專利名稱：一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，涉及一種檢驗(yàn)鈦鋼復(fù) 合板反應(yīng)設(shè)備適應(yīng)工作溫度和工作壓力性能的檢定方法。
背景技術(shù)：
鈦鋼復(fù)合板設(shè)備綜合了鈦材優(yōu)異的耐腐蝕性能，以及鋼材價(jià)格低廉的特點(diǎn)， 用鈦鋼復(fù)合板制成的各種壓力容器具有較高的性價(jià)比，廣泛應(yīng)用于核電、海水 淡化、制鹽、石油化工、濕法冶金、制藥等工業(yè)領(lǐng)域，通常作為關(guān)鍵核心設(shè)備 在化工系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，因此鈦鋼復(fù)合板設(shè)備的可靠性對(duì)整個(gè)化工系統(tǒng) 的安全穩(wěn)定具有重要意義。
鈦材具有較高的化學(xué)活性，很容易與氧、氫、氮等氣體元素發(fā)生反應(yīng)，同 時(shí)可于大多數(shù)金屬元素如鐵、鋁、銅等發(fā)生反應(yīng)生成脆性金屬化合物，焊縫的 的氧化和合金化是導(dǎo)致焊縫性能下降的重要因素，是焊縫產(chǎn)生開裂的原因之一。
同時(shí)由于鈦和鋼的膨脹系數(shù)差異較大，鈦的膨脹系數(shù)(100-200°C )為8. 6X 10-6/ 。C，鋼的熱膨脹系數(shù)(1。0-200。C)為12.6X10-6廠C，鈦的熱膨脹系數(shù)是鋼的 2/3，因此鈦鋼復(fù)合板設(shè)備在高溫下工作時(shí)，鋼基層的膨脹量比鈦復(fù)層的膨脹量 大，鈦復(fù)層及焊縫將受到較大的拉應(yīng)力(熱應(yīng)力)，是焊縫產(chǎn)生開裂的另外一個(gè) 主要原因。
目前鈦鋼復(fù)合板設(shè)備常規(guī)的檢驗(yàn)方法有外觀檢驗(yàn)、滲透探傷、超聲波探傷、 射線探傷、壓力試驗(yàn)等，這些方法只能驗(yàn)證鈦鋼復(fù)合板設(shè)備在常溫下的可靠性， 無法對(duì)因上述焊縫性能下降及熱應(yīng)力對(duì)焊縫及鈦復(fù)層造成的影響進(jìn)行評(píng)估，因 此在常溫下檢驗(yàn)合格的設(shè)備安裝到生產(chǎn)線上運(yùn)行時(shí)常會(huì)出現(xiàn)鈦復(fù)層或者鈦焊縫 發(fā)生開裂的事故，給生產(chǎn)帶來很大的安全隱患并造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。
為了檢驗(yàn)鈦鋼復(fù)合板設(shè)備承受工作溫度和工作壓力的能力，可以采用熱氣 循環(huán)試驗(yàn)。目前常用的方法是采用加熱爐將鈦鋼復(fù)合板設(shè)備加熱到設(shè)備的工作 溫度，同時(shí)注入氮?dú)馐乖O(shè)備內(nèi)的壓力與設(shè)備的工作壓力相等，保壓1小時(shí)后將 溫度降到室溫，同時(shí)泄放設(shè)備內(nèi)的壓力。將上述過程再重復(fù)一遍。此后在室溫 下重新向設(shè)備內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，加壓至0.07 MPa，在檢漏孔外部 用氦質(zhì)譜儀檢查，檢查檢漏孔是否存在泄露。
上述熱氣循環(huán)試驗(yàn)方法雖然模擬了設(shè)備的溫度和壓力變化過程，由于最終
3的檢漏工作是在常溫下進(jìn)行的，這種試驗(yàn)方法的缺點(diǎn)是不能直接檢驗(yàn)設(shè)備在工 作情況下是否存在泄露等缺陷；在常溫下需要重復(fù)加壓，工作效率也比較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述已有技術(shù)存在的不足，提供一種能直接檢驗(yàn)設(shè) 備在工作情況下是否存在泄露等缺陷，檢測(cè)效率高的鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的 熱狀態(tài)壓力檢定方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于其檢測(cè)步
驟包括
