CN108453403A - 压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，并将钻孔后的筛板卷成半圆弧状，其曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配；将两个半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合；将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理，焊接处理包括：在筛板的每个钻孔处进行塞焊，在人孔法兰与压力容器对接处，对筛板进行环缝焊；在筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，纵边缘为筛板垂直于半圆弧状的筛板的圆心的边。该方法通过在压力容器人孔法兰的内壁处增加一筛板，该筛板上均匀分布有多个焊点，使得防腐蚀筛板与人孔法兰的焊点分散，两者连接紧密并使人孔法兰内壁的耐腐蚀性得以提高。

Description

压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法
技术领域
本发明涉及容器内壁焊接技术领域，尤其涉及一种压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法。
背景技术
油气处理厂内未经净化处理的原油和天然气含有大量的水、氯离子、二氧化碳等腐蚀介质，对材料的腐蚀会造成严重的后果，需要对压力容器内部采取防腐措施。
目前，油田油气处理厂内的压力容器内防腐工艺主要采用内防腐漆+牺牲阳极的方法，还有采用双金属复合板，如不锈钢复合板的方法进行抗腐蚀。但是，在压力容器的运行过程中这两种方法都暴露出了较大的弊端。对于内防腐漆+牺牲阳极的防腐方式，由于防腐漆的施工周期长，工序复杂，涂层涂覆效果很难得到保障，一般情况下使用三至五年需重新喷涂防腐漆，严重影响了装置安全生产与运行时效。双金属复合板的防腐方式相对传统的内防腐喷漆工艺维护工作量较少，但是，双金属复合板压力容器在使用过程中普遍出现了堆焊层以及焊缝点蚀问题，运行一年点蚀深度能达到1mm，在内衬厚度仅3mm的情况下若点蚀穿透，压力容器本体将面临更为严重的电化学腐蚀而影响其安全使用。另外，现场使用过程中常常出现压力容器的人孔法兰堆焊层存在鼓泡，超声波测厚确定其与基体剥离，鼓泡处以外的复合层与基体结合良好，鼓泡处存在裂纹。
基于上述现有技术中所存在的腐蚀问题，亟需采取措施解决焊缝或堆焊层腐蚀给压力容器所造成的安全运行问题。
发明内容
本发明提供一种压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，通过在压力容器人孔法兰的内壁处增加一耐蚀合金筛板，该筛板上均匀分布有多个焊点，使得防腐蚀筛板与人孔法兰的焊点分散，两者连接紧密并使人孔法兰内壁的耐腐蚀性得以提高。
本发明提供一种压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，包括：
根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，形成筛板；
将所述筛板卷成半圆弧状，所述筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配；
将两个所述半圆弧状的筛板与所述人孔法兰的内壁表面贴合；
将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理，所述焊接处理包括：在所述筛板的每个钻孔处进行塞焊，在所述人孔法兰与所述压力容器对接处，对所述筛板进行环缝焊；在所述筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，所述纵边缘为所述筛板垂直于所述半圆弧状的筛板的圆心的边。
本发明提供了压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，该方法根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，形成筛板；并将筛板卷成半圆弧状，筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配；将两个半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合；将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理，焊接处理包括：在筛板的每个钻孔处进行塞焊，在人孔法兰与压力容器对接处，对筛板进行环缝焊；在筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，纵边缘为筛板垂直于半圆弧状的筛板的圆心的边。该方法通过在压力容器人孔法兰的内壁处增加一耐蚀合金筛板，该筛板上均匀分布有多个焊点，使得防腐蚀筛板与人孔法兰的焊点分散，两者连接紧密并使人孔法兰内壁的耐腐蚀性得以提高。
附图说明
图1为本发明压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法的一示例性实施例的流程图；
图2为本发明压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法的另一示例性实施例的流程图；
图3为图2所示实施例的耐蚀合金薄板的规格示意图；
图4为图2所示实施例的筛板的加工工艺示意图；
图5为图2所示实施例的孔洞塞焊示意图；
图6为图2所示实施例的环缝焊接示意图；
图7为图2所示实施例的纵缝焊接示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法的一示例性实施例的流程图，如图1所示，该压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，包括：
