某4×104 t / a醋酐项目共有18项20台设备，多以中、小型换热器为主，醋酸塔是该项目的核心设备。设备工作介质为醋酸、醋酐等，属中度危害、爆炸危险介质，所以设备制造过程中质量必须严格控制，尤其是封头、筒体成形和焊接过程控制、必须严格按照设备设计图纸、工艺要求施工制造。

1 产品结构和技术特性

醋酸塔是I类低压容器，设备主体材料镍基合金复合板材料：16MnR+UNS N06059，它采用进口的镍基合金板（UNS N06059）与国产低合金钢板材（16MnR）爆炸复合而成。主要由上、下椭圆形封头、筒体、人孔、裙座等组成，塔体内径φ2 300 mm、壁厚16+3 mm、总高约为48.13 m，重约230 t，塔内装有29层塔盘，结构如图1所示[1]。醋酸塔设备主要技术参数见表1。

2 主要制造工艺和质量控制要点

2.1 材料控制

  

图1 醋酸塔结构Fig.1 Shape draw of equipment

 

表1 醋酸塔主要技术特征Tab.1 Technical parameters of equipment

  

设计压力/ MPa设备质量/ kg 0.4 0.3 148 180 1.0 0.85 177 0.3 0.8 230 000工作压力/ MPa工作温度/ ℃设计温度/ ℃腐蚀裕度/ mm焊缝系数全容积/ m3气密性试验/ MPa水压试验压力/ MPa

设备壳体和封头材料均采用进口的ASME（2004版）SB575（板材）镍基合金（UNS N06059）与国产低合金钢板材（16MnR）爆炸复合而成。[2]。按TSGR 0004—2009和技术条件要求对主体材料进行复验，复验符合相应材料标准合格后用于设备制造加工[3]。镍基合金复合钢板应符合JB 4733—1996《压力容器用爆炸不锈钢复合钢板》的规定，结合状态为B1级，即贴合率100 %。基层板材应符合GB 6654—1996《压力容器用钢板》的规定，正火状态下使用。镍基合金板（UNS N06059）是超合金中应用最广、强度最高的材料之一。它具有性能优异、高温下可维持高强度、且具有优异的抗蠕变和焊接性。同时，由于含有较高的铬、镍元素，也具有较高的耐高温腐蚀性能，被广泛地应用于航空航天、电力、石化、核电、船舶、机械等行业。

2.2 封头成形

 

表2 16MnR+UNS N06059化学成分和力学性能Tab.2 Chemical composition and mechanical property of 16MnR+UNS N06059

  

数据来源力学性能C Si Mn P S Cr Ni Mo Fe Co Al Rm/MPa化学成分/ %MPaA/% 剪切τb/MPa 备注Rel /复层基层要求值 0.003 0.02 0.21 0.007 0.003 22.6 60.36 15.4 0.9 0.02 0.3 768 403 58 470 HRB93复验值 0.009 0.04 0.22 0.002 0.001 22.18 60.37 16.05 0.95 0.03 0.34 770 404 58 472 HRB93要求值 ≤0.20≤0.55 1.20-1.70≤0.025≤0.010≤0.30≤0.30≤0.08 / ≤0.08 / 530 385 29 412 UT I级复验值 0.20 0.39 1.45 0.13 0.005 0.25 0.25 0.05 / 0.06 / 532 290 30 414 UT I级

2.2.1 下料

油红O染色方法参照Ramirez等的染色方法[9]，每个浓度组取生长至L4末期的线虫，用M9缓冲液将平板中的线虫洗脱于离心管中，转速为1500 r/min离心2 min去上清，重复洗脱三次；加入体积分数为60%的异丙醇，使线虫脱水，15 min后洗去异丙醇溶液；加入油红O染色30 min，用M9反复冲洗6次；将线虫转移到NGM平板上，随机挑取20只线虫置于载玻片上，显微镜下观察拍照。

根据封头制造单位对哈氏合金材料成形经验，为增加金属材料塑性，减少变形应力，封头采用中温热冲压成形，成形温度720±20 ℃，试板同炉。压型后进行消除应力热处理，并且母材试板随炉。

