CN102101242A - 转化管的加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到转化管的加工方法，它是将检查合格的合金材料配料后熔炼，浇铸，机械加工，焊接，检验及试验后再经水压试验、气密性试验，不允许存在泄漏；然后经清理、吹干、最后包装入库，达到所设计的要求。本发明工艺简单，生产成本较低，加工完成后，可以使其生产出来的转化管能够满足产品热稳定性和耐热性的需要。

Description

转化管的加工方法
技术领域：
本发明涉及到一种转化管的加工方法，属于金属冶炼领域。
背景技术：
随着社会的发展，人类对能源的需求越来越大，许多自然资源越来越少，节能降耗是当今世界面临的主要问题之一。我国已把节约资源作为基本国策。发展循环经济，保护生态环境，加速建设资源节约型，环境友好型社会。为此业内人士对烃类如天然气生产氨的节能设备的开发制造给予了极大的关注。具体地讲，就是利用二段转化的放热为一段转化的吸热提供热源，最大限度地减小工业实际中一般使用火管式方箱转化炉的规模，从而大大减少燃料气体的需求，达到节能降耗的目的。而管束是换热式一段转化炉的关键部件，是气体反应的主要场所，它由多个转化管焊接组成。由于炉管工作温度高达960℃，与壳体的膨胀差达140mm以上，所以要求转化管必须具有良好的热稳定性和耐热性。
发明内容：
本发明的目的就是要提供一种转化管的加工方法，使其生产出来的转化管能够满足产品热稳定性和耐热性的需要。本发明的目的是这样实现的，转化管的加工方法，将检查合格的合金材料配料后熔炼，转化管浇铸所使用的金属模筒经烘烤，温度控制在230～250℃，喷刷涂料，涂层厚度为0.8～1mm；转化管采用离心浇铸，浇铸时钢水温度控制在1600～1640℃，离心机转速：重力系数(离心力/重力)为150～225；经自然冷却后的毛坯管采用不锈钢丸进行抛丸处理，除去外层涂料露出金属本色，保留“杨梅粒子”状态，用放大镜(5倍以上)进行外表面目测，标准：无任何气孔、缩孔、砂眼，裂纹、夹渣、结疤等有害缺陷；机械加工，确保外圆尺寸、表面粗糙度及同轴度要求，管段任一断面最大壁厚差小于0.6mm；焊接，管束是换热式一段转化炉的心脏部件，其由多根转化管采用高镍铬合金耐热钢焊接而成；检验及试验，钢水及铸管的化学成分分析，离心铸管外表面渗透探伤，离心铸管的性能试验，A、水压试验，水质要求：炉管试验用水应为洁净的饮用水，且温度不低于5℃，水中Cl-含量不超过20PPm；炉管应按规定的压力进行水压试验，至少保压15分钟，不得有任何冒汗和渗漏，水压试验完成后，水应及时排净，并用压缩空气吹干；B、气密性试验，炉管管段应100％采用皂类起泡剂，Cl-含量不超过20ppm的饮用水，在0.5Mpa×10分钟条件下进行气密试验，不允许存在泄漏；清理、吹干、包装入库。本发明工艺简单，制造方便，可以达到较高的机械加工精度要求，同时可以满足转化管具有必须的良好热稳定性和耐热性。
附图说明：
图1是本发明加工工艺流程图
具体实施方式：
下面结合加工工艺流程图对本发明作进一步说明
本发明其工艺是将检查合格的合金材料配料后熔炼，转化管浇铸所使用的金属模筒经烘烤，温度控制在230～250℃，喷刷涂料，涂层厚度为0.8～1mm；具体实施时，转化管采用离心浇铸，离心铸造是将液态金属浇入高速旋转的模筒里，在离心力作用下填充模筒并凝固成铸件的铸造方法。采用高速旋转的型筒，在离心力的作用下浇铸高镍铬合金铸管，其质量远远超过静态浇铸质量。可以明显地改善组织结构，提高合金铸管的耐热持久性能，确保炉管每一断面具有相同或相近的金相组织结构，使炉管内部缺陷得到有效消除。管束的离心浇铸主要操作要点如下：
(1)钢水温度(浇铸时)1600～1640℃(接触式热电偶测温)。
(2)型筒加热温度230～250℃(电阻炉加热，接触式热电偶测型筒外壁温度)。
(3)喷涂时涂层厚度δ＝0.8～1mm。
(4)离心机转速：重力系数(离心力/重力)150～225。
离心铸造用涂料对离心铸造铸管的质量起到至关重要的作用。涂料质量的优劣直接影响铸管毛坯质量和废品率，因此要求涂料有足够的耐热性，不被合金液熔化、烧损；涂料要能够牢固地粘附在金属模筒表面，有足够的附着强度和高温强度，且容易从铸件表面清除；要有适当的粘度，足够的流动性和悬浮性，以便喷涂，形成均匀的涂层；发气性要小，以防止铸件产生气孔等缺陷。经自然冷却后的毛坯管采用不锈钢丸除去外层涂料露出金属本色，保留“杨梅粒子”状态，用放大镜(5倍以上)进行外表面目测，标准：无任何气孔、缩孔、砂眼，裂纹、夹渣、结疤等有害缺陷。
机械加工工艺：
(1)转化管及上升管管段内孔采用一次复合式拉镗，确保内孔尺寸及表面粗糙度最大为3.2μmRa。
转化管：内孔尺寸控制：ID-0.8 -0.5
上升管：内孔尺寸控制：ID-0.8 -0.5
(2)转化管及上升管管段外圆应进行机械加工，确保外圆尺寸、表面粗糙度及同轴度要求，管段任一断面最大壁厚差为0.6mm。
焊接工艺：管束是换热式一段转化炉的心脏部件，其由多根转化管焊接而成。焊接质量是保证换热式转化炉长周期安全运行的关键因素之一，管束部分的制造关键为高镍铬合金耐热钢的焊接。
检验及试验：
(1)钢水及铸管的化学成分分析
(2)离心铸管外表面渗透探伤
将具有较强渗透性的渗透液涂在构件表面，使之渗于微小缺陷中，然后清除表面多余渗透液，之后再涂一层显像剂，使残留在缺陷中的渗透液被吸附，在表面显示出缺陷来。离心铸管经过喷丸处理后，对外表面逐根进行100％进行渗透探伤，确保没有任何显示缺陷，对显示缺陷可以切除，且确保炉管的长度最低不小于2米。
(3)离心铸管的性能试验
A、常温机械性能试验
离心铸管应按标准要求进行常温机械性能试验，取样频次及试验结果均符合标准要求。
B、高温短时机械性能试验
离心铸管应按标准要求进行高温短时机械性能试验，取样频次及试验结果均符合标准要求。
C、高温蠕变(或持久)机械性能试验
离心铸管应按标准要求进行高温蠕变(或持久)机械性能试验，取样频次及试验结果均符合标准要求，并将试验结果标定在拉森-米勒曲线上。
(4)宏观金相试验
离心铸管应按标准要求进行宏观金相试验，取样频次及试验结果均符合标准、图纸及技术要求。
(5)几何尺寸及表面粗糙度检验
炉管几何尺寸及表面粗糙度均应符合图纸及技术协议要求。
(6)铸管内表面的涡流检验
铸管内表面经机械加工后应经100％涡流检验，其结果符合标准及技术协议要求。
(7)焊接检查
A、焊缝的几何尺寸检查
焊缝的几何尺寸应按标准进行100％的检查，其结果符合标准及技术协议要求。
B、焊缝的无损检测
炉管焊缝应标准及图纸要求进行各项无损检测，其结果符合相应标准及技术协议要求。
(8)炉管的水压及气密性试验
A、水压试验
水质要求：炉管试验用水应为洁净的饮用水，且温度不低于5℃，水中Cl-含量不超过20PPm。
水压试验：炉管应按照图纸规定的压力进行水压试验，至少保压15分钟，不得有任何冒汗和渗漏。水压试验完成后，水应及时排净，并用压缩空气吹干。
B、气密性试验
炉管管段应100％采用皂类起泡剂，Cl-含量不超过20ppm的饮用水，在0.5Mpa×10分钟条件下进行气密试验，不允许存在泄漏。
管束，其制造、检验、验收符合相关标准及技术协议要求。它是设备的核心部件，也是转化反应的关键所在。它的好坏直接决定该设备能否在高温高压下长期安全运行。为了保证冶炼时钢水的质量，可以采用钢水专用除渣剂以及钢水专用丝网过滤器，保证钢水纯度接近真空冶炼的品质。

