压力容器制造胀接工艺守则

 压力容器制造胀接工艺守则 总则  本守则规定了压力容器管子与管板的胀接方法和技术要求。  本守则适用于GB150、GB151及《容规》涉及的强度胀、焊后胀，胀后焊结构的容器产品。 胀接操作人员 2.1 胀接操作人员必须经过有关部门技术培训，考试合格后方能上岗。 2.2 胀接操作人员应掌握所用胀接设备的使用性能，熟悉锅炉产品图样、工艺文件及标准要求。 2.3 胀接操作人员应认真做好胀接场地的管理工作，对所用工、量、检具能正确使用和妥善保管。 3. 胀接设备与胀管器 3.1 胀接设备与胀管器应能满足胀接技术条件及有关标准要求。 3.2 胀接设备一般有如下几种： a．无自动控制胀管率装置的机械式胀管机； b．液压驱动扭矩自动控制胀管率的胀管机； c．微机控制胀管率的机械式胀管机； d．液压橡胶柔性胀管机。 　　上述胀接设备可视产品情况选择使用。 3.3 胀管器可与相应胀接设备一同使用或直接用于手工胀接。 3.3.1 胀管器按用途一般分为： a．12°～15°扳边胀管器； b．90°扳边胀管器； c．无扳边胀管器。 3.3.2 胀管器按胀柱数量一般分为： a．3个胀柱胀管器； b．5个胀柱胀管器。 　　应优先选用5胀柱胀管器。 3.3.3  90°扳边胀管器一般有普通90°扳边胀管器与90°无声扳边胀管器之分。应优先选用无声扳边胀管器。 4.胀接管子的技术要求 4.1 胀接管子的外表面不得有重皮、裂纹、压扁等缺陷，胀接管端不得有纵向刻痕。如有横向刻痕、麻点等缺陷时，缺陷深度不得超过管子公称壁厚的5%。 4.2 胀接管子的端面倾斜度△f应不大于管子公称外径的1.5%，且最大不超过1mm（见图1）。 4.3 管端硬度宜低于管板硬度，若管端硬度大于管板硬度时，应进行退火处理。   4.4 硬度检查应符合下列规定： 用于胀接的管子按每个炉批号管子总数的1%取样，且不少于3个；用于管板的钢板，每个炉批号取1个试样。 样坯切取位置及方向应符合GB2975的规定。 硬度测试可在切取的试样上进行，亦可在管板和胀接管端上直接进行。测试前，应将测点处的氧化皮、锈蚀、油污清除掉，使之露出金属光泽。 当在试样上进行时，试验方法、试样尺寸及表面要求应符合GB231的规定。 当在管板和胀接管端上直接进行时，管子测点数量为每台锅炉按胀接管子总数的3%选取，且不少于15点。每根管端上最多不超过3点，测点位置应在距管端50mm范围内。管板测点数量为每个管板取3点，测点均匀分布。 4.5 胀接管端需做退火处理时，应符合下列要求： 退火可采用电加热，亦可采用火焰直接加热。当采用火焰加热时其燃料可采用焦炭、木炭、锯末，但不得用煤炭做燃料直接加热。 加热时应缓缓升温，平均温升不超过15℃/min，退火温度控制在600～650℃（无论用何种方法加热，都不得将管端加热至650℃以上），保温10～15min，保温后管端应埋于干燥的石棉灰或硅藻土或石灰粉中缓冷，埋入深度不小于350mm，冷却至室温后方可取出。 加热退火时必须配有温控装置或仪器，不得目测估量。 管端退火长度应控制在100～150mm。两端可同时加热；当管子一端加热时，应用木塞将管子的另一端堵住，以防空气在管内流动。加热过程中应旋转管子，使管端加热均匀。 4.6 胀接前须按下列要求对胀接管端进行清理： 管端外表面应用半自动双头磨管机或机械洗管机等除锈磨光，磨光长度不小于两倍的管板厚度mm。除锈磨光后的表面不应有起皮、凹痕、裂纹和纵向沟槽等缺陷，磨光后的最小管端外径应符合GB8163规定。管端内表面应无严重锈蚀和铁屑等杂物并清除毛刺。 除锈磨光后的胀接管子应及时胀接，如不能及时装配胀接，则应妥善保管以防再次生锈。如生锈应重新打磨，打磨后的管端最小外径仍须符合GB8163规定。 5.胀接管孔的技术要求 5.1 用汽油或四氟化碳等溶剂清洗管孔壁上的油污，再用细纱布沿孔壁圆周方向打磨残留锈蚀，并除去管孔边缘毛刺。