渣油加氫反應器鍛造筒節監督檢驗介紹

（遼陽石化公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

渣油加氫反應器鍛造筒節監督檢驗介紹

郭威，石爽，莊志勇

（遼陽石化公司芳烴廠，遼寧 遼陽 111003）

該文對渣油加氫裝置反應器鍛造筒節監督檢驗工作的遵循規范、監檢內容、試樣制取要求做了簡單的介紹，為了解大型反應器鍛造筒節材料監檢工作流程提供初步的認識。

渣油加氫；鍛造筒節；反應器

1 鍛造筒節監督檢驗的原因及必要性

（1）監督檢驗是TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術監察規程“第6部分監督檢驗”中的強制性規定，是壓力容器制造過程中的重要環節。是在壓力容器制造單位的質量檢驗、檢查與試驗合格的基礎上進行的過程監督和滿足基本安全要求的符合性驗證。

（2）渣油加氫反應器對原材料的性能要求高。渣油加氫反應器是渣油加氫裝置的核心設備，采用鍛焊結構制造，長期在高溫高壓和臨氫環境下工作，高溫氫氣對鋼材有明顯的裂化作用，在設計制造方面除滿足一般壓力容器規范的要求外，還應對主體材料的鍛造檢驗、驗收作出更加具體詳盡的嚴格要求，保證制造質量。

（3）反應器筒節制造周期長加工難度大。目前渣油加氫裝置的建設均采用雙系列設計，處理量大，反應器臺數多，直徑都在4m以上，高度都在十幾米以上，受限于機加工能力，需制造多節高度在3～4米的筒節進行組焊成形，每個筒節制造時需澆注鋼水量接近400t，從熔煉至精加工完成需4個月時間，單臺設備制造周期12個月左右。

（4）鍛造筒節的制造是對壓力容器安全性能和是否按期交貨有重大影響的關鍵項目。必須確認制造廠生產的產品化學成分、力學性能、回火脆化傾向性等是否符合設計技術條件，不能影響安全使用；只有經過取樣程序、檢驗結果的驗證合格后，方可進行后續的設備焊接制造，保證交貨周期。

因此，必須由設備的最終用戶或用戶委托的具有制造監檢資質的單位派駐監檢員進行鍛造筒節的現場取樣見證，并對取樣鋼材依據規范標準制作試塊進行的力學性能試驗進行監督。

2 鍛造筒節的生產工藝和質量控制

2.1 鍛造筒節生產工藝簡介

鍛造筒節主體材料應采用電爐冶煉+爐外精煉的工藝方法生產的本質細晶粒鎮靜鋼，其生產工藝工序為熔煉鋼水→模鑄錠→鍛壓鐓粗→沖孔→芯軸拔長擴孔→筒節壁鍛造毛坯成形。

2.2 鍛造過程的質量控制

為保證最終的產品質量，要對生產工序中的每道加工程序進行必需的控制。質量控制要求制造廠具有完備規范的質量管理體系，監檢單位也應進行監督檢驗。

熔煉鋼水過程中，按照“GB/T20066 鋼和鐵化學成份測定用試樣的取樣和制樣方法”標準“7鋼產品用鋼水 ”中規定的方法進行取樣，測定鋼水中各金屬元素的含量，檢測鋼水中氫、氧元素的含量，保證化學成分與技術條件要求的材料化學成分一致。

合格鋼水進行模鑄錠，鋼錠模的高寬比（H/D）平均值控制在1.1～1.3，鋼水澆注時控制溫度和澆注速度，有利于提高鋼料的致密性好和均勻性，進而提高材料的機械性能，減少裂紋、重皮、縮孔、偏析等表面和內部缺陷。

鍛壓過程主截面鍛造比不得小于3.5，保證金屬的力學性能和鍛件質量。拔長過程中控制送進量、一次下壓量，減小一次變形量。

3 鍛造筒節的取樣過程和要求

3.1 鍛造筒節的取樣過程

鍛造成形的毛坯筒節為環形鍛件，進行調質處理、超聲探傷合格后，采用氣割方式去除緩沖塊，在筒節對角兩端各取一大尺寸樣塊，筒節端部處劃出樣塊標記采用鏜床鉆孔方法切割。然后按照“NBT47008承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件”標準、GB/T20066標準及反應器技術條件的要求制作化學成分分析、力學性能試驗用的試塊，進行化學成分分析和力學性能試驗。