HPLC法同时测定桑白皮中6种活性成分的含量…………………………………………………… 陈志永等（7）：911

 

式中K为椭圆封头的特征系数，其值随H / Di之比而异（H为椭圆部分的高度）。

 

经计算，封头选用K = 1.21 ，计算理论展开长为φ2 877 mm，考虑压型工艺余量实际按φ2 900 mm整板下料即满足成形要求。

2.2.2 成形

观光农业（sightseeing agriculture）是以农业自然资源为基础，以农业文化和农村生活文化为核心，通过规划、设计与施工，吸引游客前来观赏、品尝、购物、习作、体验、休闲、度假的一种新型农业与旅游业相结合的一种生产经营形态。

2.2.3 检测

患者女性，59岁，因发现左下腹包块1年余来诊。右下腹触及肿块，大小约12cm×8cm×3cm，质硬，活动度差，边界清，无压痛，无腹痛、腹胀、腹泻、便血等症状。病程中包块无明显增大。患者自起病来，精神、饮食、睡眠可，大小便正常，体重无明显减轻。

式中 σs1、σs2—— 基层、复层材料屈服强度， 取

 

表3 椭圆封头几何尺寸检查Tab.3 Geometric size check of elliptical head

  

检测项目 尺寸/mm 检验结论直边高 40 合格直边倾斜度 向外≤2.5 向内≤1.5 合格直边纵向皱折 不允许 合格内直径公差 -3 ～ 4 合格圆度 ≤11.5 合格内表面形状公差 外凸≤28.75 内≤14.375 合格总高度 615 合格最小厚度 13.95 合格

2.3 筒体加工

2.3.1 展开长计算

筒体材料为由基层16MnR与复层UNS N06059两种材料爆炸复合而成，力学性能、物理性能（导热率和线膨胀系数）均不同，结合面存在中间层，它的性质与基层、复层都不一样，在纯弯曲时，截面应力分布如图2（a）所示，中性面移向强度较高的一侧。设内壁至中性面的距离为Y0，根据工程力学原理的中性层位置为[4]：

昌马灌区为一完整的盆地，四周群山环绕，南为祁连山，西有北截山，北有桥湾北山、饮马北山，东为干峡。盆地内地形平坦开阔，地势南高北低，南部为昌马洪积扇，中北部为细土平原。疏勒河是区内规模最大的河流，沿昌马洪积扇东部边缘呈南北向，进入细土平原后又呈东西向，向西流入双塔水库。昌马灌区控制面积3 330km2，可耕地 110万亩（1 hm2=15亩，下同），灌溉面积 68.9万亩,主要以地表水灌溉为主、地下水灌溉为辅，灌区内布设32眼地下水监测井，自2001年开始监测。

 

成形后经超声波检测基层和复层结合状态B1级，结合率100 %；母材试板指标检测合格；封头几何尺寸检查合格，见表3。压型后进行消除应力热处理，并且母材试板随炉。通过封头实测数据证实，成形材料规格的选用、展开下料尺寸、成形工艺等均符合材料技术特性，工艺加工方法合理、正确、可行。

 

2.4.1 焊前准备

R0—— 中性面曲率半径，mm，R0 = D / 2+Y0，计算时可近似认为等于（D+δ）/ 2；

K0—— 复层强化系数，为 σ - ε图 2（b）上超过σs的曲线线段的平均斜率，一般取210。

设备的无损检测是检测设备焊接质量的关键，直接影响到设备质量和试验及后续安装、使用等。因此检验必须严格按照规范要求，及时、准确反映出制造过程中焊接的质量[7]。

  

图2 复合钢板塑性弯曲应力图及σ-εFig.2 Plastic bending stress of composite plate and σ-ε

按中径尺寸计算展开长筒体展开长L复= 7 281.66 mm；按上述公式计算得：Y0 = 8 mm，L展开长= 7 275.7 mm，与纯板中性层计算结果相差5.96 mm，圆整后按展开长7 276 mm制造加工。

