第七章过程设备的质量检验

1第六章典型化工设备制造工艺26.1列管式换热器的结构（a)BEM立式固定管板式换热器固定管板式换热器结构简图34567管板8管板钻孔9大型数控深孔钻床:可对设备的厚管板进行加工孔径Φ10-50mm，最大孔深1000mm，垂直度误差≤0.5‰,粗糙度≤1.6μm1011数控钻床:6000x6000mm,4钻头1213折流板和支撑板折流板有横向折流板和纵向折流板两类。横向折流板同时兼有支撑传热管，防止产生震动的作用。常用的形式有弓形折流板和圆盘-圆环形折流板。弓形折流板结构简单，性能优良，在实际中最常用。折流板间距，在阻力允许的条件下尽可能小。14折流板缺口垂直左右布置列管式换热器的制造15折流板折流板16(b)双弓形水平竖直转角（a）单弓形（C）三弓形（d）四弓形(b)双弓形水平竖直转角（a）单弓形（C）三弓形（d）四弓形(a)单弓形(d)圆盘-圆环形(c)三弓形(b)双弓形折流板形式17卧式换热器弓形折流板的圆缺面可以水平或垂直装配，如图。水平装配，可造成流体的强烈扰动，传热效果好。1819折流板202122法兰盘2324换热管传热管在管板上的排列有三种基本形式：正三角形、正四边形和同心圆排列。如图，25换热器管箱2627旁路挡板如果壳体和管束之间的环隙过大，流体会通过、环隙短路，这时应设旁路挡板。28厚壁接管补强开孔和开孔补强29GB151对圆筒壳体制造的有关技术要求规定如下:I.用钢板卷制时，内直径允许偏差可通过外II.圆周长加以限制。其外圆周长允许上偏差为10mm，下偏差为零；II.圆筒同一断面上，最大直径与最小直径之差e＜0.5%DN，且DN≤1200mm时，其值不大于5mm；DN＞1200mm时，其值不大于7mm.6.2列管式换热器的制造过程列管式换热器的制造30III.圆筒直线度允许偏差为L/1000（L为圆筒总长），且L≤6000mm时，其值不大于4.5mm；L＞6000mm时，其值不大于8mm。IV.直线度检查，应通过中心线的水平和垂直位置，即沿圆周0°、90°、180°、270°。6.2列管式换热器的制造过程311将一块管板垂直立稳作为基准零件；2将拉杆拧紧在管板上；3按图样要求将定距管和折流板穿在拉杆上；4穿入全部换热管；5套入筒体；6装上另一管板，并将全部管子的另一端引入此管板的孔内，校正后将管板与筒体点焊好；7在辊轮架上焊接管板与筒体连接环缝；：装配顺序328管子与管板的连接，若采用焊接，则先点焊再将换热器竖起，使管板处于水平位置，以便于施焊；9装接管、支座；10壳程水压试验，目的在于检查管与管板的连接质量，管子本身的质量，筒体与管板连接的焊缝质量，筒体的纵、环焊缝质量等；11装上两端封头；12管程水压试验，主要检查管板与封头连接处的密封面，封头上的接管、焊缝质量；13清理、油漆。装配顺序336.3管子在管板上的固定方式列管式换热器的制造换热器制造中，保证管子和管板间的紧固连接是十分重要的问题。对连接的要求是：密封性好；有足够的拉脱力。钢制换热器管子与管板的连接方式有胀接、焊接、胀接加焊接等。346.3.1胀接列管式换热器的制造35孔内开槽与管端翻边3637列管式换热器的制造38机械胀管机列管式换热器的制造39列管式换热器的制造404142液压胀管机43管口处的各种连接形式6.3.2焊接4445464748列管式换热器的制造49管子-管板自动氩弧焊机50管子-管板自动旋转氩弧焊机516.3.3涨焊并用52机械化穿管简介53第七章过程装备的检设备的质量检验测547.1质量检验的目的、内容及方法7.1.1质量检测的目的●及时发现材料中或焊接等各工序中产生的缺陷，以便及时修补或报废，减少损失。●为制定工艺规程提供依据和评价工艺过程的合理性。●作为评定产品质量优劣等级的依据。55●原材料和设备零件尺寸和几何形状的检查。●破坏性试验，包括原材料和焊缝的化学成分分析、机械性能试验、金相组织检查。7.1质量检验的目的、内容及方法7.1.2质量检验的内容和方法焊接试板工件试板121234焊缝试样切取方法1.拉力2.弯曲3.冲击4.金相56金相检验目的是检查金属的金相组织及其内部显微缺陷。方法为宏观检查和微观组织检查。宏观检查，即低倍组织检查，包括酸蚀、断口检查等。