精對苯二甲酸(PTA)是重要的化纖原料，其生產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，與氧氣反應生成PTA產品。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。設備用材級別較高，在一些腐蝕環境較為苛刻的地方(如氧化單元)使用了鈦列管式換熱器。由于設備使用工況苛刻、使用材質較高，設計要求較高，制造焊接難度較大。根據鈦換熱器的結構特點，該文介紹了該設備的質量控制過程及要點。

1、設備概述

1.1設備名稱

汽提塔再沸器；設備位號：E5l3。

1.2設備類型

換熱器；型式：BEM；設備規格：1000×6900；設備材質：Q345R／TA2。

1.3設備工況

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

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

2、質量控制要點

(1)制造環境的質量控制；(2)劃線下料及坡口加工的質量控制，(3)熱氣循環試驗及陽極化處理的質量控制；(4)設備表面處理的質量控制-(5)設備包裝運輸的質量控制。

3、質量控制要點的主要內容及實施

3.1制造環境的質量控制

3.1.1潔凈廠房

鈦制換熱器制造必須在獨立、封閉的潔凈廠房內進行，與碳鋼產品嚴格隔離，鈦合金設備如附有碳鋼零部件，其碳鋼零部件的制造應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)等工序施工人員應戴干凈的手套，進入設備內部還應穿上干凈的鞋套。

3.1.2工夾具

使用工卡具應避免鐵離子和其它污染，具體措施為：卷制筒節采用不銹鋼卷輥、襯有橡膠卷輥的卷板機，轉胎滾輪襯有橡膠、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檢驗環境

為檢驗環境是否適合于鈦合金設備的焊接加工，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備的焊接加工，否則應清潔環境。

3.2劃線下料及坡口加工的質量控制

3.2.1劃線

嚴格按圖樣、排板圖要求劃線，并按規定畫好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熱氣循環試驗及陽極化處理的質量控制

3.3.1鈦復合板設備熱氣循環試驗

熱循環試驗的目的

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

熱循環試驗的目的是檢驗設備在設計溫度、壓力下的工作能力；使設備經受熱循環來檢測出材料、加工和制造質量的缺陷，提前發現存在的制造缺陷，保證設備更好的正常運行。

熱循環試驗的方法

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

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

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

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

(4)熱循環試驗完成后，對所有鈦復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，再重新進行熱循環試驗直到合格為止。

3.3.2、鈦設備的陽極化處理

陽極化處理的目的

陽極化處理的目的是去除金屬雜質對表面的污染，特別是鐵離子污染，在鈦表面形成持續的氧化保護膜，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。連接點一般應遠離工件的工作區。對復合材料，可連接到基層金屬上。

(4)調整電源輸出功率之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(如管板復層、鈦密封面、所有鈦焊接接頭及與腐蝕介質接觸的鈦材表面)慢慢移動海綿，并讀取電表上電流讀數。連續處理直到電流

接近零，重復操作直到完成所有需要處理的區域。在此過程中，整個鈦表面應呈現連續不問斷的藍色，表明已形成了連續的鈦氧化膜。

(8)檢查整個表面，確保不存在任何污染。在有污染的區域，污染物會發生化學反應，形成一串小氣泡。在這些情況下，陽極化處理刷子應停留在污染區域，直到所有污染物產生的氣泡完全消失，形成良好的氧化膜。污染物也有可能不產生氣泡，而是呈現淺黃色。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，工件表面應使用清潔的純水沖洗，并烘干和進行必要的保護。

3.4設備表面處理的質量控制

設備制造完畢后，鈦材內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，并按照油漆規范進行要求的噴漆。

3.5設備包裝運輸的質量控制

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根據圖紙和技術文件要求，對設備進行充氮保護。

3.5.3整體設備運輸中，臨時支撐用鞍座及捆綁繩索，應做好與設備隔離。

4、結語

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

參考文獻

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