打磨后管孔壁的表面粗糙度不得大于Ra12.5。 5.2 清理后的管孔壁不得有纵向刻痕，个别管孔允许有一条螺旋形或环向刻痕，刻痕深度不得超过0.5mm，宽度不得超过1mm，刻痕至管孔边缘的距离不得小于4mm。 5.3 胀接管孔尺寸应符合图纸工艺要求。 5.4 如管孔直径超差，其超差数值不得超过规定偏差值的50%。当管孔总数不大于500个时，超差孔数不得超过管孔总数的2%，且不得超过5个；当管孔总数大于500个时，超差孔数不得超过管孔总数的1%，且不得超过10个。对于超差管孔在管板上应作出明显标记。 6.胀接前对胀接设备的检查 6.1 胀管器，胀杆锥度及胀珠胀杆转动灵活。 6.2 液压驱动胀管设备和微机控制胀管设备其控制系统应准确灵敏、性能良好。 6.3 胀管器先检查外观，然后用涂色法检查接触面（接触面应大于80%），合格后涂以润滑脂待用。 7.穿管 7.1 穿管前应先按图样核对管板的装配位置。 7.2 按照每个胀接面管子、管孔总数的15%，随机测量管孔直径d、管端壁厚t，计算出d、t的算术平均值并做好记录（参见附录A表A1）。 7.3 根据超差管孔的直径选配管子，选配后的最大间隙不超过管子直径的3%。 7.4 管子的两个胀接端穿入管孔时应能自由伸入，管子必须装正，不得歪斜。当发现有卡住，偏斜等现象时，不得强行插入，应取出管子，按大样矫正后，再行插入。 7.5 穿管时应超穿一定距离，以再次清理胀接管端或管孔壁上因穿管留下的锈屑污物，清理后，退回正确位置。 7.6 管子与管板胀接时，可先穿基准管，基准管找正后，采用预胀或其他方法加以固定。 7.7 胀接管端伸出长度应符合图样要求。 7.8 对于管端伸出长度超过要求的管子，应用机械（齐头机）方法去除超长部分，并清除毛刺。 8.胀接技术要求 8.1 试胀 8.1.1 正式胀接前应进行试胀，以检查胀管器的质量、管材的胀接性能和确定最佳胀管率。 8.1.2 试胀用管子的材质、规格应与产品胀接管子相同，试胀用板的材质、厚度及管孔间距、管孔尺寸、加工质量等均应与产品的管板相同。 8.1.3 试胀件尺寸规格及数量 　　按照产品图纸管板的厚度，孔的大小、排列做试胀板一块，开孔12～16个。 8.1.4 试胀管子的胀接管端硬度应符合4.5规定；当管端退火时，应按4.6随炉退火，退火后的管端应按要求进行清理。 8.1.5 试胀管子与管孔一一对应，编号入座，用油漆在试胀板上做出孔位编号,用游标卡尺逐一测量试胀管壁厚t、管孔直径d值，并作好记录（参见附录A表A2）。 8.1.6 在胀管率H为1%～2.1%范围内，选用不同的胀管率数值，计算出相应的胀口内径d1值，然后对各个胀口进行试胀，实测胀口内径并作好记录（参见附录A 表A2）。 8.1.7 试胀后，对各胀口进行比较性检查，检查胀口部分是否有裂纹，胀接过渡部分是否有剧烈变化，然后取胀管率有代表性的胀口进行水压试验。选定外观质量好，试压不漏水，且留有充分补胀余地的胀口胀管率值作为最佳胀管率，待正式胀接时采用。 8.1.8 确定最佳胀管率后，对机械式胀管器而言，应在胀杆相应位置焊接限位挡铁（如图3），以确保在正式胀接时与试胀时确定的最佳胀管率一致。     8.1.9 批量生产时，在胀接环境、材质、操作人员不变的情况下可每三个月进行一次试胀，验证已确定的胀管率是否仍适用。 8.2 胀接 8.2.1 根据试胀所确定的最佳胀管率进行正式胀接。胀接时应在管端内壁涂少许润滑脂，再插入胀管器。胀接过程中，严防油污、水及灰尘渗入胀接面间。 8.2.2 胀接时一般采用反阶式胀接顺序，见图4。管子与管板胀接可在管子穿妥后再按图4进行胀接；管子与管板胀接时，为防止油污流进胀接面间，亦可采用错列式胀接顺序，见图5。       9.2.3 管子与管板胀接时，以前后基准管子的对应拉线为准，从管板的纵向中心线分开向左右两边逐排进行，随穿随胀，依次胀完。