【国家标准(GB)】 尿素合成塔 技术条件

中华人民共和国国家标准
尿素合成塔
技术条件
Specifications for urea reactor1主题内容与适用范围
本标准规定了尿素装置中尿素合成塔的制造检查及验收规定。UDC 66.06 : 661
.717.5
GB9842—88
本标准适用于设计压力不大于21.6MPa、设计温度不大于190℃的超低碳奥氏体不锈钢（以下简称不锈钢）衬里尿素合成塔。
尿素合成塔的制造除符合JB741《钢制焊接压力容器技术条件》、JB754《多层压力容器技术条件》、JB2532《热套压力容器技术条件》的规定外，还应符合本标准及图样的要求。2引用标准
GB983不锈钢焊条
GB1220
不锈钢棒
GB2270
GB2485
GB2489
GB3323
GB4226
GB4233
GB、4237
不锈钢无缝钢管
砂轮
薄片砂轮
钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级不锈钢冷加工钢棒
惰性气体保护焊接用不锈钢棒及钢丝不锈钢热轧钢板
ZBG93001
ZBG93002
ZBG93003
ZBG93004
ZBG93005
ZBG93008
ZBG93009
JG69
JB741
JB754
JB1151
去超低碳奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验的试样制取尿素高压设备制造检验方法
尿素高压设备制造检验方法超低碳奥氏体不锈钢晶间腐蚀倾向试验尿素高压设备制造检验方法
超低碳奥氏体不锈钢的选择性腐蚀检查和金相检查尿素高压设备制造检验方法
尿素高压设备制造检验方法
、不锈钢带极自动堆焊层超声波检验尿素合成塔氨渗漏试验方法
尿素高压设备堆焊工艺评定和焊工技能评定尿素高压设备衬里板及内件的焊接工艺评定和焊工技能评定衬垫石棉板
钢制焊接压力容器技术条件
多层压力容器技术条件
高压无缝钢管超声波探伤
JB1614
JB2532
JB2536
3材料
锅炉受压元件焊接接头机械性能检验方法热套压力容器技术条件
压力容器油漆、包装、运输
3.1尿素合成塔的受压元件材料和与腐蚀介质接触的材料必须具有质量合格证明书。3.2不锈钢（包括熔金属）的要求。中华人民共和国化学工业部1988-08-16批准1989-03-01实施
GB 9842—88
衬里、人孔密封垫和内件等与腐蚀介质接触的零部件，应采用00Cr17Ni14Mo2改良型或00Ct25Ni22Mo2型不锈钢制造。所用不锈钢除符合GB4237、GB2270、GB1220、GB4226、GB983、GB4233等材料标准的规定外，还应符合本标准3.2.1至3.2.4款的规定。3.2.1化学成分
3.2.1.1不锈钢板材、管材、棒材及锻件的化学成分应符合表1的规定。表1
%
材
料
00Cr17Ni14Mo2
改良型
00Cr25Ni22Mo2型
C
Si
<0.030
<1.00
<0.020
<0.40
Mn
<2.00
P
化
<0.035
1.50~2.00
<0.020
学
s
<0.030
0.015
成
分
Ni
>13.00
Cr
>17.00
21,50~22.5024.50~25.50
3.2.1.2焊条、焊丝、焊带、焊剂等焊接材料的熔敷金属化学成分应符合表2规定。表2
焊接材料
（高锰型）
00Cr17Ni14Mo2