经后续筒体成形证实与封头组焊内径φ2 300 mm平齐、无错变量，符合焊接工艺要求，筒体展开长尺寸按中性层计算正确。

2.3.2 筒节成形、组对

筒体虽然与封头材料相同，但筒体成形过程中曲率较大，采用冷成形，成形前在油压机压头胎预弯压头，减少棱角度偏差，便于滚圆成形。

由于塔体总高度L总= 48 130 mm，受分段运输和实际安装条件限制，设备分两节，L1= 241 300 mm、L2 = 24 000 mm（含裙座组件）。根据实际来料情况用CAD绘图软件进行各筒节的排列，确定各筒节的加工宽度尺寸。各筒节展开长长度方向控制在±1 mm，宽度方向控制在±0.5 mm，对角线控制在2 mm之内。筒节纵缝组对过程中控制纵缝坡口错变量在0.5 mm，控制纵缝对口间隙为0.5 ～ 1.5 mm，从而能有效控制筒节的上下口外圆周长偏差不超过±0.5 mm，组对好一节筒体后，立即测量上、下口外圆周长，并计算与相邻筒节外圆周长之差值；若周长之差值超过最大允许偏差值，必须找出超差原因后才能重新组对。相邻筒节A类接头间外圆弧长大于复合板厚度的3倍，且不小于100 mm。相邻筒节周长之差均在3 mm以内，最大错变量为0.5＜1 mm，说明采用理论计算展开尺寸的合理、正确方法得当。各筒节组焊成型后，按照图纸要求用水准仪检查筒体直线度，严格控制在±1 mm以内。

由于封头材料基层和复层材料力学性能不同、物理性能不同，成形内应力的存在会导致成形后的基层和复层分离等缺陷。封头标准为：JB / T 4746—2002 EHA2300×(12+3 )，为避免拼接焊缝对封头成形质量的影响采用整板下料，根据标准椭圆封头展开长计算公式计算下料尺寸：

2.4 焊接工艺

δ2——复层厚度，mm；

3)纹理共享。纹理数据占模型存储空间的绝大部分，并且也很大程度影响场景的显示性能。在数字城市海量模型中，大量使用了重复的纹理数据，纹理共享避免了反复加载相同纹理的数据，减少了内存使用量，并提升了渲染压力。

焊接坡口根据合格的焊接工艺评定及焊接工艺要求采用机械方法进行加工，坡口加工完成后表面进行尺寸、目视检查，表面必须呈现金属光泽并按要求进行渗透检测[5-6]。

2.4.2 焊接过程控制

设备封头、筒体均采用镍基合金复合板材料，焊接均采用氩弧焊+手弧焊完成。焊接时，应对坡口及两侧25 mm范围内区域进行严格的机械清理，彻底清除油污和一切含硫、铅等杂质，用丙酮清洗剂（包括填充丝）后及时施焊，必须在坡口内侧焊接区引弧，引弧点必须重新熔化。中间焊道表面的氧化物和清根应用砂轮机打磨清除，直到露出金属光泽。采用钨极气体保护进行封底时，其背面必须处于纯氩气的保护状态，以防止氧化，焊接材料见表4。施焊结构见图3。焊接工艺参数见表5。

再次，印刷行业内部要主动反省，加强对自身的约束，制定行业标准，规范行业内部经营，引导印刷行业内部诚信经营，良性发展。

3 无损检测

赫利森的研究描述了同一通道的免疫功能。它们提供了一种方法，让更多第一反应的白细胞比来自腿骨骨髓的白细胞更容易受到急性脑损伤。这一结果叫板了目前的观点，认为骨髓损伤后均匀释放白细胞进入血液循环，从而到达炎症部位。

融资租赁是一种新的融资方式，对解决投资资金短缺、设备更新等方面都发挥着很重要的作用。但受到相关因素的影响，融资租赁业发展还处在一些不足之处，一些优势还未得到有效发挥。在现在这样一个经济迅猛发展的时代，我们应该认识到融资租赁的积极作用，加快融资租赁业的发展。