(1) 將反應(yīng)器置入一加熱爐內(nèi)，將反應(yīng)器上的一個(gè)開口管與一根穿過加熱 爐壁的、尾部設(shè)有壓力表、尾端設(shè)有安全閥的安全管法蘭聯(lián)接；另一個(gè)開口管 與一根穿過加熱爐壁的、尾端與壓縮氣瓶相聯(lián)的加壓管法蘭聯(lián)接，其它的開口 管均用盲板封閉；
(2) 在反應(yīng)器環(huán)焊縫處，鉆透鋼板層形成檢漏孔，在反應(yīng)器鋼板檢漏孔處 固定聯(lián)接上與檢漏孔相通的管狀接頭管；
(3) 在管狀接頭管上聯(lián)接穿過加熱爐壁的檢測(cè)通管；
(4) 用加熱爐進(jìn)行加熱，控制反應(yīng)器升溫速度小于4(f C/h，同時(shí)通過加壓 管道向反應(yīng)器內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力 后保壓；在加壓升溫過程中，將檢測(cè)通管與氦質(zhì)譜儀相聯(lián)，檢測(cè)通管中是否有 氦氣，從而檢定鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫是否存在泄漏；
(5) 檢測(cè)完畢，關(guān)閉電爐進(jìn)行降溫，下降至室溫后打開泄壓閥將壓力放空 至常壓。
本發(fā)明的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于 所述的向反應(yīng)器內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w的通氣速度，控制達(dá)到設(shè)定的工 作壓力的時(shí)間大于達(dá)到工作溫度的時(shí)間。
本發(fā)明的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于 所述的達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力后的保壓保溫的時(shí)間為1. 0h。
本發(fā)明的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于 所述的安全管上的安全閥的起跳壓力為工作壓力的1. 1倍。
本發(fā)明的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于 在加壓升溫過程中，將檢測(cè)通管通入肥皂水用氣泡檢漏的。
本發(fā)明的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法通過模擬設(shè)備的實(shí)際工作情況，在工作溫度和工作壓力條件下直接對(duì)設(shè)備進(jìn)行泄露檢驗(yàn)。熱 氣循環(huán)試驗(yàn)是通過模擬鈦鋼復(fù)合板設(shè)備的實(shí)際工作狀態(tài)，在設(shè)備正式投產(chǎn)前進(jìn) 行的一項(xiàng)性能考核試驗(yàn)，對(duì)鈦鋼復(fù)合板設(shè)備的襯里結(jié)構(gòu)、復(fù)合板復(fù)層的結(jié)合狀 態(tài)、鈦焊縫、鈦松襯接管、鈦法蘭等在高溫下的使用性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在加 壓升溫過程中用肥皂泡或者用氦質(zhì)譜儀在檢漏管的管口檢査是否存在泄漏。用 肥皂泡檢漏時(shí)將檢漏管通人肥皂水中，觀察有無氣泡產(chǎn)生；用氦質(zhì)譜儀檢查時(shí)， 氦氣漏率小于等于IX 10—6Pa. m3 / s為合格。可以反復(fù)使用溫度和壓力循環(huán)的方 法對(duì)鈦鋼復(fù)合板設(shè)備的可靠性進(jìn)行驗(yàn)證。


圖1本發(fā)明的方法所使用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明的方法所使用的檢漏孔管狀接頭管的結(jié)構(gòu)示意具體實(shí)施例方式
一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其檢測(cè)步驟包括
(1) 將反應(yīng)器1置入一加熱爐2內(nèi)，將反應(yīng)器上的一個(gè)開口管3與一根穿 過加熱爐壁的、尾部設(shè)有壓力表4、尾端設(shè)有安全閥5的安全管6法蘭聯(lián)接；另 一個(gè)開口管7與一根穿過加熱爐壁的、尾端與壓縮氣瓶8相聯(lián)的加壓管9法蘭 聯(lián)接，其它的開口管均用盲板10封閉；