改良型
00Cr25Ni22Mo2型
c
<0.045
<0.045
Cr
17.00~
19.50
24.00~
26.00
3.2.2金相组织和铁素体含量。
Ni
14.00~
18.00
19.00~
23.00
化
Mo
2.20~
3.00
1.90~
2.40
学
含N钢
<0.20
≤0.20
N
成
Mn
4.00~
7.00
3.00~
-5.50
分
Si
<1.00
<0.50
Mo
>2.20
1.90~
2.30
p
<0.030
N
含N钢
<0.20
0.10~
0.14
%
S
<0.020
<0.020
<0.030
不锈钢（包括熔敷金属）在最终热处理后或焊后应为单相奥氏体组织，不应有连续网状碳化物或g相。铁素体含量不得大于0.6%。3.2.3晶间腐蚀倾向试验。
不锈钢（包括熔敷金属）晶间腐蚀倾向试验的试样应符合ZBG93001的规定。晶间腐蚀倾向试验方法应符合ZBG93002的规定，其五个周期的平均腐蚀速率CR须符合下列规定。a.00Cr17Ni14Mo2改良型不锈钢：CR<3.3μm/48hb.00Cr25Ni22Mo2型不锈钢：CR<1.5μm/48h。3.2.4选择性腐蚀检查及金相检查。经晶间腐蚀倾向试验后的全部衬里板材及其焊接接头试样，必须进行选择性腐蚀检查及金相检查；对于内件等其他与腐蚀介质接触的不锈钢（包括熔敷金属）试样，若在晶间腐蚀倾向试验中第四、五周期的腐蚀速率分别超过第三、四周期的腐蚀速率的50%时，这些试样必须进行选择性腐蚀检查及金相检查。检查方法应符合ZBG93003的规定。检查结果应符含下列规定。3.2.4.1在试样的检查截面上，面向腐蚀介质的选择性腐蚀深度8应符合下列规定：GB9842—88
。母材和熔敷金属均为00Cr17Ni14Mo2改良型不锈钢（如图1a）：母材（板材、管材、棒材、锻件）及其焊接热影响区（H.A.Z.）的选择性腐蚀深度8，在垂直于轧制或锻造方向上应不大于70μm，在平行于轧制或锻造方向上应不大于200m。熔数金属的选择性腐蚀深度，在任何方向上应不大于200μm。b，母材为00Cr17Ni14Mo2改良型不锈钢，熔数金属为00Cr25Ni22Mo2型不锈钢（如留1b）。母材及其焊接热影响区的选择性腐蚀深度应符合a项规定，熔数金属的选择性腐蚀深度，在任何方向上应不大于100μm。
00Cr17Ni14Mo2熔数金属3200μm试样检查截面
轧制或锻造方向
母材200m
材870m
H.A.Z.870μm
图1
3.2.4.2金相组织应符合3.2.2款规定。3.3不锈钢的复验
所用不锈钢材料应按下列规定复验，并符合3.2条要求。3.3.1板材、管材、棒材及锻件等原材料按炉批号复验化学成分。
a.
b.，逐件测定铁素体含量。
00Cr25Ni22M02熔数金鹰<100m
试样检查糖面
母材0<200um
1.A.2.
870μm
h
母材d<70um
同一熔炼炉号、同一规格、同一热处理炉号的原材料，应按下列规定抽样进行晶间腐蚀倾向c.
试验。
当总数超过5件时，每5件取1个试样，剩余不足5件取1个试样；当总数为5件时，取2个试样，
当总数不足5件时，取1个试样。在取2个以上试样时，不得取自同一件原材料。试样的制取应符合ZBG93001的规定。应按3.2.4款的规定进行选择性腐蚀检查及金相检查。d.
应逐张检查衬里板材的尺寸、外形（平面度按GB4237I组板要求）及表面质量。e.
