T-CSHB 0014-2024 熔融还原炉炉体及水冷系统制造规范

IT/CSHBManufacturingSpecificationforMeltReductionFurnaceBodyandWater-co河北省版权协会发布本文件按照本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由河北省版权协会提出并归口。本文件起草单位：中冶重工（唐山）有限公司、中国二十二冶集团有限公司、中国二十二冶集团有限公司市政工程分公司、二十二冶集团装备制造有限公司。本文件主要起草人：刘涛、李景生、王军勇、朱立雷、纪宏超、宋昌哲、黄炎、张甲立、杨宝仓、王金业、姚彬、韩春、孙明扬、于海东、崔春艳、胡艳波、王夺、王永超、尹卫民、段振宏、周丽娟、张颖、刘宗慧、吴长德、郑跃宗、王艳伶、杜瑞刚、吴博。 2术语 23基本规定 34还原炉炉体 44.1材料 44.2制造 4.3检验 5水冷系统 5.1材料 5.2制造 5.3检验 6出厂要求 6.1出厂资料 6.2产品铭牌 6.3还原炉的包装及运输 18附录A还原炉炉体分块图 附录B销钉管水冷壁的结构形式 20附录C销钉管水冷壁材料化学成分表 21附录D常见焊接材料产品标准 22本标准用词说明 23引用标准名录 24Contents1Generalprovisions 2Terms 23BasicRegulations 4Hydrogenbasedmeltreductionfurnacebody 44.1Materials 44.2Manufacturing 4.3Inspection 5Watercoolingsystem 5.1Materials 5.2Manufacturing 5.3Inspection 6FactoryRequirements 6.1FactoryData 6.2ProductNameplate 6.3PackagingandTransportationofReductionFurnace AppendixABlockdiagramofthereductionfurnacebody 20AppendixBStructuralFormofPinTubeWaterWall 21AppendixCChemicalCompositionTableofPinnedTubeWaterWallMaterials 22AppendixDCommonWeldingMaterialProductStandards 23Wordsusedinthisstandard 24ListofReferencedStandard 2511.0.1为加强氢基熔融还原炉（以下简称还原炉）炉体及水冷系统的制造过程管理，保证产品技术先进、经济合理、安全适用和质量可靠，制定本标准。1.0.2本标准规定了还原炉炉体和水冷系统的术语和定义、基本规定、材料、制造、检验规则和出厂要求。1.0.3本标准适用于还原炉炉体及水冷系统的制造、安装、检验等。1.0.4本标准规定了还原炉炉体及水冷系统制造的基本要求；当设计文件有特殊要求时，应按设计文件执行。1.0.5产品制造过程除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。22.0.1氢基熔融还原炉hydrogenbasedmeltreductionfurnace氢基熔融还原炉是熔融还原法冶炼工艺的主体设备，用钢板制作，炉内安装冷却设备并砌筑耐火材料内衬。2.0.2还原炉炉体furnacebody还原炉炉体主要用于保温和保护安全，由钢板卷制、焊接而成。自下而上分为前置炉、炉底、下直筒段、上直筒段、锥段、煤气室、煤气室出口、煤气室顶盖8部分。2.0.3水冷系统watercoolingsystem水冷系统主要用于还原炉炉体冷却，由销钉管水冷壁组成。