Claims (1)

1.转化管的加工方法，将检查合格的合金材料配料后熔炼，转化管浇铸所使用的金属模筒经烘烤，温度控制在230～250℃，喷刷涂料，涂层厚度为0.8～1mm；转化管采用离心浇铸，浇铸时钢水温度控制在1600～1640℃，离心机转速；重力系数(离心力/重力)为150～225；经自然冷却后的毛坯管采用不锈钢丸进行抛丸处理，除去外层涂料露出金属本色，保留“杨梅粒子”状态，标准；无任何气孔、缩孔、砂眼，裂纹、夹渣、结疤等有害缺陷；机械加工，确保外圆尺寸、表面粗糙度及同轴度要求，管段任一断面最大壁厚差小于0.6mm；焊接，管束是换热式一段转化炉的心脏部件，其由多根转化管采用高镍铬合金耐热钢焊接而成；检验及试验，钢水及铸管的化学成分分析，离心铸管外表面渗透探伤，离心铸管的性能试验，A、水压试验，水质要求：炉管试验用水应为洁净的饮用水，且温度不低于5℃，水中Cl-含量不超过20PPm；炉管应按规定的压力进行水压试验，至少保压15分钟，不得有任何冒汗和渗漏，水压试验完成后，水应及时排净，并用压缩空气吹干；B、气密性试验，炉管管段应100％采用皂类起泡剂，Cl-含量不超过20ppm的饮用水，在0.5Mpa×10分钟条件下进行气密试验，不允许存在泄漏；清理、吹干、包装入库。
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