f．外径大于20mm的不锈钢高压无缝管应逐根进行超声波探伤，并符合JB1151的规定。3.3.2焊接材料
应按炉（批）号复验焊条、焊丝、焊带及焊剂等焊接材料的熔敷金属的化学成分、铁素体含量、晶间腐蚀倾向试验、选择性腐蚀检查及金相检查。3.4不锈钢的标记
3.4.1对复验合格的不锈钢材料，应作确认标记。在制造过程中应将该标记移植到零件的明显部位上。3.4.2应使用不含金属颜料、硫化物或含氯离子量不大于25Ppm的防水墨水或油漆等在不锈钢上书写标记；也可采用尖端半径不小于0.15mm的圆头虚线硬印作标记。GB9842—88
3.5人孔密封垫用石棉板，除符合JG69的规定外，其氯离子含量应不大于100Ppm。4冷热加工成型
4.1不锈钢件焊接坡口的制备
应采用机械加工方法制备焊接坡口。若须采用热切割法（如等离子切割）制备焊接坡口时，必须打磨去除影响耐腐蚀性能的金属。坡口表面须经铁素体含量测定及着色探伤检查。4.2不锈钢件的打磨
4.2.1应使用橡胶或尼龙掺合氧化铝的砂轮打磨不锈钢件，砂轮质量应符合GB2485及GB2489的规定。打磨过碳钢的砂轮不得用于打磨不锈钢。4.2.2衬里或其焊缝的打磨区域不允许出现回火色泽。4.2.8接触腐蚀介质的衬里表面经打磨后应进行抛光处理。4.3制造过程中衬里表面的保护
4.3.1制造过程中应防止胎具、工夹具、电弧、飞溅等损伤衬里表面，对影响耐腐蚀性能的损伤必须修磨，修磨深度应不超过GB.4237中表23的规定。4.3.2制造过程中应防止油污、含氯离子物料和铁素体钢等污染衬里表面。4.4球形封头
4.4.1球形封头应符合JB741第6条（1）、（2）、（4）款规定。于D且不小于球瓣弧长的样板检查分瓣冲压球形封头的瓣片曲率，任何部位的4.4.2
用弦长不小于
3
间隙应不大于2.5mm。
注：D.为容器公称内径（以下相同)。4.4.3，整体冲压球形封头的拼板对接焊缝错边量b应不大于2mm（图2）。分瓣冲压球形封头的瓣片对接焊缝错边量b应不大于板厚的10%，且不大于3mm；但其板厚超过80mm时，对接焊缝错边量b应不大于5mm。图2
4.4.4球形封头的内径应与相连的筒节内缘相配，其最大内径与最小内径之差e应不大于0.5%D（图3），且符合环缝错边量的规定。Dm
图3
GB9842—88
4.4.5衬里或堆焊不锈钢前，球形封头内表面与规定形状的上偏差（如图4）应不大于1.25%D，，下偏差应不大于0.625%Dg，并应圆滑过渡。形状
图4
4.4.6封头衬里或堆焊不锈钢前，内表面应经机加工或打磨光滑，不允许有影响衬里或堆焊层质量的缺陷存在。
4.5筒节
4.5.1多层壳体内筒或单层壳体筒节纵焊缝对口错边量6应不大于1.5mm（图5），纵焊缝棱角E应不大于2mm（图6）。
1/6D
图5
且不小于300ml
图6
1/6Dg，且不小于300mm
4.5.2在热套衬里及松衬衬里之前，应除去与其套合的低合金钢筒体内壁的氧化皮、油垢等污物，对焊缝错边、棱角及其他突台、凹陷等须修磨平滑，不允许有影响衬里质量的缺陷存在。4.5.3筒节同-断面上最大内径与最小内径之差e应不大于0.5%Dg，且不大于6mm。4.6组装
4.6.1坏焊缝的对口错边量应符合下列要求：当衬里板厚度小于或等于8mm时，错边量应不大于2.5mm，当衬里板厚度大于8mm时，错边量应不大于3mm。4.6.2衬里bzxZ.net