2.0.4销钉管水冷壁studwaterwall销钉管水冷壁由钢管焊接而成，管间保持一定距离，管上焊有错列布置的销钉，紧贴炉壳布置。常见的销钉管水冷壁包含圆形水冷壁、锥形水冷壁和碟形水冷壁三种。2.0.5前置炉forehearth前置炉是还原炉的出铁装置，主要由厚钢板焊接而成。33基本规定3.0.1还原炉制造前，应编制工艺卡等技术文件，并经本单位技术负责人批准，其中制造要求不得低于本标准的规定。3.0.2还原炉制造工艺应满足设计文件要求。必要时，制造单位应对设计文件进行会审，若需要修改设计要求，应征得设计单位同意，并应保留相关设计变更文件。3.0.3还原炉制造用的专用工装，应经制造单位设计、校核，评审后进行生产制造。经检验合格后方可使用。3.0.4还原炉制造应匹配相应的测量工具，且应在合格检定/校准有效期内。3.0.5本标准未涉及的新技术、新工艺、新材料和新设备，首次使用时应进行评定。44还原炉炉体4.1材料4.1.1一般规定4.1.1.1炉体所用的材料应符合设计文件和国家现行有关标准的规定，应有符合要求的质量证明文件。4.1.1.2材料入库前应进行检验，检验内容包括材料牌号、规格、炉批号、质量证明文件等，按要求对材料表面及内部质量进行检验。4.1.1.3检验合格的材料应按品种、规格、批号分类存放，材料存放应有标识。4.1.1.4材料的存放应减少其变形和锈蚀，对于型材应放置垫木或垫块。4.1.1.5材料入库和发放应有记录。发料和领料时应核对材料种类、规格、批号。4.1.1.6剩余材料应回收管理。回收入库时，应按照其品种、规格和数量等分类保管。4.1.2钢板4.1.2.1还原炉炉体材料宜选用Q355R材质并符合GB/T713的相关要求。4.1.2.2Q355R钢板（t≥36mm）应在正火状态下交货；同时应逐张进行超声波检测，质量等级不低于‖级，钢板超声波检测方法和质量等级符合NB/T47013.3的规定。4.1.3封头、法兰、套管4.1.3.1还原炉体封头应满足GB/T25198第4节的规定，对封头产品证明、用料证明、监检证明和检测报告等资料进行审查，审查文件项目宜按表1中所列。表4.1.3.1封头资料审查项目12生产厂家的质量证明书原件或加盖供应商红章344.1.3.2还原炉体法兰材质宜选用Q355R，并符合GB/T713的相关要求。54.1.3.3套管材质宜选用20#钢，并符合GB/T713的相关要求。4.1.4焊接材料焊接材料的品种、规格、性能等符合国家现行有关产品标准和设计的要求。焊接材料产品标准宜按表附录D中所列。焊条、焊丝、焊剂、电渣焊熔嘴等焊接材料应与设计选用的钢材相匹配，且应符合设计要求。4.1.5涂装材料4.1.5.1炉体涂装宜使用耐高温油漆，防腐涂料、稀释剂、固化剂等应符合设计文件和国家现行有关产品的规定。4.1.5.2应检查防腐涂料、稀释剂、固化剂等产品质量合格证明文件、中文产品标志及检验报告等。4.2制造4.2.1一般规定材料的提取切割编程下料排版单带炉体预拼装（标注炉皮号、中心线接口线）钢板卷制每三段一次预拼装4.2.1.1炉体的制造工序流程如图1所示。（材料排版）材料的提取切割编程下料排版单带炉体预拼装（标注炉皮号、中心线接口线）钢板卷制每三段一次预拼装切割下料、开孔钢板开坡口防腐涂装图1炉体制作工艺流程图4.2.1.2炉体制造各工序应编制制造工艺卡，明确质量及检验要求。4.2.1.3还原炉炉体宜分段式制作，将炉体分为前置炉、炉底及支架、下直筒段、上直筒段、煤气室、煤气室顶盖6部分进行制作。制作完成后再进行预组装，见附录A。4.2.1.4每段炉体宜分为2-3带，根据炉体直径及运输进行分块，在现场组焊后，整带吊装。4.2.1.5每带宜分3块；各块（带）制作完毕后进行预装配。4.2.2下料4.2.2.1炉体钢板下料宜采用火焰切割，根据钢板厚度预留相应的切割余量，如表2所示。