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

一、簡介

反應產物-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)能改造項目的重要設備。換熱器結構采用不銹鋼U型管式換熱器。

一、設備主要參數(shù)

反應產物-原料換熱器的設計依據(jù)為TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監(jiān)督規(guī)程》，主要規(guī)范為GB 150-2011和GB 151-1999。 主要設計參數(shù)見表。

2、設備結構型式

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構，由封頭、筒體、設備法蘭和連接管組成； 管束結構為U型管束。 設備凈重24.76噸不銹鋼換熱管晶粒度要求，全長，內徑Φ。 換熱器的殼體和封頭采用+(H)不銹鋼-鉻-鉬鋼復合板，圖紙要求公稱厚度為3+32mm。 設備法蘭材質為（H）Ⅳ級鍛件，堆焊要求E309L+E347。 管板材質為Ⅳ級鍛件，換熱管規(guī)格為Φ19×2，材質為.

三、設備技術特點

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，因此對材料的化學成分和機械性能提出了更高的要求，在制造過程中檢驗項目較多，最的指標高于標準要求。 裝備制造的要點是：材料的檢驗和驗收； 頭部和氣缸的成型； 設備法蘭堆焊； 管板加工； U型換熱管折彎； 換熱管與管板連接。

二、材料要求及驗收

一、對基材的要求

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

冶煉方法：基本上是細晶鎮(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。

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

機械性能：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。

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，A+C、B+D均不得大于2.0級， A、B、C、D 類總和不大于 4.0 級。 鍛件的鍛造比應大于3.5。

對鋼板逐一進行100%超聲波檢測，檢測標準按JB/T 4730.3-2005，質量等級為I級。鍛件按JB/T 4730.3進行超聲波檢測-2005年，由缺陷引起的底波減少，單缺陷和密集缺陷均為II級，合格。 不允許有裂紋和白點。

2、復合板

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

三、對鍛件的要求

管板用Ⅳ級鍛件應符合NB/T 47010《壓力設備用不銹鋼鍛件》的要求。 晶間腐蝕傾向試驗按GB/T 4334-2008《金屬及合金腐蝕不銹鋼晶間腐蝕試驗方法》進行。

4、對換熱管的要求

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

三、主要制造點

1.頭部

換熱器封頭型式：公稱厚度：δ=3+22mm。 根據(jù)設計要求，整板熱壓成型。 機頭沖壓是拉深工藝，金屬材料會產生復雜的變形，導致局部減薄較大。 為保證壁厚符合設計要求，進料厚度δ=3+36mm，展開尺寸為Φ。 封頭熱壓后，為恢復母材性能，需對封頭進行正火+回火熱處理，封頭熱成型不能代替正火熱處理。 其中，正火處理應適當加快冷卻速度，細化晶粒，保證較高的沖擊韌性，滿足圖紙技術要求。 加熱時有儀表曲線記錄，控制加熱爐內磷、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 個部分。 筒體的生產工藝流程為：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。

筒體質量控制要求：層間錯位≤1mm； 棱角≤5mm； 兩端周長3990+5mm； 圓度≤5mm。

殼、封頭用復合鋼板的A、B型焊接接頭應先焊基層，再焊復合層。 從熔覆層一側焊接基層時，應嚴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)向底焊縫焊完后進行焊接。 復合鋼連接管與設備外殼焊接時，連接管端部應與外殼復合板接口齊平。 應先焊基層，再焊過渡層和熔覆層。

3、管板

換熱器管板材質為Ⅳ級鍛件不銹鋼換熱管晶粒度要求，管板主要技術要求：管板鉆孔應從管箱側面開始。 鉆完后100%檢查最后鉆邊（鉆出）的孔橋寬度，100%孔橋寬度不得小于4.6mm； 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、鉆導孔，用于搖臂鉆孔。 管板加工的工藝流程為：車削——劃線——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，折彎后的實際彎曲半徑往往會增大，使管子不易磨損甚至無法磨損。 穿管。 因此，應掌握反彈規(guī)律，嚴格控制反彈。 制作彎管模具時，應做得小一些，使彎管后的尺寸符合圖紙要求。

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

四。 結論

我公司嚴格按照工藝方案進行施工，順利完成了設備的制造。 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合板-不銹鋼換熱管的U型換熱器。 其他同類設備的制造也可參照執(zhí)行。