4.6.2.1衬里与筒体、封头内壁应贴紧。可用木锤或100～150g不锈钢锤轻敲衬里，检查贴紧程度，任一单个不贴合面积应不大于250cm2，其长度不大于300mm，总的不贴合面积应不大于衬里总面积的10%。任一端部不贴合的局部最大径向间隙应不大于1mm。4.6.2.2衬里板的两相邻拼接焊缝距离、相邻筒节的衬里纵焊缝距离、封头衬里拼接焊缝的端点与相邻筒节衬里纵焊缝的距离，均应不小于100mm。14.6.2.3塔板托架与衬里的连接焊缝边缘，应与衬里纵缝边缘错开，错开距离应不小于衬里板厚度。GB 984288
塔板托架与衬里环缝边缘的距离应不小于50mm。4.6.3塔体直线度允差每6m长不大于6mm，且总长的累计偏差应不大于0.05%简体长度。4.6.4下封头底座半面到容器基准线的距离偏差应不大于6mm（图7）。容器基准线应有永久性标记。
基准线
准面
底座1面
图7
4.7塔板及塔板托架
4.7.1塔板局部平面度在300mm长度内应不大于2mm；在整个板面内的弯曲，应符合表3规定。表3
塔板长度
<.1000
1000~1500
-1500
弯
不大于
3.0
3.5
4.0
曲
4.7.2塔板螺栓孔中心圆直径允差、相邻两孔弦长允差和任意两孔弦长允差均不大于2mm。4.7.3同--层塔板托架标高的最大偏差为3mm。4.7.4相邻两层塔板托架的间距允差不大于3mm。任意两层塔板托架的间距允差不大于10mm。4.7.5分块式塔板出」前应预组装，并检验安装尺寸。5焊接
mm
5.1受压件的施焊、受压件与非受压件的施焊以及不锈钢的施焊（包括定位焊）必须由评定合格的焊工承担。焊工必须严格遵守焊接工艺规程。5.2焊接工艺规程必须按图样技术要求和施焊单位评定合格的焊接工艺进行编制。GB9842-88
5.3凡施焊单位首次焊接的受压件钢种或不锈钢材料牌号，首次采用的焊接材料或焊接方法，以及改变已经评定合格的焊接工艺的主要参数时，均应在尿素合成塔施焊前进行焊接工艺评定。5.4不锈钢的焊接工艺评定及焊工技能评定应符合ZBG93009及ZBG93008的规定。5.5除图样另有规定外，凡与腐蚀介质接触的不锈钢对接焊缝及角焊缝（如衬里板与塔板托架的角焊缝等）应为全焊透结构。
5.6暴露在腐蚀介质中的不锈钢接管端面，必须采用符合3.2条要求的焊接材料堆焊覆盖。5.7不锈钢带极堆焊不得少于2层（其中过渡层为1层，耐腐蚀层不少于1层），不锈钢手工堆焊不得少于3层（其中过渡层为1层，耐腐蚀层不少于2层）。堆焊耐腐蚀层（从其表面最低点量起）总厚度：衬里部分，不得小于3mm；密封面部分，在加工完毕后应不小于6mm。5.8不锈钢的焊接应采用线状焊道，层间温度应不大于150℃；与腐蚀介质接触的焊缝表面应最后焊成。不得在衬里的非焊接区表面引弧或收弧。5.9球形封头不锈钢的堆焊还应符合下列要求：大面积手工堆焊的焊道应排成条形或同心圆形，同一焊层的收弧点可呈一斜线或在同一条母线上，相邻焊道搭接宽度般为焊道宽度的二分之一。带极堆焊的焊道应排成同心圆形，各同心圆焊道的首尾搭接点应在同一条母线上，耐腐蚀层焊道应与过渡层焊道平行，且耐腐蚀层焊道搭接熔合线应与被覆盖层搭接熔合线错开。5.10用10倍放大镜检查不锈钢衬里焊缝内外表面及堆焊层表面，其外观质量应符合下列规定：。堆焊层、焊缝及热影响区表面不得有裂纹、气孔、弧坑、沾渣、未熔合或咬边等缺陷存在；b.对于直径小于0.5mm的气孔或沾渣，以及深度小于0.5mm的咬边等缺陷，允许打磨清除，圆滑过渡；打磨后的厚度应不小于衬里母材及堆焊层允许的最小厚度；当缺陷尺寸超过上述规定时，应清除后补焊。c.角焊缝应有圆滑过渡到母材的几何形状。5.11不锈钢对接焊缝、角焊缝及堆焊层的返修应符合下列规定：应使用打磨法清除不允许存在的缺陷，并按评定合格的补焊工艺进行补焊，，
