中华人民共和国化工行业标准 HG/T 2120—91 氨合成塔单管并流式内件技术条件 1 主题内容与适用范围 1.1 本标准规定了氨合成塔单管并流式内件的制造、检验和验收要求。 1.2 本标准适用于设计压力不大于1.8MPa，设计温度不大于550℃的DN600mm、DN800mm和DN1000mm的氨合成塔内件（以下简称内件）。 2 引用标准 GB 150 钢制压力容器 GB 151 钢制管壳式换热器 GB 1234 高电阻电热合金 GB 1800~1804 公差与配合 GB 2270 不锈钢无缝钢管 GB 3003 普通硅酸铝耐火纤维毡 GB 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 JB 2536 压力容器油漆、包装、运输 JB 4708 钢制压力容器焊接工艺评定 JC 170 无碱玻璃纤维布 JC 210 石棉布 3 技术要求 3.1 材料 3.1.1 主体材料应采用0Cr18Ni11Ti，0Cr19Ni9、1Cr18Ni9Ti可作为代用材料。 3.1.2 材料应符合相应标准和有关技术要求，并应具有材料制造厂的质量合格证明书。证明书上至少应包括以下内容：生产厂名称、钢号、炉（罐）号、批号、实测的化学成分和力学性能、供货热处理状态。制造单位可进行复验。 3.1.3 焊接材料应符合有关标准规定，验收合格后才能使用。 3.1.4 换热器的换热管外径和壁厚极限偏差应符合GB 2270的高级精度。 3.1.5 电炉丝材料应符合GB 1234的规定。 3.1.6 琥珀云母板表面不允许有破裂或脱层现象。 3.1.7 电加热器的氧化铝绝缘子，要求三氧化二铝（Al₂O₃）含量不少于95%，并应做高温耐压试验，试验方法和验收要求按4.4.1的规定。 3.1.8 石棉布、无碱玻璃纤维布和普通硅酸铝耐火纤维毡应分别符合JC 210、JC 170和GB 3003的规定。 3.2 制造 3.2.1 焊接 3.2.1.1 内件的焊接，应由焊接同类材料考试合格的焊工担任。 3.2.1.2 内件焊接的工艺评定，按JB 4708及GB 151附录C的规定。焊缝的返修、焊工标记等要求按GB 150的规定。 3.2.2 不锈钢零件在热加工时，尽量避免在600℃以上长期加热，否则应进行固溶化处理。 3.2.3 机械加工件未注公差尺寸的极限偏差按GB 1804规定，机械加工面为IT14，非机械加工面为IT16。 3.2.4 触媒筐 3.2.4.1 触媒筐简体直径极限偏差、圆度、直线度公差应符合表1规定。 表1 | 项目 | DN1000 | DN800 | DN600 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 直径极限偏差 (mm) | +3.0/-1.5 | +2.5/-1.0 | +2.0/-1.0 | | 圆度公差 (mm) | 2.5 | 2.0 | 1.5 | | 直线度公差 | 不得超过简体长度的1/1000，且全长范围内不大于4mm | 同左 | 同左 | | 长度极限偏差 (mm) | 符合GB 1800~1804中IT14级，且全长范围内为±5 | 同左 | 同左 | 3.2.4.2 中心管宜用整根无缝钢管制造，其直线度在任意2m长范围内，不大于1mm，总长的直线度不大于3mm。用两根管拼接时，短管长度不小于500mm，其焊缝结构采用插入式。 3.2.4.3 冷管在弯制前和热电偶套管装配前都必须校直，其直线度公差在2m长范围内不大于1mm，总长的直线度不大于3mm。 3.2.4.4 冷管宜用整根无缝钢管制造。用两根管拼接时，短管长度不小于500mm。 3.2.4.5 采用中间压扁结构的冷管，制后冷管不应有裂纹和凹凸不均现象，压扁管不得拼接。 3.2.4.6 热电偶套管宜用整根无缝钢管制造。允许用两根管拼接，但拼接不得落在弯管上，拼接时短管长度不小于2m。 3.2.5 换热器 3.2.5.1 换热器简体直径极限偏差、圆度和直线度公差应符合表2的规定。 表2 | 项目 | 数值 | | :--- | :--- | | 直径极限偏差 (mm) | +3.0/0 | | 圆度公差 (mm) | 1.5 | | 简体直线度公差 | 不得超过简体长度的1/1000 | 3.2.5.2 换热管须用整根无缝钢管制造、不得拼接，并逐根进行外观检查和校直。 3.2.5.3 管板和折流板上管孔直径及偏差应符合表3规定。管板钻孔后的管桥要求按表4规定。 表3 | 管子外径 dw | 10 | 8 | | :--- | :--- | :--- | | 管孔直径 | 10.3 | 8.2 | | 极限偏差 (mm) | +0.15/0 | +0.15/0 | | 折流板孔直径 | 10.4 | 8.4 | 表4 | 项目 | dw=10 | dw=8 | | :--- | :--- | :--- | | 孔心距 S | 13 | 11 | | 管孔最大直径 d | 10.45 | 8.35 | | 名义孔桥宽度 S-d | 2.55 | 2.65 | | 极限偏差 (mm) | +0.25/0 | +0.20/0 | | 允许孔桥宽度B (96%的孔桥宽度必须等于或大于下列数值) | | | | 管板厚度 40 | 1.72 | 1.74 | | 管板厚度 50 | 1.64 | 1.65 | | 管板厚度 60 | 1.55 | 1.56 | 管子伸出长度：手工电弧焊时为1.0~1.5mm，氩弧焊时为0.5~1.0mm。 