摘要：压力容器不锈钢管胀管工艺　对管材质量要求高，加工安装有新的要求，为防止设备整体搬运产生胀管松动，应在现场胀管为宜。
 
　　关键词：材质；加工工艺；现场胀管 

　　1 引言 

　　2002 年10 月，我公司在中外合资洪泽大洋化工有限公司瑞丰国际年产20 万吨元明粉项目化工设备制造招标中，获得该项目五效加热室及配套设备制造的标段。
 
　　五效加热室是20 万吨元明粉地下硝水提炼工艺的主要设备，由I 效加热室、Ⅱ效加热室、Ⅲ效加热室、V 效加热室、VI 效加热室五套设备所组成。单台加热容积12㎡，换热面积320㎡，设计温度管程为137 ℃，壳程为150 ℃，壳体材质为1crl8Ni9Ti 换热管为Φ45 x3mm 的1crl8Ni9Ti不锈钢管，每台加热室有562 根管子，管程压力为0.15MPa 、壳程压力为0.35MPa，从参数可以看出该台设备是属于一类压力容器。
 
　　I-Vl 效加热室的主要技术特点：一是压力容器，介质是饱和硝水和蒸汽，具有安全性和连续生产的要求；二是换热器是不锈钢管，而且必须采取胀接工艺。我公司具有一、二类压力容器的生产能力，且有丰富经验，但对不锈钢管的胀接工艺技术尚无经验，不锈钢管很硬且韧性好，不锈钢管胀管能不能胀紧，而在承受高温0 . 44MPa 的压力，不锈钢管胀管要不要退火？用什么方法退火？这些问题心中都没有把握，在承接这项任务时公司领导十分重视该项目的招标，亲自参加商务谈判，搞清技术和工期要求。当时觉得我们虽然没有做过不锈钢管胀接工作，但我们是一个具有五十年历史的老企业，我们有压力容器制造和锅炉胀管经验的基础，只要我们认真组织攻关，我们是有能力干好这项工程的。干好这个项目就是一项新业务的开拓，因此公司决定要承接这个项目。 

　　2 压力容器不锈钢管胀管技术及质量控制 

　　I-VI 效加热室不锈钢管胀管工程既要符合GB150 - 98 《 钢制压力容器》 、GB151 一1999 《 管壳式换热器》 等压力容器制造有关技术标准要求，又要符合（96 ） 276 号中华人民共和国劳动部《 蒸汽锅炉安全技术监察规程》 ，JB-50273 《 工业锅炉安装施工及验收规范》 锅炉胀管的有关技术规范要求，必须系统考虑制造过程中各道工序的技术要求，并认真做好每一道工序质量的预控制，以保证设备整体制造质量。 

　　2 . 1 首先时采购的不锈钢管的材质提出要求，虽然管子生产符合国家标准，但是有正负公差范围。我们预先要求供货商供应的管子必须是正公差，管子外径必须控制在Φ45.0-Φ45.20mm之间，管子椭圆度不得超出土0.2mm，管口端面应平直，端面倾斜度不得大于管子外径的2 ％ ，管子全长偏差不得超过士5mm，全长弯曲度不超过士5mm。
 
　　2 . 2 对管板的管孔的机械加工也要进行加工质量预控制。特别是管孔加工尺寸要严格控制，必须控制在Φ45.50mm～Φ45.70mm之间，个别管孔的加工尺寸不得大于45.90mm，且控制在总数的15％之内。管孔内壁不得有贯通的纵痕，若不慎产生沟痕要进行处理，达到规范要求，并对该管孔做出特殊标记孔，加工过程中要逐孔测量，并做好记录，特别是超标准的管孔也要做出标记，在胀管时选择相对应的管子对号人座，减少间隙，保证胀管质量。 

　　2 . 3 每个管极孔内孔均有二条环形0.8mm 的密封沟槽，这主要是对胀管起密封作用。由于￡= 60mm 不锈钢极（材质1crl8Ni9Ti ）硬度大、韧性好，机械钻孔时间长，进度慢，管孔内壁二道环型密封槽加工难度也很大。如果进行外协加工，一是成本高，二是工期紧。但是这两道密封槽又是管板加工中绝对不可缺少的工序，这对于下一步胀管质量起到关键作用。针对这种情况，我们又对管孔内锉二道密封槽的工具，组织有经验的车工进行攻关改革，取得了良好的效果，加快了加工速度，保证了工期，降低了成本。 

　　2 . 4 我们原来认为不锈钢管硬度高、韧性好，一定是很难胀接严密的。胀管前需不需对不锈钢管进行退火？用什么方法退火？这是干好整个工程的关键，对这个技术难题我们在调研的基础上进行类似实际工程的试验。 

　　首先对材质用硬度计进行硬度测试，经对几组不锈钢管和20g无缝钢管硬度的测试，不锈钢管的平均硬度值HV = 132 ，无缝钢管硬度值HV = 135 ，测试说明不锈钢管硬度并不比锅炉钢管硬，所以我们决定不进行退火，而是用直接胀接的方法。我们做了小型管箱进行实际工程的模拟试验胀管，胀管率普遍在1.2-1.8％之间，完全符合要求。经过实验、试压，不锈钢管胀接情况良好，完全达到了胀管规范要求；在达到实际工程试验压力0.375MPa 后，继续提高试验压力到4MPa , 胀口仍然没有出现渗水现象，胀接效果是比较好的。通过模拟试验，我们认识到不锈钢管（ Icrl8Ni9Ti ）的硬度、塑性、韧性是完全适合胀管工艺的；这是我们对不锈钢材料材质特性理论认识与实践操作技术要求的一个重大收获。在实验取得成功的基础上，我们开始大规模的工程正式胀管，取得了工程交验一次合格的预期效果。 

　　2 . 5 胀管器的选择，由于不锈钢管韧性好，一旦管口胀裂，管口处理很费工时，所以我们采取不翻边胀管器，管口伸出管板5mm为宜。 

　　2 . 6 胀管。压力容器壳体可以在加工基地进行加工，但是胀管必须在施工现场进行，因为运输过程中的颠簸会造成胀口的松动，影响胀接的质量。如果现场吊装条件好，在地平面进行胀管，可以提高胀管效率，也比较安全；如果现场吊装条件不好，就要在设备壳体吊装就位以后再进行胀管。胀管顺序应该从管板中心开始逐步向周围逐根进行，便于应力逐步成园形向周围扩散。胀管率采用内径控制法，胀管率一般控制在1.2-1.8％为宜，胀管率的计算方法、水压实验的要求、补胀的要求均应符合《 蒸汽锅炉安全技术监察规程》 和《 工业锅炉安装工程施工及验收规范》 的有关要求；压力容器制造要符合98-150《 钢制压力容器》 制造规范的有关规定　篇幅所限不一一赘述