b.焊缝及堆焊层的同一部位返修次数不宜超过两次，若超过上述规定需经制造单位技术总负责人批准，返修后将返修部位、次数和无损探伤等结果记人质量证明书。5.12不锈钢施焊（包括返修补焊）时必须做好施焊记录。焊工应及时在焊缝附近的规定部位作焊工标记。与腐蚀介质接触的不锈钢表面上，只允许作书写标记，不允许打焊工钢印。6热处理
6.1凡不锈钢内件或衬里零部件有下列情况之一者，应进行热处理。6.1.1对不锈钢堆焊衬里，-般应在过渡层堆焊后、耐腐蚀层堆焊前，进行消除应力热处理。6.1.2冷成形变形率超过20%的不锈钢零部件，应作提高耐腐蚀性能的固溶热处理。6.1.3不锈钢零部件热成形后，应作提高耐腐蚀性能的固溶热处理。6.2消除应力热处理温度应符合表4规定。表4
堆焊不锈钢过渡层材质
00Cr17Ni14Mo2改良型
00Cr25Ni22Mo2型
消除应力热处理温度，℃
510±10
560±10
不锈钢零部件不得进行局部热处理或两次以上的整体固溶热处理。6.3
GB9842-88
6.4不锈钢零部件被加热前，必须清除油脂、油漆等污物。凡需与不锈钢加热件接触的工夹具，必须用不锈钢制造。直接与已被加热的不锈钢件接触的工夹具，需要预热。6.5固溶热处理需带有热处理试板，并应同炉进行热处理。6.6不锈钢零部件经热处理后，须进行酸洗处理。7试件
7.1·每台塔的衬里不锈钢焊接试板数量应符合下列要求。8．每焊5个衬里筒节至少带纵焊缝试板1块，剩余不足5个衬里筒节至少带1块纵焊缝试板，b．每一个球形封头衬里，至少带拼接焊缝试板1块，c，凡需经热处理达到耐腐蚀性能要求的衬里零部件，每一炉批号至少带热处理试板1块。7.2衬里焊接试板的制备，除符合JB741第29条（1）、（2）.及（3）的规定外，还应满足本标准7.3条及ZBG93001制样的要求。
7.3衬里焊接试板的检验。
7.3.1焊缝外观质量应符合5.10条的规定。7.3.2焊缝铁素体含量的测定应符合8.4条的规定，并随同焊件进行。7.3.3.焊缝着色探伤应符合8.5条的规定，并随同焊件进行。7.3.4.焊缝应100%X射线检验，射线照相质量和焊缝质量应分别符合GB3323中AB级和I级的规定。
7.3.5焊缝熔敷金属的化学成分应符合3.2.1.2项的规定。7.3.6焊接接头的晶间腐蚀倾向试验，应符合3.2.3款的规定。7.3.7焊缝熔敷金属、母材及热影响区的选择性腐蚀检查及金相检查应符合3.2.4款的规定。7.3.8每台塔的衬里板焊接接头至少做1个拉力试验，并符合JB1614的规定。拉力试验结果应不低于母材的标准值。7.4.固溶热处理试板应作表面质量检查、铁素体含量测定、晶间魔蚀倾向试验、选择性腐蚀检查、金相组织检查及拉力试验，其结果应符合3.2条及7.3.8款的规定。8无损检验