3.2 鍛造筒節的取樣要求

調質熱處理時必須設置緩沖環或環段，將截面至少為 t·t （t為鍛件的公稱厚度）)的熱緩沖環或截面至少為t·t、弧長長度至少為3t的環段的邊緣焊接在鍛件的取樣端上，熱緩沖環或環段采用焊接性良好的碳素鋼或低合金鋼。筒節鍛件熱處理后切除熱緩沖環或環段，試樣取自鍛件上被熱緩沖環或環段所熱緩沖的區域。采用熱緩沖環段時，試樣應取自鍛件上熱緩沖環段中間1/3 弧長下的部位。 試樣位置應距鍛件的熱緩沖面至少13mm ，距鍛件的熱處到理表面至少t/4。

選用適宜的切削熱緩沖塊、樣塊方法，避免切割過程中產生的熱量影響鍛件材料的力學性能。

力學性能試驗樣塊的制取，按照NBT47008標準及反應器技術條件的要求。

拉伸試驗用樣塊在大樣塊的表面下T/2（T為筒節的名義厚度）處和1.6mm處取2件試樣，采用 “GB/ T 228 金屬材料 拉伸試驗”標準中的 R4 (d = lOmm , Lo= 50mm) 尺寸，如受取樣尺寸限制，根據供需雙方協議，亦可采用 GB/T 228 中的 R7 號( d = 5mm. Lo= 25mm)尺寸。試樣軸線垂直于鍛件最大延伸方向，一塊進行Min.PWHT（最小程度模擬焊后熱處理），一塊進行Max.PWHT(最大程度模擬焊后熱處理)。按照GB/T 228進行室溫拉伸試驗，按照“GB/T 4338 金屬材料 高溫拉伸試驗方法”進行高溫拉伸試驗。

沖擊試樣在大樣塊兩端對角部位的T·T/2處取樣，試樣軸線垂直鍛件最大延伸方向，一塊進行Min. PWHT，一塊進行Max.PWHT。采用“GB/T 229 金屬材料 夏比擺錘沖擊試驗方法”要求進行夏比沖擊試驗。

回火脆化傾向評定試驗在大樣塊兩端對角部位的T/2處取樣，試樣軸線垂直于鍛件最大延伸方向，一塊進行Min.PWHT，一塊進行Min.PWHT+S.C（階梯冷卻工藝）。

晶粒度檢驗按照“GB/T6394 金屬平均晶粒度測定方案”要求試驗，非金屬夾雜物檢驗按照“GB/T10561鋼中非金屬夾雜物含量的測定 標準評級圖顯微檢驗法”要求試驗；取樣位置均在T/2處，試樣均進行Max. PWHT。

若試驗不合格，按照NBT47008標準“第7.5條復驗”要求執行。

3.3 取樣過程同時應進行的工作

對鍛造筒節的外觀質量檢查。鍛件形狀、尺寸和表面質量應滿足訂貨圖樣的要求。應無肉眼可見的裂紋、夾層、折疊、夾渣等有害缺陷。如有缺陷，允許清除，但修磨部分應圓滑過渡，清除深度應符合以下規定。

（1）當缺陷存在于非機械加工表面，清除深度不應超過該處公稱尺寸下偏差。

（2）當缺陷存在于機械加工表面，清除深度不應超過該處余量的 75%。

4 結語

渣油加氫反應器鍛造筒節的監督檢驗，首先應按“TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術監察規程”中的強制性規范執行，符合其中的要求；其次，按相關技術標準規范、設計院技術條件要求、買賣雙方簽訂的技術協議及合同要求嚴格執行取樣、試驗程序；第三，接受委托的監檢機構應認真履行監檢職責，依據監察規程中的條款按程序監督檢驗聯絡、提出監檢意見，并做好監檢記錄；第四，設計院、最終用戶對監督檢驗的檢驗報告進行審核，各項資料及制造廠出具的檢驗報告應做好整理存檔，設備供貨時作為隨機資料交付用戶。

[1]TSG 21-2016固定式壓力容器安全技術監察規程.國家質量監督檢驗檢疫總局頒布，2016年。

[2]GB/T20066 鋼和鐵 化學成份測定用試樣的取樣和制樣方法.國家質量監督檢驗檢疫總局頒布，2006年。

[3]NB/T47008承壓設備用碳素鋼和合金鋼鍛件.國家能源局發布，2010年。

TG316

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