6表2钢板切割割缝宽度余量表单位（mm）>404.2.2.2切割后，清除钢板表面熔渣和影响制造质量的表面层，并对钢板切割面进行检查，要求钢板切割面边缘必须平整，无裂纹。切割后钢板的尺寸偏差应符合表3的规定。表3切割后钢板尺寸偏差Ra≤50ʯm4.2.2.3水冷壁安装孔的中心位置偏差不大于±3mm，孔径偏差不大于±3mm。4.2.2.4加工坡口形式、尺寸和装配间隙应符合设计要求。且坡口表面不得有裂纹、分层、夹杂等缺陷。4.2.2.5施焊前，应清除坡口及两侧母材表面至少20mm范围内的氧化皮、油污、熔渣及其他杂质。4.2.2.6吊耳的尺寸偏差应符合表4的规定。表4吊耳尺寸允许偏差单位（mm）4.2.3卷制4.2.3.1钢板卷制时，预留压头。4.2.3.2采用火焰、压力机和夹具的方法对卷制后钢板进行修圆，可使用橡胶锤捶打。4.2.3.3炉体卷制成型的允许偏差应符合表5的规定。7表5炉体卷制成型的允许偏差单位（mm）//4.2.3.4炉顶管卷制应符合表6的规定。表6炉顶管卷制成型的允许偏差单位（mm）4.2.4焊接4.2.4.1炉体焊缝由纵向焊缝和环焊缝组成，相邻纵向焊缝间隔不小于200mm，如图2所示；图2炉体相邻纵向间隔图4.2.4.2所有焊缝应避开开孔位置，焊缝位置应与开孔边缘的距离大于50mm且不小于孔的直径。4.2.4.3炉体的坡口形式及参数按表7和图3的规定。8(a)不同厚度板环焊缝坡口(b)相同厚度板环焊缝坡口(c)纵向焊缝坡口图3炉体的坡口形式图表7炉体坡口参数表/a222b222α4.2.4.4炉体的纵向和横向对接接头焊缝的余高e1、e2按表8和图4的规定。表8焊接坡口参数表(a)单面坡口(b)双面坡口图4坡口示意图4.2.4.5角焊接头焊脚高度为焊件中最薄钢板的厚度。94.2.4.6补强圈的焊脚，当补强圈的厚度不小于8mm时，其焊脚等于补强圈厚度的70%，且不小于8mm。4.2.4.7前置炉的组对间隙标准应符合表9的规定。表9前置炉的组对间隙标准单位（mm）4.2.4.8焊接接头表面应按设计文件规定的相关标准进行目视＋磁粉探伤检查，不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、气孔、弧坑、未填满、夹渣和飞溅物；焊缝与母材应圆滑过渡；角焊缝的外形应凹形圆滑过渡。4.2.4.9焊缝表面的质量要求应符合表10中的规定。表10焊缝表面质量要求表单位（mm）4.2.4.10返修补焊前，缺陷应彻底清除，补焊后，补焊区应按原要求进行检验。4.2.4.11同一位置上的返修不宜超过2次，如果超过2次，应经过单位技术负责人批准。4.2.4.12返修完毕后，应将返修的部位、次数、返修情况存入产品技术档案。4.2.5预组装4.2.5.1炉体预装配应在预装平台上进行，预装平台表面高低差不得大于2mm，调整合格后，应画出炉体0°、90°、180°、270°十字中心线及炉体上下口轮廓投影线，方可进行组装。4.2.5.2预组装时炉体应使用装配卡具固定，在每一带炉体上应按设计文件规定焊接卡具和挂耳，如图5所示，炉体每带立缝预装间隙2mm，每道立缝卡具不少于3个，以保证上下带组装时的准确定位。图5炉体卡具位置图4.2.5.3炉体在预组装时应对炉体的相关参数进行检测。每块炉体检测不少于三点，检测标准应符表11炉体预组装允许偏差表单位（mm）4.2.5.4每带预装配之后进行上、下带预组装，每次预装由二至三段外壳组成一个区段，检查合格后，做好标记，焊好定位器，前一预装单元的最上面一带应作为后一预装单元的最下面一带预装。4.2.5.5炉体预安装的允许偏差如下表12所示。表12炉体安装允许偏差表123445674注：H-拼装炉体高度，D-炉体设计直径，t-板厚。4.2.5.6炉体预组装完毕后，分别对还原炉体与出铁口、热风喷枪法兰的连接孔进行加固。