精對苯二甲酸(PTA)是重要的化纖原料，其生產(chǎn)工藝是采用對二甲苯為原料，醋酸為溶劑、醋酸錳為催化劑、氫溴酸為促進劑，與氧氣反應(yīng)生成PTA產(chǎn)品。此工藝路線溫度高，壓力高，且含溴離子的濃醋酸腐蝕性極強。設(shè)備用材級別較高，在一些腐蝕環(huán)境較為苛刻的地方(如氧化單元)使用了鈦列管式換熱器。由于設(shè)備使用工況苛刻、使用材質(zhì)較高，設(shè)計要求較高，制造焊接難度較大。根據(jù)鈦換熱器的結(jié)構(gòu)特點，該文介紹了該設(shè)備的質(zhì)量控制過程及要點。

1、設(shè)備概述

1.1設(shè)備名稱

汽提塔再沸器；設(shè)備位號：E5l3。

1.2設(shè)備類型

換熱器；型式：BEM；設(shè)備規(guī)格：1000×6900；設(shè)備材質(zhì)：Q345R／TA2。

1.3設(shè)備工況

殼程設(shè)計溫度：230℃；設(shè)計壓力：2.0／-0.1MPal主體材質(zhì)：Q345R；保溫要求：有，介質(zhì)：中壓蒸汽。管程設(shè)計溫度：230℃，設(shè)計壓力：

2.0/-0.1MPa主體材質(zhì)：TA2；保溫要求：有，介質(zhì)：醋酸、水、有機物。

2、質(zhì)量控制要點

(1)制造環(huán)境的質(zhì)量控制；(2)劃線下料及坡口加工的質(zhì)量控制，(3)熱氣循環(huán)試驗及陽極化處理的質(zhì)量控制；(4)設(shè)備表面處理的質(zhì)量控制-(5)設(shè)備包裝運輸?shù)馁|(zhì)量控制。

3、質(zhì)量控制要點的主要內(nèi)容及實施

3.1制造環(huán)境的質(zhì)量控制

3.1.1潔凈廠房

鈦制換熱器制造必須在獨立、封閉的潔凈廠房內(nèi)進行，與碳鋼產(chǎn)品嚴格隔離，鈦合金設(shè)備如附有碳鋼零部件，其碳鋼零部件的制造應(yīng)與鈦合金及不銹鋼件分開。工作場所要保持清潔、干燥，嚴格控制灰塵，通風良好。施工人員應(yīng)衣著整潔，組裝、焊接(特別是換熱管的組裝焊接)等工序施工人員應(yīng)戴干凈的手套，進入設(shè)備內(nèi)部還應(yīng)穿上干凈的鞋套。

3.1.2工夾具

使用工卡具應(yīng)避免鐵離子和其它污染，具體措施為：卷制筒節(jié)采用不銹鋼卷輥、襯有橡膠卷輥的卷板機，轉(zhuǎn)胎滾輪襯有橡膠、工作平臺襯有不銹鋼，使用吊裝帶吊裝，夾具接觸部位墊軟物、工件擺放墊木板、支撐架襯橡膠、使用不含鐵離子的尼龍摻合氧化鋁砂輪(片)，布砂輪、不銹鋼絲刷、銅錘等專用。必須嚴格控制表面機械損傷及飛濺物。

3.1.3檢驗環(huán)境

為檢驗環(huán)境是否適合于鈦合金設(shè)備的焊接加工，采用非繞林鐵污染試驗方法，即至少在要檢測的環(huán)境中分散放置20個點，放置8h后僅有1～2個點試紙變色(呈橘黃色)則適宜鈦合金及不銹鋼設(shè)備的焊接加工，否則應(yīng)清潔環(huán)境。

3.2劃線下料及坡口加工的質(zhì)量控制

3.2.1劃線

嚴格按圖樣、排板圖要求劃線，并按規(guī)定畫好50檢查線。

3.2.2下料

下料采用剪切、水切割、等離子等方法，對于直線部分盡可能采用剪切下料，弧形部位采用等離子切割下料時應(yīng)注意避免火花濺落在材料表面上，切割邊緣打磨去除污染層。

3.2.3坡口加工

需要加工坡口邊緣應(yīng)留2～4mm的刨邊余量。坡口采用機械加工，如刨邊機或銑邊機加工，坡口加工嚴格按照圖樣及焊接工藝要求進行。加工后應(yīng)對坡口表面做滲透檢驗，以檢驗是否存在裂紋等缺陷。

3.2.4材料表面保護

材料表面從領(lǐng)料后要立即粘貼保護層(距離邊緣60范圍除外)，防止磕碰劃傷和鐵離子污染。

3.3熱氣循環(huán)試驗及陽極化處理的質(zhì)量控制

3.3.1鈦復(fù)合板設(shè)備熱氣循環(huán)試驗

熱循環(huán)試驗的目的

鈦鋼復(fù)合板設(shè)備復(fù)層在設(shè)計使用壽命內(nèi)不滲漏是鈦鋼復(fù)合板設(shè)備制造的1個難點。通過對鈦鋼復(fù)合板設(shè)備進行熱氣循環(huán)試驗，來保證設(shè)備正常運行。由于鈦鋼復(fù)合板設(shè)備的縱、環(huán)焊縫處的復(fù)層蓋板及接管內(nèi)襯管與設(shè)備內(nèi)壁的復(fù)層焊縫較多，鈦的線膨脹系數(shù)又小于碳鋼和低碳鋼，使鈦復(fù)層在加熱時處于受拉伸應(yīng)力狀態(tài)，若遇負壓操作工況，如果復(fù)層上的鈦焊縫應(yīng)力過大，就容易出現(xiàn)開裂泄漏。