3.2.5.4 管子与管板联接采用焊接。管子与管板组焊后，两管板平行度公差不大于2mm。 最小孔桥宽度 Bmin (mm)：dw=10时为1.28，dw=8时为1.33。 3.2.5.5 副产蒸汽的氨合成塔上、下段换热器的分气盒在组焊前必须彻底清理，不得有铁屑、毛刺、污物和铁锈等物存在。 3.2.6 电加热器 3.2.6.1 电炉丝应采用整根制造。 3.2.6.2 电炉丝应校直，不得扭曲。 3.2.7 热电偶管 3.2.7.1 热电偶管在组装前必须校直，其直线度公差在任意2m长的范围内不大于1mm，总长的直线度公差不大于2mm。 3.2.7.2 热电偶管允许拼接，拼接管最短管长不得小于2m。 3.2.8 保温层 3.2.8.1 石棉布在包扎前应烘烤干燥。 3.2.8.2 保温材料应包扎密实，厚度均匀，保温套外径不得超过图样规定的尺寸。 3.2.8.3 保温层包扎在水压试验后进行。在包扎过程中不得受潮，否则应重新干燥处理。 3.3 整体组装出厂的内件，其直线度公差不得超过总长度的1/1000，且不超过6mm。总长度极限偏差为： DN1000塔，±12mm； DN800塔，±10mm； DN600塔，±8mm。 4 试验方法和检验规则 4.1 所有部件的原料及其成品的验收，材料的质量证明文件检验； a) 外观检验（包括焊缝的外观检验）； b) 尺寸检验。 4.2 触媒筐 4.2.1 简体直线度公差检查是在过简体轴线的水平面和垂直面与简体的交线，即沿圆周0°、90°、180°、270°四个部位拉φ0.5mm细钢丝进行测量，测量的位置离纵焊缝的距离不小于100mm。 4.2.2 焊缝均应作外观检查，简体每条对接焊缝射线探伤检验的长度不小于20%。对于DN800mm、DN1000mm塔的触媒筐简体的焊缝内外表面，DN600mm简体焊缝外表面，应进行100%的着色检验，再做水压试验。 4.2.3 触媒筐简体的焊缝，每台制作1块焊接试板，制成的试样应符合下列要求： a) 拉伸试样2个； b) 弯曲试样2个； c) 焊接接头的金相试样2个（低倍放大组织及显微组织各1个）。 4.2.4 冷管对接焊缝须经100%射线探伤检查和着色检查，焊后都需用直径为管子内径0.85倍的圆球作通球检查，且应逐根作水压试验。试验压力为设计压力的2倍，保压5min。 4.2.5 冷管采用中间压扁结构的，压扁部分须进行100%着色检查。 4.2.6 冷管和环管应以表5规定的圆球进行通球检查。弯曲部分进行100%着色检查。 表5 | 弯曲半径 R/d | 1.5 | 1.5 | >3 | | :--- | :--- | :--- | :--- | | 管子外径 d | - | - | - | | 通球直径 d | 0.7 | 0.8 | 0.85 | 4.2.7 冷管与环管应逐圈组焊，并进行着色检查，不得有裂纹、气孔、弧坑、夹渣和咬边等缺陷。 4.2.8 热电偶管和热电偶套管的对接焊缝须经100%射线探伤检查，并进行着色检查。焊后都需用直径为管子内径0.9倍的球作通球检查，且应逐根做水压试验，试验压力为： a) 热电偶套管为设计压力的2倍，保压5min； b) 热电偶管为1.25P₁ [σ]/[σ]ᵗ MPa，保压5min。 注：P₁—氨合成塔外壳的设计压力，MPa；[σ]—试验温度下的材料许用应力，MPa；[σ]ᵗ—设计温度下的材料许用应力，MPa。 4.2.9 冷管管束组装后应进行气压试验，试验压力为1.15P₁ MPa。气压试验方法应按GB 150规定进行。 4.2.10 中心管对接焊缝须经100%射线探伤检查，并能顺利通过多孔板。 4.2.11 触媒筐筒体以1.25P₁ [σ]/[σ]ᵗ MPa进行水压试验，保压30min。 4.3 换热器 4.3.1 换热管应逐根做水压试验，试验压力为设计压力的2倍，保压5min。 4.3.2 换热器组装焊后，以1.25P₁ [σ]/[σ]ᵗ MPa压力进行水压试验，保压30min。副产蒸汽氨合成塔内件的上、下段换热器应分别进行水压试验。 4.4 电加热器 4.4.1 氧化铝绝缘子的每批烧结成品中，每种选取10%（不少于2件），作为耐热试样。试验系将试样送入加热炉中，以每小时升温200℃的速度，加热到1400℃，保温1h，取出后在室温中冷却，冷后再送入炉中加热，如此三次加热、冷却，表面无裂纹，则认为该批成品合格。温度1000℃时，应耐电压1000V。 4.4.2 电加热器组装后应进行检查，并测定绝缘电阻应大于2MΩ，同时作出相应记录。 4.5 水压试验用水的...