生產(chǎn)水閃蒸罐的工藝流程圖編制

張 暉 邴 正

(大連金州重型機器有限公司)

生產(chǎn)水閃蒸罐是大連金州重型機器有限公司受蘭州石油機械研究所委托為康菲中國公司制造的渤海二期FPSO分離器項目中的一臺。因為生產(chǎn)水閃蒸罐是ASME規(guī)范產(chǎn)品，按ASME規(guī)范設(shè)計、制造及檢驗，并加蓋ASME規(guī)范標(biāo)志，所以需要編制工藝流程圖。筆者就其工藝流程圖的編制做詳細論述。

1 生產(chǎn)水閃蒸罐簡介

生產(chǎn)水閃蒸罐總長約為13 332mm，內(nèi)徑φ3 660mm，殼體壁厚32mm，殼體材料采用SA-516 Gr.70N，設(shè)備有內(nèi)件，內(nèi)件材料為SS316L，生產(chǎn)水閃蒸罐結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 生產(chǎn)水閃蒸罐結(jié)構(gòu)圖

1.1 主要技術(shù)特性

該設(shè)備設(shè)計壓力1 586kPa，操作壓力28kPa，設(shè)計溫度121℃，操作溫度84℃，腐蝕裕度6mm，焊接接頭系數(shù)為1，水壓試驗壓力2 490kPa，介質(zhì)為易燃、易爆和具有腐蝕性的氣液混合物。

1.2 主要零部件材料及其技術(shù)要求

殼體材料為SA-516 Gr.70N鋼板，其化學(xué)成分和力學(xué)性能參數(shù)見表1、2。SA-516 Gr.70N鋼板在制造前應(yīng)按ASME要求及用戶技術(shù)規(guī)范進行復(fù)驗，并做100%UT檢驗，封頭成型后應(yīng)進行100%UT檢驗。DN500mm～600mm接管用SA-516 Gr.70N鋼板卷制而成，其余小接管材料為SA-350-LF2或SA-182 F316L Ⅲ級鍛件。法蘭、法蘭蓋材料為SA-105N Ⅲ級鍛件，所有鍛件應(yīng)按SA-388要求進行UT檢驗，螺柱材料為SA-193-B7，螺母材料為SA-194-2H。

表1 SA-516 Gr.70N化學(xué)成分 %

注：熔煉分析按每爐(罐)號取樣，成品分析按每軋制張取樣。微量元素除上述限制外，應(yīng)保證鋼板的碳當(dāng)量不大于0.47。

表2 SA-516 Gr.70N力學(xué)性能性能

注：1.SA-516 Gr.70N鋼板應(yīng)采用轉(zhuǎn)爐、電爐加真空脫氣技術(shù)冶煉，鋼板應(yīng)為本質(zhì)細晶粒鎮(zhèn)靜鋼；
2.拉伸試樣的取樣位置、數(shù)量應(yīng)符合ASME SA-20/SA-20M標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，試驗方法應(yīng)符合ASME SA-370/SA-370的規(guī)定；
3.鋼板應(yīng)進行逐張100%超聲檢測，并按照ASME SA-435/SA-435M規(guī)定驗收；
4.鋼板的表面質(zhì)量、尺寸偏差應(yīng)符合ASME SA-20/SA-20M標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

1.3 焊接材料及焊接參數(shù)

主體焊接材料和焊接參數(shù)見表3。

表3 SA-516 Gr.70N及鍛件焊接參數(shù)

注：SAW——埋弧自動焊；SMAW——手工電弧焊；GTAW——鎢極氬弧焊。

2 制造要求

2.1 制造

殼體上的縱、環(huán)焊縫盡可能不被鞍座護板覆蓋且殼體縱、環(huán)焊縫不能在鞍座護板每個水平端面以上和以下各15°的范圍內(nèi)布置，殼體上相鄰?fù)补?jié)的縱焊縫之間的夾角應(yīng)不小于60°，殼體上的縱、環(huán)焊縫邊緣距所有接管、人孔及附件等零部件焊縫邊緣的距離應(yīng)不小于50.8mm，考慮布管位置及鋼板寬度，筒體分5個筒節(jié)制作后組對。封頭由8塊成形的瓣片和頂圓板拼接制成。補強板材料與殼體材料相同，厚度為68mm，按補強板配開筒體上的N1、N2、N3A～C、N12補強板孔并氣割，打磨出對接坡口后，組對補強板，然后在補強板上號N1、N2、N3A～C、N12接管孔并氣割，打磨坡口后，組對接管、法蘭。

2.2 焊接和熱處理

設(shè)備的焊前預(yù)熱根據(jù)ASME Ⅷ Div.1的附錄R進行。焊后熱處理按ASME Ⅷ Div.1 UCS-56的規(guī)定。

設(shè)備需制備產(chǎn)品焊接試板，試板的材料與筒體材料具有相同鋼號、相同規(guī)格，試板必須在筒節(jié)的A類縱向接頭焊縫的延長部位采用與筒節(jié)相同的焊接工藝同時進行施焊，并隨設(shè)備一起進行熱處理。

