浙江佛山市利亞羅基管業(yè)有限公司介紹了該公司生產(chǎn)的不銹鋼U型管換熱器的設(shè)計(jì)制造過程，著重闡述了材料的檢驗(yàn)驗(yàn)收、封頭和筒體的成型、設(shè)備法蘭的設(shè)計(jì)。 堆焊、管板機(jī)加工、不銹鋼U型換熱管彎管、換熱管與管板連接等關(guān)鍵設(shè)備設(shè)計(jì)制造工序。

一、簡介

反應(yīng)產(chǎn)物-原料換熱器（E-101C）是佛山市利亞羅基管業(yè)有限公司石腦油加氫裝置爐前換熱過程節(jié)能改造項(xiàng)目的重要設(shè)備。換熱器結(jié)構(gòu)采用不銹鋼U型管式換熱器。

一、設(shè)備主要參數(shù)

反應(yīng)產(chǎn)物-原料換熱器的設(shè)計(jì)依據(jù)為TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》，主要規(guī)范為GB 150-2011和GB 151-1999。 主要設(shè)計(jì)參數(shù)見表。

2、設(shè)備結(jié)構(gòu)型式

不銹鋼換熱器是典型的不銹鋼U型換熱器。 前端管箱類似于殼式結(jié)構(gòu)，由封頭、筒體、設(shè)備法蘭和連接管組成； 管束結(jié)構(gòu)為U型管束。 設(shè)備凈重24.76噸不銹鋼換熱管晶粒度要求，全長，內(nèi)徑Φ。 換熱器的殼體和封頭采用+(H)不銹鋼-鉻-鉬鋼復(fù)合板，圖紙要求公稱厚度為3+32mm。 設(shè)備法蘭材質(zhì)為（H）Ⅳ級(jí)鍛件，堆焊要求E309L+E347。 管板材質(zhì)為Ⅳ級(jí)鍛件，換熱管規(guī)格為Φ19×2，材質(zhì)為.

三、設(shè)備技術(shù)特點(diǎn)

換熱器具有工作溫度高、接近氫氣、處于硫化氫腐蝕環(huán)境等特點(diǎn)，因此對(duì)材料的化學(xué)成分和機(jī)械性能提出了更高的要求，在制造過程中檢驗(yàn)項(xiàng)目較多，最的指標(biāo)高于標(biāo)準(zhǔn)要求。 裝備制造的要點(diǎn)是：材料的檢驗(yàn)和驗(yàn)收； 頭部和氣缸的成型； 設(shè)備法蘭堆焊； 管板加工； U型換熱管折彎； 換熱管與管板連接。

二、材料要求及驗(yàn)收

一、對(duì)基材的要求

(H)鋼板和(H)鍛材的化學(xué)成分和力學(xué)性能除符合GB 713-2008和NB/T 47008-2010的規(guī)定外，還應(yīng)符合下列規(guī)定。

冶煉方法：基本上是細(xì)晶鎮(zhèn)靜鋼，采用堿性電爐冶煉、真空脫氣（VCD）或堿性電爐和堿性平爐初煉、精煉爐精煉、真空脫氣等工藝生產(chǎn)。

交貨狀態(tài)：鋼板以正火（允許加速冷卻）+回火狀態(tài)交貨。 化學(xué)成分：應(yīng)符合表2的規(guī)定。

機(jī)械性能：焊后模擬熱處理分為最大焊后模擬熱處理（Max.PWHT）和最小焊后模擬熱處理（Min.PWHT）兩種情況。 最大PWHT：675±10℃×9h； 最小焊后熱處理：675±10℃×3h。 晶粒度（Max.PWHT）：晶粒度不低于5級(jí)。

非金屬夾雜物（Max.PWHT）：鍛件中A、B、C、D類夾雜物不得大于1.5級(jí)，A+C、B+D均不得大于2.0級(jí)， A、B、C、D 類總和不大于 4.0 級(jí)。 鍛件的鍛造比應(yīng)大于3.5。

對(duì)鋼板逐一進(jìn)行100%超聲波檢測，檢測標(biāo)準(zhǔn)按JB/T 4730.3-2005，質(zhì)量等級(jí)為I級(jí)。鍛件按JB/T 4730.3進(jìn)行超聲波檢測-2005年，由缺陷引起的底波減少，單缺陷和密集缺陷均為II級(jí)，合格。 不允許有裂紋和白點(diǎn)。

2、復(fù)合板

復(fù)合板應(yīng)符合NB/T 47002.1中B1級(jí)的要求。 復(fù)合鋼板基層與復(fù)合層的界面應(yīng)采用冶金結(jié)合。 復(fù)合鋼板生產(chǎn)所用的坯料，無論是基層還是復(fù)合層，都應(yīng)是整板，不得拼接。 奧氏體不銹鋼復(fù)合層表面應(yīng)進(jìn)行酸洗和鈍化處理。 復(fù)合板接口的粘接狀態(tài)要求。 復(fù)合鋼板界面接頭超聲波探傷應(yīng)在熱處理平整后進(jìn)行，并在綜合范圍內(nèi)逐一進(jìn)行，探頭重疊不小于15%。

