高溫高壓臨氫閥門(mén)制造工藝的分析
概述
高溫高壓臨氫閥門(mén)是石化工業(yè)生產(chǎn)中加氫系統裝置的重要管道元件，其工況壓力等級為ANSICL900 以上，介質(zhì)溫度為0 ～ 500℃，閥門(mén)的主體材料為鍛造和鑄造碳鋼( CS) 、合金鋼( ALLOY) 和不銹鋼( AUST. S. S) 等，閥門(mén)種類(lèi)包括閘閥、截止閥、止回閥和球閥等常規切斷閥。高壓臨氫閥門(mén)( 包括管道) 儲輸的介質(zhì)為易燃、易爆的高壓氣體( 氫氣或油氣+ 氫氣) 。如果閥門(mén)發(fā)生損壞，將引起嚴重事故。因此，對閥門(mén)的材料、結構設計、強度設計和制造質(zhì)量等都提出了嚴格要求。
承壓殼體
材料
閥體和閥蓋等承壓鑄件( 包括鍛件的坯料) 采用碳素鋼時(shí)，應采用電弧爐或其他的冶煉工藝，鑄件應進(jìn)行正火處理。閥體和閥蓋等承壓鑄件采用奧氏體不銹鋼時(shí)，應采用中頻爐加AOD 氬氧精煉爐或其他的冶煉方法，S、P 等有害雜質(zhì)元素的含量應分別小于0. 02% 和0. 03%。奧氏體不銹鋼鑄件應進(jìn)行固溶處理。
檢驗
(1) 通用規則
每批鑄件和鍛件( 指同批號、同材質(zhì)、同規格、同爐號、同熱處理條件) 至少進(jìn)行一次化學(xué)成分和機械性能抽驗，試驗結果應符合API、ASME、ASTM、MSS 等相應標準要求。
每批鑄件和鍛件至少抽驗一次金相結構和侵蝕試驗，試驗按ASTM E381 標準進(jìn)行。對于碳素鋼晶粒度應不低于A(yíng)STM E112 標準中的5 級要求，對于不銹鋼應不低于A(yíng)STM E112 標準中的7 級。鑄件和鍛件應無(wú)枝晶和柱狀組織，非金屬夾帶物應不低于A(yíng)STM E45 標準( 硫化物≤1. 5 級，硅酸鹽≤2. 5級，氧化鋁≤2. 5 級，球化氧化物≤3 級，總級別數≤6. 5 級) ，不允許有尺寸大于A(yíng)STM E45 標準中的2. 5 級的偏析和帶狀不均勻組織，不允許有條狀夾渣和裂紋。
(2) 外觀(guān)形態(tài)
鑄件外觀(guān)檢查應逐件進(jìn)行，產(chǎn)品質(zhì)量應符合MSS SP － 55 標準中的B 級要求。對深度不大于設計壁厚的10% 且不侵入最小壁厚的結疤、發(fā)裂、折疊及夾渣，允許研磨清除，消除缺陷后剩余壁厚應不小于最小壁厚。否則，該鑄件應給以報廢。對深度不大于0. 8mm 的微裂紋，允許研磨清除，若微裂紋深度大于0. 8mm，該鑄件給以報廢。鑄件承壓部件600Lb 以上的閥門(mén)應逐件進(jìn)行射線(xiàn)檢查，檢查范圍符合ASME B16. 34，檢查結果和檢查方法按MSS SP－54 標準進(jìn)行，氣孔(A) 不小于2 級，夾渣(B) 不小于2 級，縮孔(CA、CB、CC、CD) 不小于2 級，無(wú)熱裂紋和冷裂紋(D、E) 無(wú)) 。
承壓鍛造部件應逐件進(jìn)行超聲波檢查，檢查按ASTM A388 標準進(jìn)行。鍛件的單個(gè)缺陷尺寸應不大于當量直徑φ4mm，密集缺陷50cm2 范圍的當量直徑φ3mm 不超過(guò)5 個(gè)回波。
(3) 無(wú)損檢測