8.1无损检验必须由评定合格的无损检测人员承担。8.2应根据产品技术要求制订无损检验工艺规程，并按规程操作。8.3不锈钢焊缝、热影响区及堆焊层的外观质量应符合5.10条规定。8.4不锈钢焊缝和堆焊层表面应进行铁素体含量的测定，任一测点处的铁素体含量不得大于0.6%。8.5不锈钢焊缝和堆焊层表面，应按JB741中附录六渗透探伤及下列规定进行着色探伤，其结果应符合5.10条中a和b款的规定。
8：内件和衬里焊缝（包括衬里上的角焊缝等）表面须经100%着色探伤b。衬里堆焊层至少须经两次着色探伤，第--次在过渡层堆焊启进行，检查的过渡层表面积应不小于总堆焊面积的30%；第：次在耐腐蚀层堆焊后进行，耐腐蚀层表面须经100%着色探伤。8.6不锈钢带极堆焊层和经过加工的手工堆焊层表面，须按ZBG93004的规定进行超声波探伤及堆焊层厚度测量。
堆焊层的厚度应符合5.7条或图样的规定。8.7凡在塔体外焊接的衬里焊缝，应进行100%X射线检验，射线照相质量和焊缝质量应分别符合GB3323中AB级和I级的规定。
8.8不锈钢对接焊缝、角焊缝及堆焊层经无损检验发现有不允许的缺陷时，应按5.11条的规定清除缺陷及补焊，并对返修部分重新进行无损检验，直至合格。9水压试验和氨渗漏试验
GB 9842--88
9.1尿素合成塔制造完工后应进行水压试验和氨渗漏试验。9.2水压试验除符合JB·741第七章规定外，还应符合下列规定。a.水压试验用水的氮离子含量应不大于25ppm；b。水压试验时水的温度应比尿素合成塔外壳材料的脆性转变温度高5℃，并且不低于15℃。当塔体温度与水温大致相同时，开始加压至试验压力；c.水压试验后，应对衬里焊缝表面进行100%着色探伤。9.3氨渗漏试验应符合下列规定。8。水压试验后须对衬里层进行氨渗漏试验；b.检漏系统必须畅通；
衬里层的氨渗漏试验应符合ZBG93005的规定。c.
10不锈钢的表面处理
尿素合成塔经氨渗漏试验合格后，应对不锈钢表面进行酸洗、钝化处理。10.1
注：钝化处理是否在容器制造厂进行，由用户与容器制造厂协议确定。10.2酸洗、钝化后须立即用含氯离子小于25ppm的水冲洗，直至pH试纸检查呈中性为止。10.3酸洗、钝化后的处理。
a：排除塔内积水，保持塔内表面干燥及清洁；b．更换水压试验时用于人孔密封垫的石棉垫片；封闭所有开口（包括检漏管）。c.
油漆、包装、运输、标志及出厂技术文件11
尿素合成塔的油漆、包装、运输及标志应符合JB2536的规定。11.1
对采用海运的尿素合成塔，塔内应充以0.03MPa氮气，并须防止海水污染不锈钢。11.2尿素合成塔铭牌应包括下列内容：制造单位名称；
a.
产品名称
b.
c.
d.
e.
制造单位的产品编号；
制造日期；
设计压力：
f.
水压试验压力；
g.
h.
设计温度；
容器重量。
11.3．尿素合成塔的出厂技术文件至少应包括下列内容。11.3.1
11.3.2
出厂合格证。
安装操作说明书：
a。尿素合成塔特性（包括设计压力、试验压力、设计温度、工作介质)；操作的特殊要求，
b.#
c.
禁焊、安装等特殊说明。
11.3.3
竣工图。
11.3.4
质量证明书：
a.
主要零部件材料（包括焊接材料）的化学成分、机械性能及其复验报告；衬里及内件材料还应有铁素体测定、晶间腐蚀倾向试验、选择性腐蚀检查和金相检查、以及衬里板材表面质量检查的报
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