三、對(duì)鍛件的要求

管板用Ⅳ級(jí)鍛件應(yīng)符合NB/T 47010《壓力設(shè)備用不銹鋼鍛件》的要求。 晶間腐蝕傾向試驗(yàn)按GB/T 4334-2008《金屬及合金腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

4、對(duì)換熱管的要求

換熱管應(yīng)符合GB 13296-2007中高精度冷拔管的要求，不允許拼接。 換熱管應(yīng)逐條進(jìn)行水壓試驗(yàn)，水壓試驗(yàn)壓力為9MPa。 換熱管逐一進(jìn)行渦流探傷，并進(jìn)行壓扁和擴(kuò)口試驗(yàn)。 換熱管應(yīng)按GB/T 4334-2008《金屬及合金腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗(yàn)方法》中方法E進(jìn)行晶間腐蝕傾向試驗(yàn)。 換熱管的訂貨應(yīng)符合NB/T 47019-2011《鍋爐換熱器用管訂貨技術(shù)條件》。

三、主要制造點(diǎn)

1.頭部

換熱器封頭型式：公稱厚度：δ=3+22mm。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，整板熱壓成型。 機(jī)頭沖壓是拉深工藝，金屬材料會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的變形，導(dǎo)致局部減薄較大。 為保證壁厚符合設(shè)計(jì)要求，進(jìn)料厚度δ=3+36mm，展開尺寸為Φ。 封頭熱壓后，為恢復(fù)母材性能，需對(duì)封頭進(jìn)行正火+回火熱處理，封頭熱成型不能代替正火熱處理。 其中，正火處理應(yīng)適當(dāng)加快冷卻速度，細(xì)化晶粒，保證較高的沖擊韌性，滿足圖紙技術(shù)要求。 加熱時(shí)有儀表曲線記錄，控制加熱爐內(nèi)磷、硫含量。正火熱處理工藝：熱處理保溫溫度910-930℃，升溫速度55-170℃/h，保溫45分鐘，冷卻到環(huán)境溫度

2.氣缸

氣缸分為 3 個(gè)部分。 筒體的生產(chǎn)工藝流程為：下料——刨削——滾壓——裝配——焊接——單斷面圓校正——探傷——筒體與筒體、筒體與法蘭環(huán)縫裝配——焊接——探傷——開孔和孔的焊接連接管D型接頭——D型接頭通過試驗(yàn)。

筒體質(zhì)量控制要求：層間錯(cuò)位≤1mm； 棱角≤5mm； 兩端周長3990+5mm； 圓度≤5mm。

殼、封頭用復(fù)合鋼板的A、B型焊接接頭應(yīng)先焊基層，再焊復(fù)合層。 從熔覆層一側(cè)焊接基層時(shí)，應(yīng)嚴(yán)防熔覆金屬滲入基層焊縫。 特別是縱向接縫兩端附近的多層焊縫（T形焊縫）必須在環(huán)向底焊縫焊完后進(jìn)行焊接。 復(fù)合鋼連接管與設(shè)備外殼焊接時(shí)，連接管端部應(yīng)與外殼復(fù)合板接口齊平。 應(yīng)先焊基層，再焊過渡層和熔覆層。

3、管板

換熱器管板材質(zhì)為Ⅳ級(jí)鍛件不銹鋼換熱管晶粒度要求，管板主要技術(shù)要求：管板鉆孔應(yīng)從管箱側(cè)面開始。 鉆完后100%檢查最后鉆邊（鉆出）的孔橋?qū)挾龋?00%孔橋?qū)挾炔坏眯∮?.6mm； 縱向條紋是允許的。 管板要求的精度比較高，厚度也比較厚。 管板經(jīng)數(shù)控鉆床加工劃線、鉆導(dǎo)孔，用于搖臂鉆孔。 管板加工的工藝流程為：車削——?jiǎng)澗€——滾壓——鉆孔、倒角、攻絲——銑隔槽。

4.不銹鋼U型管

不銹鋼U型管折彎的具體步驟如下：冷彎。 彎管段圓度偏差不大于1.9mm； 不銹鋼U型管在折彎過程中圓度不難控制，但由于回彈，折彎后的實(shí)際彎曲半徑往往會(huì)增大，使管子不易磨損甚至無法磨損。 穿管。 因此，應(yīng)掌握反彈規(guī)律，嚴(yán)格控制反彈。 制作彎管模具時(shí)，應(yīng)做得小一些，使彎管后的尺寸符合圖紙要求。

彎管段和至少300mm的直邊段進(jìn)行固溶處理，固溶溫度為1050-1100℃； 彎管段和300mm直邊段進(jìn)行淬火處理，硬度HRC不大于22； 單管水壓試驗(yàn)應(yīng)逐條進(jìn)行。 P=9MPa，保壓時(shí)間不小于15秒； 靠近管板中心的3排換熱管按JB/T4730進(jìn)行100%PT，Ⅰ級(jí)合格。

四。 結(jié)論

我公司嚴(yán)格按照工藝方案進(jìn)行施工，順利完成了設(shè)備的制造。 浙江佛山市利亞羅基管業(yè)有限公司推出了一款不銹鋼復(fù)合板-不銹鋼換熱管的U型換熱器。 其他同類設(shè)備的制造也可參照執(zhí)行。