(2) 在反應(yīng)器環(huán)焊縫處，鉆透鋼板層形成檢漏孔ll，在反應(yīng)器鋼板檢漏孔
處固定聯(lián)接上與檢漏孔相通的管狀接頭管12;
(3) 在管狀接頭管上聯(lián)接穿過加熱爐壁的檢測(cè)通管13;
(4) 用加熱爐進(jìn)行加熱，控制反應(yīng)器升溫速度小于4(TC/h，同時(shí)通過加壓 管道向反應(yīng)器內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力
后保壓；在加壓升溫過程中，將檢測(cè)通管與氦質(zhì)譜儀相聯(lián)，檢測(cè)檢測(cè)通管中是 否有氦氣，從而檢定鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫是否存在泄漏；
(5) 檢測(cè)完畢，關(guān)閉電爐進(jìn)行降溫，下降至室溫后打開泄壓閥將壓力放空 至常壓。
圖2中14為鈦鋼復(fù)合板鋼基層板、15為鈦復(fù)合板、16為鈦復(fù)層板焊縫、 17為鈦蓋板、18為襯板、ll為檢漏孔、12檢漏孔管狀接頭孔管、19為鋼基層 焊縫。
操作時(shí)，將檢漏孔進(jìn)行編號(hào)，每個(gè)檢漏孔分別通過檢測(cè)管(可用細(xì)銅管制 成)引至加熱爐外的進(jìn)行檢定，細(xì)銅管上釆用與檢漏孔相同的編號(hào)；將鈦鋼復(fù) 合板設(shè)備裝入電爐內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱速度不超過40°C/h，同時(shí)通過加壓管道向設(shè)備內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，壓力應(yīng)緩慢上升，加壓完成時(shí)間應(yīng)大于加 熱升溫完成時(shí)間1. 5小時(shí)以上，達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力后保壓1小時(shí)。 在加壓升溫過程中，用肥皂泡或者用氦質(zhì)譜儀在檢漏管的管口檢查是否存在泄 漏。出現(xiàn)泄漏時(shí)，應(yīng)根據(jù)檢漏管的編號(hào)找到泄漏的具體位置，待降溫泄壓后打 開設(shè)備進(jìn)行返修。未出現(xiàn)泄漏時(shí)，關(guān)閉電爐進(jìn)行降溫，下降至室溫后打開泄壓
閥將壓力放空至常壓。重復(fù)上述步驟2-3次，完成熱氣循環(huán)試驗(yàn)。
實(shí)施例
以鈦鋼復(fù)合板氧化反應(yīng)器為例
鈦鋼復(fù)合板氧化反應(yīng)器的直徑為①2500腿，容積為50m3，工作壓力為2. 8MPa， 設(shè)計(jì)壓力3. 5 MPa，工作溫度為260°C。在反應(yīng)器環(huán)焊縫和縱焊縫上每隔2m左右 開設(shè)一個(gè)檢漏孔，共開設(shè)8個(gè)檢漏孔。檢漏孔貫穿鋼焊縫和鈦蓋板下的通道連 通，如果鈦焊縫或者附近的鈦復(fù)層泄露，容器中的介質(zhì)可以通過此通道及檢漏 孔釋放到容器外側(cè)。
用一支直徑為。89的安全管和設(shè)備上的一個(gè)開口相連，安全管的另一端引 至加熱爐外，并裝上壓力表和安全閥，安全閥的起跳壓力為工作壓力的3.0MPa。 用一支直徑為025的加壓管和設(shè)備上的另一個(gè)開口相連，加壓管的另外一端和 位于加熱爐外的壓縮氣體瓶相連，管道上安裝控制流量和壓力的閥門及壓力表， 通過此管道向設(shè)備加壓。設(shè)備上的其他開口用盲板封閉。
用8支直徑為。8銅管作為檢漏管,分別和設(shè)備上的8個(gè)檢漏孔相連并逐一 編號(hào)，將檢漏管引至加熱爐外的檢測(cè)區(qū)域。
將氧化反應(yīng)器裝入電爐內(nèi)進(jìn)行加熱，加熱速度不超過40°C/h，同時(shí)通過加 壓管道向設(shè)備內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，壓力應(yīng)緩慢上升，加壓完成時(shí)間 應(yīng)大于8小時(shí)。加熱升溫大約6. 5小時(shí)后達(dá)到設(shè)備的工作溫度260°C，當(dāng)工作壓 力達(dá)到2， 8MPa后保壓l小時(shí)。
在加壓升溫過程中，用肥皂泡或者用氦質(zhì)譜儀在檢漏管的管口檢查是否存 在泄漏。
