处理。为保证堆焊质量，对封头的内表面应进行机械加工，同时对内表面进行100%MT检测，表面不得有裂纹等影响堆焊质量的缺陷。在立式车床上加工与包扎层板相适应的台阶时，封头成型厚度比图样理论尺寸大些，应以封头内侧为基准，保证封头上各台阶与相应的各筒节组对错边量小于0.8mm。上封头与包扎筒体环缝结构如图2所示。

内筒与衬里热套后用木槌轻敲衬里表面，检查松动面积，单个不贴合长度应小于300mm，面积小于250cm2，总的不贴合面积小于衬里总表面积的10%为合格，且用0.3mm厚专用塞尺检查筒体两端间隙，插入深度小于35mm，并且环向长度不超过该圆周的10%为合格。

1.3 观察指标 所有病例由专人记录剖宫产指征，当同时出现医学指征和社会因素时，统计时以医学指征为准。社会因素包括因迷信需要“择日择时”手术、珍贵儿、高龄初产、试管婴儿等。妊娠合并症及并发症包括妊娠期高血压疾病、心脏病、血液病、糖尿病、癫痫、肾病综合征、高度近视、消化系统疾病等。产后出血的标准：即胎儿娩出后24 h内阴道出血量超过500 ml。采用容积法加称重法来计算剖宫产产后出血量，采用弯盘收集阴道流出的血液量加敷料浸血量来计算阴道助产出血量。

3.5 筒体整体包扎过程质量控制

多层包扎式结构由于在安全性上比单层厚壁式结构更为安全，在生产设备、加工性能和原材料采购上更不受限制而被普遍采用。管程筒体部分采用整体多层包扎结构。针对整体包扎式结构，国内一些压力容器制造厂家与高校、科研院所合作进行了一系列的理论、试验、设计和制造方面的研究。整体多层包扎尿素合成塔的制造实践表明，通过建立合理的制造过程质量保证体系，只要严格控制其制造关键工序及其质量要求，完全能够保证整体多层包扎尿素合成塔的制造质量和安全性能[2]。

整体包扎多层结构是利用液压机械装置将层板逐层包扎在内筒和封头组成的整体结构上，并且每层层板纵、环缝都均匀错开。整体多层夹紧式容器在制造过程中不可避免地存在层间间隙，这些间隙的存在，使筒壁的受力情况不好，相比单层容器，内壁应力负载增加，外壁的应力负载减小，间隙越大的部位受力情况越不好[3]。结合实际情况，主要有以下4个质量控制点：

a. 焊前管头和管孔坡口用丙酮清理，管孔坡口表面100%PT检测，并用5～10倍放大镜检查管孔坡口，若有怀疑时应按标准NB/T 47013.5-2015采用水洗型渗透剂检查；

b. 以封头端为基准进行层板包扎，层板与封头的对接错边量小于0.8mm，层板经夹紧后纵向接头间隙6～14mm，环向接头间隙6～8mm。

c. 每一层纵、环缝按要求进行UT检测。检测比例有不同的要求，其中每一层层板与封头的环缝按100%比例检测，第2层和第12层层板之间纵、环缝按100%比例检测，第2～11层层板之间纵、环缝按10%比例进行，依据NB/T 47013.3-2015Ⅰ级合格，现场实际检测合格率达到99%。

d. 每一层纵、环缝按要求进行100%MT检测，依据NB/T 47013.4-2015Ⅰ级合格，现场实际检测合格率达到99%。

对于手术治疗而言，其虽然能够帮助患者解决因病痛产生的痛苦，但同时也会使患者的身心受到损害，从而影响治疗效果[1]。近年来，随着护理模式的不断完善，手术室护理不仅需要熟练的操作与配合，更需要为患者提供舒适化、人性化的服务，让患者能够在安全、舒适的状态下完成手术治疗。作为一种新型护理模式，舒适护理最大的特点就是具备一定的整体性与个性，能够使患者感觉到舒适和愉悦。

3.6 水压试验

设备制造完毕后应根据GB 150的要求管、壳程应分别进行水压试验，试验压力按图样要求，保压时间不少于1h。水压试验合格后应立即将水排净并且用压缩空气吹干，由于设备结构原因，壳程水压试验后管孔与换热管间隙里残余的水很难吹干净，残留的水渍如果氯离子含量过高，设备在使用过程中很容易发生应力腐蚀，因此试验时要严格控制水质氯离子含量。

3.7 泄漏试验

换热管与管板连接接头，在第1遍焊接后以50kPa压缩空气进行气泡泄漏检测检查焊接接头，确保无泄漏后焊第2遍。在设备水压试验合格后，壳程应进行氨渗漏试验。水压试验前，设备上高压接管衬里、人孔密封环和衬里由各自检漏孔通入一定压力的压缩空气(保压时间不少于1h)和中性起泡溶液进行气泡泄漏检测。水压试验后，衬里(包括层板排气孔处)按GB/T 25151.6进行氦渗漏试验。氦渗漏法不会对设备造成应力腐蚀，使用时安全可靠。与氨渗漏法相比，其灵敏度可提高5倍左右，并且氦渗漏可同时确定泄漏位置和测量泄漏率[4]。试验过程中未发现渗漏点。

4 结束语

整体多层包扎设备全冷凝反应器制造过程中关键质量控制的实践结果表明，由于过程质量控制措施得当，保证了整体多层包扎设备全冷凝反应器的制造质量。对制造过程中关键工序和过程质量控制进行了一些系统化的整理，对以后类似结构的设备制造具有借鉴作用。

(1)互联网金融理财的现状。2015年，我国互联网金融融资规模达944亿元，有379家互联网金融平台成功融资。平台的融资运作也备受瞩目，在资本化运作进程中，成功获得多轮融资的平台有32家。2015年12月19日，宜信旗下的P2P平台宜人贷成功在纽交所上市，成为了我国第一个成功资本化运作的P2P平台。2016年2月，我国P2P网贷平台成交量达1130.09亿元，截至2016年2月底，有267家支付业务许可企业。

参 考 文 献

[1] 李晓松,田彦来,李清峰.尿素级不锈钢管道的焊接技术及质量控制[J].金属加工(热加工),2009,(16):60～62.

[2] 王忠,李天琪，朱孝钦，等.整体多层包扎尿素合成塔制造关键工序及其质量控制[J].化工机械,2012,39(3):372～375.

[3] 刘斯嘉，江楠.整体多层夹紧式高压容器超水压试验研究[J].压力容器，2009,26(3):1～4.

[4] 陈林，黄玉梅，孙国梁.多层整体包扎尿素合成塔的制造与检验[J].石油和化工设备，2012,15(8)：7～10.