步骤101、根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，形成筛板。
网格尺寸可以根据耐蚀合金薄板的尺寸，以及与压力容器连接的人孔法兰的尺寸进行综合考量后确定，本实施例对此不作具体限定。
步骤102、将筛板卷成半圆弧状，筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配。
步骤103、将两个半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合。
步骤104、将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理。
其中，焊接处理包括：在筛板的每个钻孔处进行塞焊；在人孔法兰与压力容器对接处，对筛板进行环缝焊；在筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，纵边缘为筛板垂直于半圆弧状的筛板的圆心的边。
本实施例的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，该方法根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，形成筛板；并将筛板卷成半圆弧状，筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配；将两个半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合；将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理，焊接处理包括：在筛板的每个钻孔处进行塞焊，在人孔法兰与压力容器对接处，对筛板进行环缝焊；在筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，纵边缘为筛板垂直于半圆弧状的筛板的圆心的边。该方法通过在压力容器人孔法兰的内壁处增加一耐蚀合金筛板，该筛板上均匀分布有多个焊点，使得防腐蚀筛板与人孔法兰的焊点分散，两者连接紧密并使人孔法兰内壁的耐腐蚀性得以提高。
图2为本发明压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法的另一示例性实施例的流程图，如图2所示，在上一实施例的基础上，该压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，具体包括：
步骤201、根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄上钻孔，形成筛板。
步骤202、将筛板卷成半圆弧状，筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配。
具体的，耐蚀合金薄板可以采用规格为Ф1200×2-380mm，316L不锈钢板。该耐蚀合金薄板的规格示意图如图3所示。耐蚀合金薄板长1200mm，宽380mm，内坡口80°；优选采用两块这样的耐蚀合金薄板，以形成贴合在人孔法兰内壁的内衬筒。其中，预设网格的尺寸优选为40×80mm；钻孔的孔径为8mm。该半圆弧状筛板所形成的内衬筒的加工工艺如图4所示，制作规格Φ1200×2-380mm，材质316L不锈钢的内衬筒，耐蚀合金薄板展开按40×80mm为网格在耐蚀合金薄板上加工钻孔，孔的直径优选为Φ8mm，钻孔后卷成弧形板，每件按2镶(2半圆弧)出厂。
此外，压力容器为双金属复合板压力容器，人孔法兰的内壁有与该双金属复合板覆层同材质的堆焊层；人孔法兰的内壁处通常堆焊有堆焊层；筛板与堆焊层的材质尽量保持相同，以保证焊接后的防腐效果以及保证焊接的牢固性。其中，筛板、堆焊层的材质优选为耐腐合金材料，该耐腐合金材料至少可以包括：316L不锈钢。压力容器采用双金属复合板，该双金属复合板的内衬层与筛板同材质，以保证同材质的压力容器内壁、人孔法兰内壁、筛板，三者焊接融合性和防腐性良好。
步骤203、对人孔法兰的内壁的堆焊层及人孔法兰的内壁的边缘进行打磨，以使人孔法兰的内壁光滑。
步骤204、对打磨后的人孔法兰与压力容器结合处的内壁进行杂质清理。
具体的，打磨后的金属表面通常会有金属粉末，影响后续焊接的牢固性，因此，在对人孔法兰与压力容器结合后的堆焊层进行打磨之后，通常还包括：对安装内衬筛板的部位，也就是在焊接结合处预设范围内(如，周围20mm范围内)，对氧化物、油污、有害杂质等进行清理处理。以免影响后续筛板与人孔法兰的内壁表面贴合及焊接的效果。
步骤205、将两个半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合。
其中，半圆弧状的筛板与人孔法兰的内壁表面贴合后，两者表面之间的最大间隙不大于0.5mm；半圆弧状的筛板的纵边缘与人孔法兰的底边缘对齐，两者边缘的错边量不大于0.5mm。
步骤206、将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理。
具体的，在筛板的每个钻孔处进行塞焊，在人孔法兰与压力容器对接处进行环缝焊；在筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，该纵边缘为筛板垂直于半圆弧状的筛板的圆心的边。以上的焊接方法又叫做，衬板塞焊、衬板环缝焊和衬板纵缝焊：如下表1所示，采用GMAW(gas metal arc welding，简称“GMAW”)方法，在弧形筛板的预留孔部位进行衬板塞焊，衬板环缝焊和衬板纵缝焊，焊接材料为ERNiCrMo型焊材，优选的，可以选用ERNiCrMo-3型焊材。其中，筛板(耐蚀合金薄板)孔洞塞焊示意图如图5所示，焊孔的直径优选为Φ8mm；筛板(耐蚀合金薄板)端部环缝焊接示意图如图6所示；筛板(耐蚀合金薄板)纵缝焊接示意图如图7所示，焊接坡度优选为70°。