胀接的各管排（横排、竖排）应注意管子间距和直线度，胀接过程中应随时察看胀口边缘有无裂纹，发现问题及时解决。 8.2.4 胀接操作可采用一次胀接法将管子一次胀妥，亦可采用二次胀接法先预胀后复胀。不管采用哪种方法胀接，都不得将管端的胀大与扳边分开单独进行。 8.2.5 同一根管子，一端为焊接而另一端为胀接时，应先焊后胀。 8.2.6 胀接时每胀完15～20个管头后，应对胀管器进行清洗，检查有无损伤,无损伤则涂润滑脂继续使用，反之则应更换。 8.2.7 胀接时的环境温度一般应不低于0℃。 8.2.8 胀接后，用胀管率测量卡尺逐一测量胀口的内径并作好记录（参见附录A表A3）。比较d1值，对胀管率H大于2.1%的胀口，按下式进行胀管率计算，以确定超胀的胀管率数值和每个胀接面上超胀胀口的数量。   　　式中：d、t用8.2给出的算术平均值代入。 8.2.9 胀管率应控制在1%～2.1%范围内，胀管率超出控制范围时，超胀的最大胀管率不应超过2.8%。超胀数量在同一胀接面处管板不超过胀接总数的4%，且最多不超过15个；允许超胀数量不足2个时，允许超胀2个。 8.3 胀管率的间接控制方法 8.3.1 采用液压柔性胀接时控制胀接压力。 8.3.2 采用液压驱动机械胀管或微机控制机械胀管时，控制胀接扭矩；采用普通机械胀管时，使用胀管限位器控制胀杆进入胀口的相对位置。 8.4 胀口质量要求   8.4.1 管端内表面不应有粗糙、剥落、刻痕、裂纹等。 8.4.2  12°～15°扳边后管端不应有裂纹。 8.4.3  90°扳边后边缘不应有超过2mm长的细小裂纹。 8.4.4 胀口处应无偏挤（单边）。 8.4.5 胀口的内径圆度公差大于0.15mm时，其超差数量在同一胀接面处不得超过胀接总数的10%。 9.水压试验、补胀和换管技术要求 9.1 胀接管子全部胀妥后，进行胀口及管板的内部清理，并检查管子有无堵塞。 9.2 水压试验前应拆除本体组装设施或临时支架。 9.3 水压试验按图纸、工艺及《固定式容规》进行。 9.4 水压试验检查应在试验压力降至工作压力时进行，检查胀口有无漏水（漏水是指水珠向下流）、水印（指仅有水迹）和泪水（指水压试验期间不向下流的水珠）。如发现上述缺陷，应在相应管端处分别作出标记。 9.5 对水压试验漏水的胀口或超过允许数量的泪水、水印的胀口应在卸压放水后随即进行补胀，同时还应对其邻近的一些胀口稍加补胀以免受到影响而松弛。补胀前应测量胀口内径。确定合适的补胀量，以免超胀。 9.6 同一漏水胀口，补胀次数不宜多于2次，补胀后应重新进行水压试验，对补胀后仍有漏水且胀管率已超过2.8%的管子应予换管重胀（在割除不合格的胀接管子时，必须注意不损伤管孔壁）。补胀、重胀后的胀管率应符合8.2.9要求。 9.7 应有专人负责记录胀接及水压试验结果（参见附录A表A3），以作为验收依据并备案。 10.贴胀（或称“轻胀”、“预胀”）技术要求 10.1 贴胀宜在需贴胀的管子焊接后进行，也可在焊接前进行。 10.2 当图样要求贴胀或要求用胀接方法消除管子与孔壁间隙时，应采用与前述相同的胀接设备和操作方法，使管子外壁紧贴管孔内壁，并有一定的胀紧力，以消除管子与管孔间的间隙。 10.3 当采用手工贴胀时，应胀至感到扭矩明显增大时止；当采用机械或液压驱动贴胀时，应胀至负载明显增大时止。 10.4 前部管子贴胀完毕后，应仔细检查外观质量，并应用小手锤轻击接近管孔的管段，监听贴胀质量（贴胀紧密时，其声音沉闷；而未贴紧时，声音较清脆）。    注：贴胀的目的仅是为了消除管子与管孔的间隙及降低焊接应力。因此，在执行本守则时，当对管子按规定进行材质、外观质量检验并合格后，对管子和管板的硬度检查、试胀、胀管率、扳边、记录、检查胀接质量的水压试验等要求均可免去。          

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