熱循環(huán)試驗的目的是檢驗設(shè)備在設(shè)計溫度、壓力下的工作能力；使設(shè)備經(jīng)受熱循環(huán)來檢測出材料、加工和制造質(zhì)量的缺陷，提前發(fā)現(xiàn)存在的制造缺陷，保證設(shè)備更好的正常運行。

熱循環(huán)試驗的方法

鈦鋼復(fù)合板設(shè)備制造完畢后，先通過氣密、水壓試驗檢查鈦復(fù)層焊縫，確保無任何泄漏方可進行熱氣循環(huán)試驗。方法是模擬設(shè)備實際工況，在設(shè)計溫度、壓力下對設(shè)備內(nèi)通入的氮氣進行熱循環(huán)，熱循環(huán)時間不低于1h。

(1)設(shè)備整體耐壓試驗完成后，才能夠進行熱氣循環(huán)試驗。在熱氣循環(huán)試驗過程中，應(yīng)制定嚴格的安全保證措施和防護措施，為了保證安全，熱循環(huán)試驗介質(zhì)采用氮氣。

(2)由于鈦蓋板連接焊縫承載面積較小，為了防止在熱應(yīng)力作用下，鈦連接焊縫開裂，在熱氣循環(huán)試驗過程中，嚴格控制升溫和降溫速度以及保溫時間。

(3)熱氣循環(huán)試驗應(yīng)嚴格按照標準和工藝要求進行，檢驗責任師及監(jiān)造人員必須到現(xiàn)場進行檢查和確認。

(4)熱循環(huán)試驗完成后，對所有鈦復(fù)層焊縫進行氦滲漏試驗并進行100％PT檢測，對所有鈦焊縫進行泄漏檢查，無泄漏為合格。

(5)對鈦復(fù)層進行100％UT檢測，檢查貼合率。如果有泄漏，進行補焊檢查合格后，再重新進行熱循環(huán)試驗直到合格為止。

3.3.2、鈦設(shè)備的陽極化處理

陽極化處理的目的

陽極化處理的目的是去除金屬雜質(zhì)對表面的污染，特別是鐵離子污染，在鈦表面形成持續(xù)的氧化保護膜，從而提高防腐蝕性能。

陽極化處理的程序

(1)測試電源的極性，確保系統(tǒng)連接的正確性。

(2)把陽極化處理刷子通過電纜連接到電源負極。

(3)通過電纜把需要陽極化處理的工件和正極連接。連接點一般應(yīng)遠離工件的工作區(qū)。對復(fù)合材料，可連接到基層金屬上。

(4)調(diào)整電源輸出功率之40w。

(5)把用海綿包裹的不銹鋼電極完全浸泡在電解液中。

(6)把用電解液浸泡過的海綿放置到鈦表面。

(7)在需要處理的鈦材表面上(如管板復(fù)層、鈦密封面、所有鈦焊接接頭及與腐蝕介質(zhì)接觸的鈦材表面)慢慢移動海綿，并讀取電表上電流讀數(shù)。連續(xù)處理直到電流

接近零，重復(fù)操作直到完成所有需要處理的區(qū)域。在此過程中，整個鈦表面應(yīng)呈現(xiàn)連續(xù)不問斷的藍色，表明已形成了連續(xù)的鈦氧化膜。

(8)檢查整個表面，確保不存在任何污染。在有污染的區(qū)域，污染物會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一串小氣泡。在這些情況下，陽極化處理刷子應(yīng)停留在污染區(qū)域，直到所有污染物產(chǎn)生的氣泡完全消失，形成良好的氧化膜。污染物也有可能不產(chǎn)生氣泡，而是呈現(xiàn)淺黃色。使用不含鐵離予的砂紙或砂輪機械去除局部污染物后，再次對該區(qū)域進行陽極化處理，以確保污染物完全被去除。

(9)完成陽極化處理后，工件表面應(yīng)使用清潔的純水沖洗，并烘干和進行必要的保護。

3.4設(shè)備表面處理的質(zhì)量控制

設(shè)備制造完畢后，鈦材內(nèi)外表面進行清理和酸洗鈍化處理，防止鐵離子污染。所形成鈍化膜采用藍點法檢驗，無藍點為合格。

碳鋼表面噴砂處理，并按照油漆規(guī)范進行要求的噴漆。

3.5設(shè)備包裝運輸?shù)馁|(zhì)量控制

3.5.1所有接管法蘭用盲板螺栓密封，再用塑料布包好，以確保運輸過程中法蘭密封面不被破壞。

3.5.2根據(jù)圖紙和技術(shù)文件要求，對設(shè)備進行充氮保護。

3.5.3整體設(shè)備運輸中，臨時支撐用鞍座及捆綁繩索，應(yīng)做好與設(shè)備隔離。

4、結(jié)語

按照上述主要質(zhì)量控制要求進行質(zhì)量檢驗，嚴格把關(guān)，并有可靠的質(zhì)量保證措施施，才能確保鈦制換熱器的制造質(zhì)量。該鈦制換熱器在使用中運行情況良好，獲得了用戶的肯定。

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