酸蚀检查是将试样断面打磨到一定的粗糙度，经酸蚀处理，再用5～10倍的放大镜检查其低倍组织情况，可清楚地看到焊缝各区的界限、未焊透、裂纹、偏析、严重的组织不均匀等缺陷。对原材料可检查其有无裂纹、缩孔、气孔、一般疏松、偏析、夹杂物等缺陷。7.1质量检验的目的、内容及方法7.1.2质量检验的内容和方法577.1质量检验的目的、内容及方法7.1.2质量检验的内容和方法断口检查是在试样的侧面，沿宽度方向切除深度等于1/3试样宽度的刻槽，后用锤击打，再用放大镜观察其断口。微观组织检查是将厚度小于1.5cm，面积小于4cm2的试片，经磨削、抛光、酸蚀、洗净等处理后，用50～1500倍率的金相显微镜观察和照相。以确定其显微组织状态。金相检验58●无损检测原材料及焊缝表面和内部缺陷的检验，检验方法是无损探伤。包括射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、渗透检测等。●压力试验与致密性试验包括水压试验、气压试验、气密性试验等。7.1质量检验的目的、内容及方法7.1.2质量检验的内容和方法597.2无损检测无损检测是在不损伤被检测材料、工件或设备的情况下，应用多种物理和化学的方法来测定材料、工件或设备的物理性能、状态和内部结构等，判断其合格与否。7.2.1无损检测的概念和种类(1)无损检测的概念(2)常规无损检测的方法射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测607.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.1射线检测包括X射线、γ射线、高能X射线检测和中子射线检测。（1）射线检测的原理直线传播；能透过可见光不能透过的物质；在所透过的物质中有衰减作用和衰减规律；能使照相底片感光。617.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介X射线检测原理eJJ0)(0xxeJJxxeJJ射线原有强度J0透过工件后射线强度透过缺陷后射线强度透过后射线强度之比μ-----衰减系数；x-----照透方向上的缺陷尺寸；e-----自然对数的底。627.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介63射线探伤原理示意图a)装置图b)缺陷在底片上的显示情况7.2无损检测64657.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介66（2）射线检测特点7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介在灵敏度范围内缺陷直观，结果可靠，故可作为最终评定依据。能将评定结果保留下来，供事后分析用。检验时间长，费用高。厚壁容器上显得透照厚度有些不足。灵活性差，有的接头和设备上的焊缝不易拍片。要注意安全防护。677.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.2超声波检测（1）超声波的特性具有良好的方向性。具有相当高的强度。在两种传播介质的界面上能产生反射、折射和波形转换。具有很强的穿透能力。对人体无伤害。68（2）超声波检测原理6970717273（3）超声波检测的特点7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介快速。轻便。价廉。灵敏。探测厚度大。超声波检测对缺陷的判断不够明确可靠。超声波检测不便留下缺陷的判断凭据。超声波检测存在盲区。74磁粉检测是利用缺陷处漏磁场与磁粉相互作用而产生磁痕的原理，对材料、零部件、焊接接头的表面或近表面缺陷进行检测和评定缺陷等级的一种无损检测方法。7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.3磁粉检测757.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.3磁粉检测（1）磁粉检测原理767.