（1）所有焊接接头待焊坡口表面进行100 %的渗透检查，符合JB / T 4730.5—2005 I级合格。

（2）镍基合金复合板椭圆封头、壳体成形后，应按JB / T 4730.3—2005进行超声检测，其基层和复层的结合状态B1级，不允许存在未结合区，结合率为100 %。

 

表4 焊接材料Tab.4 Welding material

  

母材牌号 焊接方法 焊材型号(牌号)、规格 烘干要求 执行标准UNS N06059/16MnR氩弧焊 焊丝：H08Mn2SiA（φ2 mm）GB/T 14958—1994手弧焊 焊条：J507（φ4 mm）350 ～ 400℃×2 h GB/T 5118—1995手弧焊 焊条：J507（φ5 mm）350 ～ 400℃×2 h GB/T 5118—1995手弧焊 焊条：ENiCrMo-14（φ3.2 mm）300℃×2 h AWS A5.11手弧焊 焊条：ENiCrMo-14（φ4 mm）300℃×2 h AWS A5.11

 

表5 焊接工艺参数Tab.5 Process parameters of weld joints

  

注：① 钨极直径：φ2～3 mm；② 喷嘴直径：φ10～15 mm；③ 保护气成分：氩气；④ 气流量（正面、背面）：10～15 L/min。

 

序号 层数 焊接方法填充材料 焊接电流牌号 规格/mm 极性 电流/ A 1 1氩弧焊 H08Mn2SiA φ2 直正 100 ～ 140 2 180 ～ 220 3 1多层多道 手弧焊 J507 φ4 φ5 直反 160 ～ 180手弧焊 ENiCrMo-14 φ3.2 直反 90 ～ 120 1-2 手弧焊 ENiCrMo-14 φ4 直反 100 ～ 140 4

  

图3 焊接接头Fig.3 Weld joints

（3）设备经外形尺寸及外观检查合格后，再对焊接接头进行无损检测。焊接及热影响区表面用10倍放大镜进行100 %检查，不应有裂纹，未熔合、气孔、咬边、弧坑、夹杂和飞溅物等缺陷。焊缝及热影响区表面应呈银白色或浅黄色。

（4）所有A、B类焊缝按照JB / T 4730.2—2005《承压设备无损检测》100 %射线检测，Ⅱ级合格；吊耳与壳体表面、裙座与封头之间的焊缝表面均进行100 %渗透检测，I级合格。

（5）所有检漏孔通入0.4 ～ 0.5 MPa的压缩空气以检查焊接接头的质量。

（6）设备最终合拢缝由于在现场焊接，组焊焊缝100 %射线检测，符合按JB / T 4730.2—2005Ⅱ级合格，表面100 %渗透检测，I级合格。

4 水压试验

设备水压验验是设备最终合格的依据，按照图纸要求合拢后卧式试压，试验压力P = 0.8 MPa，试验用水的氯离子含量不应超过25 mg / L，试验后将水渍清除干净。

5 结束语

通过对某项目醋酸塔设备制造过程中关键工艺材料、成形、焊接、无损检测等的关键制造过程严格控制，现场合拢后水压试验一次性合格，各项性能指标均满足设备设计要求。设备于2010年正式投产运行使用，状态良好，未出现任何质量问题。镍基合金复合板醋酸塔设备是公司近几年同类设备中材料特殊、内径最大、高度最高、制造难度较大的大型关键设备之一，充分证实了我公司在镍基合金复合材料的制造能力和技术水平，为后续公司同类项目的经营承揽奠定了良好的基础。

参考文献

[1]JB / T 4710—2005， 钢制塔式容器 [S].

[2]ASME锅炉及压力容器规范[S]. 2004

[3]TSG R 0004—2009， 固定式压力容安全技术监察规程[S].

[4]荣迎花. 污水汽提塔制造工艺[J]. 压力容器，2004（2）：32-36.

[5]NB / T 47014—2011， 承压设备焊接工艺评定[S].

[6]俞尚知. 焊接工艺人员手册[M]. 上海：上海科学技术出版社，1991.

[7]JB / T 4730—2005， 承压设备无损检测[S].