生產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。因為生產水閃蒸罐是ASME規范產品，按ASME規范設計、制造及檢驗，并加蓋ASME規范標志，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 生產水閃蒸罐簡介

生產水閃蒸罐總長約為13 332mm，內徑φ3 660mm，殼體壁厚32mm，殼體材料采用SA-516 Gr.70N，設備有內件，內件材料為SS316L，生產水閃蒸罐結構如圖1所示。

圖1 生產水閃蒸罐結構圖

1.1 主要技術特性

該設備設計壓力1 586kPa，操作壓力28kPa，設計溫度121℃，操作溫度84℃，腐蝕裕度6mm，焊接接頭系數為1，水壓試驗壓力2 490kPa，介質為易燃、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要求

殼體材料為SA-516 Gr.70N鋼板，其化學成分和力學性能參數見表1、2。SA-516 Gr.70N鋼板在制造前應按ASME要求及用戶技術規范進行復驗，并做100%UT檢驗，封頭成型后應進行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，應保證鋼板的碳當量不大于0.47。

表2 SA-516 Gr.70N力學性能性能

注：1.SA-516 Gr.70N鋼板應采用轉爐、電爐加真空脫氣技術冶煉，鋼板應為本質細晶粒鎮靜鋼；
2.拉伸試樣的取樣位置、數量應符合ASME SA-20/SA-20M標準的規定，試驗方法應符合ASME SA-370/SA-370的規定；
3.鋼板應進行逐張100%超聲檢測，并按照ASME SA-435/SA-435M規定驗收；
4.鋼板的表面質量、尺寸偏差應符合ASME SA-20/SA-20M標準的規定。

1.3 焊接材料及焊接參數

主體焊接材料和焊接參數見表3。

表3 SA-516 Gr.70N及鍛件焊接參數

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、環焊縫盡可能不被鞍座護板覆蓋且殼體縱、環焊縫不能在鞍座護板每個水平端面以上和以下各15°的范圍內布置，殼體上相鄰筒節的縱焊縫之間的夾角應不小于60°，殼體上的縱、環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不小于50.8mm，考慮布管位置及鋼板寬度，筒體分5個筒節制作后組對。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

設備的焊前預熱根據ASME Ⅷ Div.1的附錄R進行。焊后熱處理按ASME Ⅷ Div.1 UCS-56的規定。

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

2.3 無損檢測

設備的無損檢測按用戶技術規范和ASME規范進行。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。所有容器內部和外部連接件的角焊縫應進行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各檢測兩點，D類焊縫及其熱影響區各檢測一點，硬度值不大于200HB。水壓試驗前，殼體的碳鋼內表面進行100%MT檢驗，按ASME附錄6驗收，所有設備的外表面進行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。設備在壓力試驗時，應使用設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備內、外表面，密封設備，待進行設備內、外表面的準備。

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。滲漏試驗應在設備的壓力試驗前進行。

2.5 表面準備和涂漆

在設備噴砂前所有的鋼質表面均按ASTM D4940進行氯污染的檢測，氯質量濃度應不大于70mg/cm3，噴砂處理后設備表面應達到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。厚度的測量根據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

工藝流程圖是把產品及其主要零部件的制造工藝過程和質量控制內容，按制造順序采用圖形表示出來的一種技術文件，它包括從材料領用、標記確認，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范鋼印等內容。

工藝流程圖是在產品設計和工藝文件的基礎上編制而成的，應體現產品從制造、檢驗到最終產成的各道關鍵工藝，工藝流程圖在組對工序處應明確標出要組對的焊縫編號，應繪制出帶有焊縫編號和產品總體尺寸的產品簡圖。工藝流程圖中應體現產品的受壓件、主要受力件和關鍵零部件，一般容器的工藝流程圖至少應體現以下零部件：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鍵工序后的零件或部件簡圖。投產前工藝流程圖應由技術部門交AI(授權檢驗師)或用戶(當有要求時)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，根據產品進度應提前通知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工作不能進行。

根據以上要求編制工藝流程圖(圖2)。

圖2 生產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；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——發運；DRY——干燥；DR——數據報告；CACT——用戶檢查。

4 結束語

工藝流程圖用于ASME規范產品，因其具有比傳統的《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等標準設計制造的產品。