對碳素鋼鑄件和鍛件應逐件進(jìn)行磁粉檢查，檢查按ASTM E709 標準進(jìn)行。其結果應無(wú)任何熱裂紋和冷裂紋，任何線(xiàn)性顯示的長(cháng)度不大于2mm，單個(gè)圓形缺陷的尺寸不大于4mm，缺陷累計長(cháng)度在任何100mm × 100mm 的面積中不大于2mm。對不銹鋼鑄件和鍛件應逐件進(jìn)行液體檢查，檢查按ASTM A165 標準進(jìn)行。其結果應無(wú)任何熱裂紋和冷裂紋，任何線(xiàn)性顯示的長(cháng)度不大于2mm，單個(gè)圓形缺陷的尺寸不大于4mm，缺陷累計長(cháng)度在任何100mm × 100mm 的面積中不大于2mm，承壓部件的缺陷只允許磨削的辦法清除，不允許補焊修復。
(4) 其他
對奧氏體不銹鋼鍛件或鑄件材料，每批均應抽檢晶間腐蝕試驗，試驗方法和試驗結果應符合ASTM E262 E 法的要求。奧氏體不銹鋼鑄件或模鍛件，應進(jìn)行酸洗鈍化處理。閥門(mén)各部分的材料應執行NACE MR0175 標準，確保各部分材料滿(mǎn)足硫化氫條件下的使用。
機械加工
機械加工時(shí)，按編制的制造質(zhì)量計劃中設立的停工待檢點(diǎn)和現場(chǎng)見(jiàn)證點(diǎn)，進(jìn)行相應的各項檢驗控制。重要的零部件指定專(zhuān)用加工設備( 數控機床等) 和操作者，以保證加工零部件的尺寸和精度達到圖紙要求，并在零部件上標注可追溯性標識。特殊零部件的加工采用專(zhuān)用的工裝或輔助裝置，以保證加工零部件的尺寸和精度達到要求。
特殊工序
對焊接( 含堆焊) 、熱處理、無(wú)損檢測等特殊工序，按照相應的標準進(jìn)行工藝試驗和工藝評定。根據工藝試驗和工藝評定的結果，編制指導生產(chǎn)的工藝規程或工藝卡片。從事焊接( 含堆焊) 、熱處理和無(wú)損檢測等特殊工序的操作人員，按照相應的標準要求進(jìn)行技能評定，并取得相應的資質(zhì)證書(shū)，按合格證書(shū)的允許操作范圍進(jìn)行實(shí)際操作。
閥門(mén)整機檢查和試驗
對閥門(mén)整機按圖紙和相應的標準要求進(jìn)行逐項檢查，合格后按照產(chǎn)品試驗檢驗大綱或相應的標準要求對閥門(mén)進(jìn)行水壓強度、密封、上密封和氣密封等試驗，并進(jìn)行閥門(mén)關(guān)閉( 手動(dòng)、電動(dòng)) 和行程限位等功能性試驗。所有試驗均應符合要求方可出廠(chǎng)。對有特殊要求的閥門(mén)還可補充進(jìn)行模擬工況的臺架回路試驗，以進(jìn)一步考核其他性能指標。閥門(mén)檢驗試驗合格后按照相應的標準要求進(jìn)行清洗、烘干或表面涂漆等處理。
包裝
閥門(mén)產(chǎn)品包裝按照技術(shù)協(xié)議書(shū)或用戶(hù)要求進(jìn)行，并按照技術(shù)協(xié)議書(shū)或用戶(hù)要求提供相應的檢驗報告、試驗報告、閥門(mén)圖紙、質(zhì)量記錄、操作維修手冊、產(chǎn)品合格證書(shū)等資料。
結語(yǔ)
臨氫并伴有硫化氫介質(zhì)對儲輸設備材料有非�？量痰囊�。因此，高溫高壓臨氫閥門(mén)生產(chǎn)制造中，應嚴格按照質(zhì)量控制程序執行。