2.3 無損檢測

設(shè)備的無損檢測按用戶技術(shù)規(guī)范和ASME規(guī)范進行。碳鋼受壓件組對點焊、焊縫背面清根后進行100%MT檢驗。焊后熱處理之前，對所有A、B類焊縫進行100%RT+100%UT檢驗， 所有C、D類焊縫進行100%UT+100%MT檢驗。焊后熱處理之后，對所有A、B 、C、D類焊縫進行100%UT+100%MT(PT)檢驗。所有容器內(nèi)部和外部連接件的角焊縫應(yīng)進行100% PT(MT)檢驗。焊縫進行硬度檢測，每條A、B類焊縫及其熱影響區(qū)各檢測兩點，D類焊縫及其熱影響區(qū)各檢測一點，硬度值不大于200HB。水壓試驗前，殼體的碳鋼內(nèi)表面進行100%MT檢驗，按ASME附錄6驗收，所有設(shè)備的外表面進行100%MT檢驗，按ASME附錄6驗收。

2.4 壓力試驗和滲漏試驗

水壓試驗按ASME規(guī)范進行，試驗壓力為2 490kPa，至少保壓1h；水壓試驗前先充滿水，進行30min試漏。設(shè)備在壓力試驗時，應(yīng)使用設(shè)備接管的盲板和工裝盲板封閉管口。試壓螺柱、螺母不可用產(chǎn)品件，只可用工裝緊固件。水壓試驗后立即將水排凈，并用壓縮空氣吹干設(shè)備內(nèi)、外表面，密封設(shè)備，待進行設(shè)備內(nèi)、外表面的準(zhǔn)備。

滲漏試驗：在補強圈的迅號孔通入0.1MPa的壓縮空氣，在補強圈的焊縫涂肥皂水，無氣泡為合格。滲漏試驗應(yīng)在設(shè)備的壓力試驗前進行。

2.5 表面準(zhǔn)備和涂漆

在設(shè)備噴砂前所有的鋼質(zhì)表面均按ASTM D4940進行氯污染的檢測，氯質(zhì)量濃度應(yīng)不大于70mg/cm3，噴砂處理后設(shè)備表面應(yīng)達到SSPC-SP-5(Sa3.0)的接近白色金屬的清理等級，表面粗糙度為按ASTM D4417 Method C測量的35～50μm；所有的漆膜厚度必須是在油漆體系指定的干膜厚度(DFT)范圍內(nèi)。厚度的測量根據(jù)SSPC-PA-2。外部蓋板、盲板及殼體法蘭的螺栓螺母須有兩道涂層，底層磷酸鋅酸洗后鍍鋅，表層涂藍色XYLAN 1424。

3 工藝流程圖的編制

工藝流程圖是把產(chǎn)品及其主要零部件的制造工藝過程和質(zhì)量控制內(nèi)容，按制造順序采用圖形表示出來的一種技術(shù)文件，它包括從材料領(lǐng)用、標(biāo)記確認，通過下料、切割、成形、焊接、熱處理及過程中的檢驗至最終的耐壓試驗和打規(guī)范鋼印等內(nèi)容。

工藝流程圖是在產(chǎn)品設(shè)計和工藝文件的基礎(chǔ)上編制而成的，應(yīng)體現(xiàn)產(chǎn)品從制造、檢驗到最終產(chǎn)成的各道關(guān)鍵工藝，工藝流程圖在組對工序處應(yīng)明確標(biāo)出要組對的焊縫編號，應(yīng)繪制出帶有焊縫編號和產(chǎn)品總體尺寸的產(chǎn)品簡圖。工藝流程圖中應(yīng)體現(xiàn)產(chǎn)品的受壓件、主要受力件和關(guān)鍵零部件，一般容器的工藝流程圖至少應(yīng)體現(xiàn)以下零部件：筒體、封頭、試板、接管、法蘭、法蘭蓋、補強圈、裙座、鞍式支座護板、螺栓、螺母、管嘴、管塞以及外壓加強圈等。

在工藝流程圖中可繪出關(guān)鍵工序后的零件或部件簡圖。投產(chǎn)前工藝流程圖應(yīng)由技術(shù)部門交AI(授權(quán)檢驗師)或用戶(當(dāng)有要求時)審查并指定在制造階段的控制點。制造和檢驗部門在制造過程中，根據(jù)產(chǎn)品進度應(yīng)提前通知AI或用戶指定的檢驗員，在沒有進行見證或認可之前，指定控制點工作及后續(xù)工作不能進行。

根據(jù)以上要求編制工藝流程圖(圖2)。

圖2 生產(chǎn)水閃蒸罐的制造工藝流程圖

檢驗部分工序縮寫符號：

制造部分工序縮寫符號：

SCO——外協(xié)；PU——外購；GC——氣割；LO——號料；BM——刨邊；CP——冷壓；BR——滾圓；RR——校圓；TA——攻絲；MC——機加工；RC——鉚接；DH——鉆孔；FT——組對點焊；SMAW——手工電弧焊；GTAW——鎢極氬弧焊；SAW——埋弧自動焊；BC——清根；GR——打磨；HT——熱處理；AY——裝配；PA——油漆；ST——表面處理；PK——包裝；SB——噴砂；SP——發(fā)運；DRY——干燥；DR——數(shù)據(jù)報告；CACT——用戶檢查。

4 結(jié)束語

工藝流程圖用于ASME規(guī)范產(chǎn)品，因其具有比傳統(tǒng)的《零件制造綜合明細表》更直觀，所有工序都在一張圖上體現(xiàn)出來，工序的編排一目了然的特點，可將其廣泛用于GB150及GB151等標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造的產(chǎn)品。