可选的，该ERNiCrMo焊条的各个化学成分占焊条总重量的百分比配比为：Cr：20.0～31.5，Ni：40.0～60.0，Mo：8.0～14.5，Cu：0.5～2.5，Co：0～5.0，Nb：0.3～4.2，S＜0.010，P＜0.015，剩余为Fe。
可选的，该焊接处理可以采用小电流进行焊接，该小电流的电流值范围为80安培至120安培。
可选的，在焊接处理过程中，需要对焊接的层间温度进行监测，并控制该层间温度小于100摄氏度。层间温度指多道焊缝及母材在施焊下一焊道之前的瞬时温度，一般用最高值表示。设定焊接工艺中层间温度参数时，要充分考虑母材材质、壁厚、热输入等因素，并结合实际情况设定一个合理的温度值，层间温度过高会引起热影响区晶粒粗大，使焊缝强度及低温冲击韧性下降。因此，对焊接的层间温度进行监测，且控制层间温度小于100摄氏度以保证焊点的韧性，保证焊接质量。
表1、焊接工艺主要参数
本实施例的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，解决了现有复合板压力容器在使用过程中人孔法兰不锈钢堆焊层产生的点蚀和微裂纹问题，提高了容器运行的安全可靠性，其特征及效果如下：
1、采用316L耐蚀合金薄板作为内衬筒、625焊料的复合板压力容器人孔法兰内壁未发现点蚀，较好的解决了堆焊层的腐蚀问题。
2、避免了此类复合板压力容器每年进行受限空间内的动火补焊点蚀焊缝特种作业，降低了施工安全风险大、提高了装置正常生产运行时率。
3、此类压力容器定级检验周期一般为3年，内衬点蚀问题得到解决之后可将内部检修、定级检验周期延长至6年，达到节约检修资源、保障装置本质安全目的。
本实施例的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，包括对耐蚀合金筛板的加工方法、焊接前对焊接母体进行打磨、杂物清理、组对筛板与堆焊人孔法兰要求、焊接技术规范等。该方法主要应用于高含H2S、CO2和Cl-的油田复合板压力容器人孔法兰内壁的腐蚀控制等方面。该方法以一种耐蚀合金材料作为耐蚀合金薄板的焊接技术，可操作性强，生产成本低，在油田现场成功应用，具有很高的推广价值。同时，也可用于其他规格的人孔法兰内腐蚀防护，具有广泛的应用前景。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于：
根据预设网格尺寸在耐蚀合金薄板上钻孔，形成筛板；
将所述筛板卷成半圆弧状，所述筛板的半圆弧曲度与人孔法兰的内壁曲度相匹配；
将两个所述半圆弧状的筛板与所述人孔法兰的内壁表面贴合；
将半圆弧状的筛板与人孔法兰组对后进行焊接处理，所述焊接处理包括：在所述筛板的每个钻孔处进行塞焊，在所述人孔法兰与所述压力容器对接处，对所述筛板进行环缝焊；在所述筛板的纵边缘处进行纵缝焊；其中，所述纵边缘为所述筛板垂直于所述半圆弧状的筛板的圆心的边。
2.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，
所述压力容器为双金属复合板压力容器；
所述人孔法兰的内壁有与所述双金属复合板覆层同材质的堆焊层；
所述筛板与所述堆焊层的材质相同；
相应的，所述方法还包括：
对所述人孔法兰的内壁的所述堆焊层及所述人孔法兰的内壁的边缘进行打磨，以使所述人孔法兰的内壁光滑；
相应的，打磨处理之后，还包括：对打磨后的所述人孔法兰与所述压力容器结合处的内壁进行杂质清理。
3.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，
所述半圆弧状的筛板与所述人孔法兰的内壁表面贴合后，两者表面之间的最大间隙不大于0.5mm；所述半圆弧状的筛板的纵边缘与所述人孔法兰的底边缘对齐，两者边缘的错边量不大于0.5mm。
4.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，
所述焊接处理为熔化极气体保护焊GMAW，所述塞焊、所述环缝焊、所述纵缝焊的焊条材料为ERNiCrMo型焊材。
5.根据权利要求4所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述ERNiCrMo焊条的各个化学成分占所述焊条总重量的百分比配比为：
Cr：20.0～31.5，Ni：40.0～60.0，Mo：8.0～14.5，Cu：0.5～2.5，Co：0～5.0，Nb：0.3～4.2，S＜0.010，P＜0.015，剩余为Fe。
6.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述焊接处理还包括：
采用小电流进行焊接，所述小电流的电流值范围为80安培至120安培。
7.根据权利要求6所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述焊接处理过程中，对焊接的层间温度进行监测，并控制所述层间温度小于100摄氏度。
8.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述焊接处理之前，还包括：
对焊接结合处预设范围内的氧化物、油污、有害杂质进行清理处理。
9.根据权利要求1所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述预设网格尺寸为40×80mm；所述钻孔的孔径为8mm。
10.根据权利要求2所述的压力容器人孔法兰防腐蚀筛板的焊接方法，其特征在于，所述筛板、所述堆焊层的材质为耐腐合金材料；所述耐腐合金材料至少包括：316L不锈钢。
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