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.3磁粉检测（2）磁粉检测技术要点磁化方法磁粉要求工件表面要求退磁77磁化方法78周向磁化工件磁化方法798081c缺陷82（3）磁粉检测的特点适用于能被磁化的材料。适用于材料和工件的表面和近表面的缺陷，该缺陷可裸露于表面，也可是未裸露于表面。能直观地显示出缺陷的形状、尺寸、位置，进而能做出缺陷的定性分析。可以检测形状复杂、大小不同的工件。检测工艺简单，效率高、成本低检测灵敏度高，能发现宽度仅为0.1μm的表面裂纹。7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介837.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.4渗透检测渗透检测是一种以毛细管作用原理为基础的检查表面开口缺陷的无损检测方法，主要用于金属材料和致密非金属材料的检测，是常规无损检测方法之一。84（1）渗透检测的原理以液体对固体的润湿作用和毛细现象为基础。适用于材料或工件表面开口型缺陷的检测，不适用于多孔性材料的表面检测。7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.4渗透检测85（2）渗透检测的特点7.2无损检测7.2.2常规无损检测的方法简介7.2.2.4渗透检测优点：不受被检物的形状、大小、组织结构、化学成分和缺陷方向的限制，一次可检出被检物表面各方向的开口缺陷；操作简单，不需特殊设备；缺陷显示直观，检测灵敏度高。局限性：只能查出表面开口型缺陷，对表面过于粗糙或多孔型材料无法检测；不能判断缺陷的深度和缺陷在工件内部的走向；难以定量控制。867.3过程设备的压力试验及密封性检查设备压力试验及密封性检查包括水压试验、气压试验、气密性试验等。目的是检查设备或构件的强度和密封性能，是对设计、材料、制造的综合性检查。877.3过程设备的压力试验及密封性检查7.3.1液压试验a流程图88b试验压力tTpp][][压力容器形式与材料耐压试验压力系数固定式钢和有色金属及搪玻璃压力容器铸铁压力容器移动式压力容器（中、低压）1.252.001.50耐压试验压力系数η7.3过程设备的压力试验及密封性检查89充水时滞留在容器内的气体必须排净。试验过程中容器外表应保持干燥。缓慢升压至规定的试验压力值后保压10～30min，待将压力降至试验压力的80%时，再进行保压检查。保压时间不得小于30min。c试压要求7.3过程设备的压力试验及密封性检查90需停泵保压。保压期间无渗漏，无可见的异常变形及声响为合格。如发现法兰连接处泄露，不得带压紧固螺栓。需立式容器卧置水压试验时，试验压力还应加上液柱静压。对碳钢和一般低合金钢，液压试验时的液体温度应不低于5℃。对新钢种试验压力液体温度应不低于5℃且至少应比材料脆性转变温度高16℃。7.3过程设备的压力试验及密封性检查91一般设备的试压都应首先要求做液压试验，只有因设计结构上或使用方面的原因不能用液压试验时，才采用气压试验。注意事项：1.气压试验需经主管部门同意，并在安全部门的监督下，按规定进行。并采取有效的安全措施。2.气压试验的介质温度不低于15℃。3.气压试验时，压力应缓慢上升。7.3过程设备的压力试验及密封性检查7.3.2气压试验92气密性试验气密性试验的目的是检查连接部位的密封性和焊缝可能产生的渗漏。容器需经液压试验合格后方可进行气密性试验，试验压力为设计压力的1.05倍.实验时，压力应缓慢上升，达到规定的试验压力后保压10分钟，再降至设计压力进行检查。小型容器可浸入水中检查，大型容器则在焊缝及连接部位涂肥皂水检查。如有渗漏，则在返修后重新进行液压试验和气密性试验。7.3过程设备的压力试验及密封性检查7.3.2致密性试验93氨渗漏试验氨渗漏试验属于气密性试验，常用于检查那些近乎常压的设备和管道。低压但密封性要求高的场合。如煤气等有毒气体的管道，换热室等。氨渗漏试验是将含氨1%（体积比）的压缩空气通入容器内，并在焊缝及连接部位。贴上比焊缝宽20mm的试纸，当达到试验压力后5分钟，试纸未出现黑色或红色为合格。在使用酚酞试纸时，应把焊缝上的碱性熔渣清除干净，以免影响试验的准确性。7.3过程设备的压力试验及密封性检查7.3.2致密性试验94煤油的渗漏性很好，常用于检查敞口容器的渗漏情况，也可用于检查便于