用肥皂泡檢漏時(shí)將檢漏管通人肥皂水中，觀察有無氣泡產(chǎn)生；用氦質(zhì)譜儀檢 查時(shí)，氦氣漏率小于等于1 X 10—6Pa. m3 / s時(shí)合格。
發(fā)現(xiàn)泄漏時(shí)，可根據(jù)檢漏管的編號(hào)找到泄漏的具體位置，待降溫泄壓后打 開設(shè)備進(jìn)行返修；未出現(xiàn)泄漏時(shí)，關(guān)閉電爐進(jìn)行降溫，下降至室溫后打開泄壓 閥將壓力放空至常壓。
將上述過程重復(fù)2-3次。
權(quán)利要求
1.一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，其特征在于其檢測(cè)步驟包括(1)將反應(yīng)器置入一加熱爐內(nèi)，將反應(yīng)器上的一個(gè)開口管與一根穿過加熱爐壁的、尾部設(shè)有壓力表、尾端設(shè)有安全閥的安全管法蘭聯(lián)接；另一個(gè)開口管與一根穿過加熱爐壁的、尾端與壓縮氣瓶相聯(lián)的加壓管法蘭聯(lián)接，其它的開口管均用盲板封閉；(2)在反應(yīng)器環(huán)焊縫處，鉆透鋼板層形成檢漏孔，在反應(yīng)器鋼板檢漏孔處固定聯(lián)接上與檢漏孔相通的管狀接頭管；(3)在管狀接頭管上聯(lián)接穿過加熱爐壁的檢測(cè)通管；(4)用加熱爐進(jìn)行加熱，控制反應(yīng)器升溫速度小于40℃/h，同時(shí)通過加壓管道向反應(yīng)器內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w，達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力后保壓；在加壓升溫過程中，將檢測(cè)通管與氦質(zhì)譜儀相聯(lián)，檢測(cè)通管中是否有氦氣，從而檢定鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫是否存在泄漏；(5)檢測(cè)完畢，關(guān)閉電爐進(jìn)行降溫，下降至室溫后打開泄壓閥將壓力放空至常壓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方 法，其特征在于所述的向反應(yīng)器內(nèi)注入氮?dú)夂秃獾幕旌蠚怏w的通氣速度，控 制達(dá)到設(shè)定的工作壓力的時(shí)間大于達(dá)到工作溫度的時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方 法，其特征在于所述的達(dá)到設(shè)備的工作溫度和工作壓力后的保壓保溫的時(shí)間為 l.Oh。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方 法，其特征在于所述的安全管上的安全閥的起跳壓力為工作壓力的1. 1倍。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方 法，其特征在于在加壓升溫過程中，將檢測(cè)通管通入肥皂水用氣泡檢漏的。
全文摘要
一種鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)器焊縫的熱狀態(tài)壓力檢定方法，涉及一種檢驗(yàn)鈦鋼復(fù)合板反應(yīng)設(shè)備適應(yīng)工作溫度和工作壓力性能的檢定方法。通過模擬復(fù)合板設(shè)備的使用工況，在工作溫度和工作壓力下直接檢驗(yàn)設(shè)備復(fù)層及襯里承受熱應(yīng)力的能力。采用安全管、加壓管、檢漏管分別和設(shè)備上的開口及檢漏孔相連并引至加熱爐的外部，在安全管的另一端安裝壓力表和安全閥，安全閥的起跳壓力為工作壓力的1.1倍；加壓管另外一端和位于加熱爐外的壓縮氣體瓶相連，壓縮氣體為氮?dú)夂秃獾幕旌衔?；檢漏管的另一端引至加熱爐外的檢測(cè)區(qū)域。本發(fā)明的方法，能直接檢驗(yàn)設(shè)備在工作情況下是否存在泄露等缺陷，檢測(cè)效率高。
文檔編號(hào)G01M3/20GK101625278SQ200910162840
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者付維軍, 葉建林, 宋發(fā)舉, 宋品玲, 巨建輝, 張寶軍, 楊永福, 雷忠容, 高文柱 申請(qǐng)人:西部金屬材料股份有限公司