其质量要求应符合表13、表14中的规定。表13出铁口与炉体连接口允许偏差表14热风喷枪法兰与炉体连接口允许偏差4.2.5.7炉体每带钢板预组装完成检查合格后，应打标记。4.2.5.8检查合格后用鲜艳油漆进行编号，并标记出0°、90°、180°、270°四条中心线。4.2.5.9炉体预组装完成后，应提供炉体装配图及预装配检查结果记录，图中包含还原炉炉体各带安装顺序、每块钢板安装部位编号等内容。4.2.5.10炉体预组装完成后，根据每块的几何形状进行加固，标出重心位置，以保证在运输、装卸施工过程中不产生永久变形。4.3检验4.3.1外观检测4.3.1.1除锈前检查焊接处是否有裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满、夹渣和飞溅物、严重损伤炉壳表面等不良情况，所有焊缝的表面质量应符合本标准4.2.4.9节的规定。4.3.1.2对焊接后的炉体表面进行除锈，除锈等级达到SA2.5级标准。除锈后的炉体表面无可见油脂、污垢，并无附着不牢固的氧化皮、油漆、铁锈等，底材显露出部分的表面有的金属光泽。4.3.2无损检测4.3.2.1对于炉体对接焊缝焊进行无损检测的方法分为射线或超声检测两种。4.3.2.2按NB/T47013.2、NB/T47013.3对炉体的焊接接头进行射线或超声检测，其合格级别应符表15射线或超声检测合格级别ⅡⅢⅡBⅠⅡⅠ———Ⅱ4.3.2.3无损检测合格后，应出具无损检测报告。5水冷系统5.1材料5.1.1一般规定详见本标准4.1.1节内容。5.1.2型材、管材5.1.2.1销钉管水冷壁钢管材料应符合设计要求，未作特殊要求的宜选用20#钢材质并符合GB8163的相关要求，部分销钉管水冷壁钢管可使用Q355R钢。5.1.2.220#钢、Q355R钢的化学成分（熔炼分析）详见附录C。5.1.2.3销钉管水冷壁管材的公称外径、公称壁厚、重量应符合GB/T17395的规定。5.1.2.4钢管的内外表面不应有裂纹、折叠、结疤、轧折和离层。若存在上述缺陷应完全清除，清除深度应不超过公称壁厚的10%，清理处的实际壁厚应不小于壁厚允许的最小值，清除部位应圆滑过渡。5.1.2.5钢管的不圆度和壁厚不均匀应分别不超过公称外径公差和公称壁厚公差的80%。5.1.2.6钢管的切斜尺寸偏差应符合表16的规定。表16钢管的切斜尺寸允许偏差表单位（mm）5.1.3法兰销钉管水冷壁法兰选用用材质的类型，参照本标准4.1.3节的规定。5.2制造5.2.1制作工艺（画流程图）5.2.1.1根据销钉管水冷壁的形式，可分为圆形水冷壁、锥形水冷壁和碟形水冷壁3种，详见附录B。5.2.1.2销钉管水冷壁的制造工序流程如图6所示。材料的提取切割编程钢管开坡口下料排版材料的提取切割编程钢管开坡口水冷壁管焊接焊接后热处理水冷壁管焊接焊接后热处理预组装图6销钉管水冷壁制造工序流程图5.2.1.3销钉管水冷壁管的焊接工艺要求按照GB/T16507.5中8.3节执行。5.2.1.4焊接完毕后，对销钉管水冷壁管进行退火热处理。5.2.1.5退火后对销钉管水冷壁管表面进行喷砂除锈，处理后的表面达到SA2.5级标准。5.2.2下料5.2.2.1按照设计文件对需要下料的钢管按照长度、数量、规格及材料牌号进行分类统计，并形成钢管下料任务清单。5.2.2.2下料前，按照图纸、技术条件、工艺文件再次核对钢管下料清单中需要下料钢管数量及尺寸等参数是否准确。5.2.2.3按照钢管下料清单划线下料，同时准备对接接头的检查试样。5.2.2.4对下料完毕后的钢管，在钢管外壁写明钢管编号。5.2.2.5钢管下料的尺寸偏差，应符合表17的规定。表17钢管下料的尺寸允许偏差Ra≤50ʯm5.2.3坡口5.2.3.1拼接管按设计文件应规定加工坡口的形式、尺寸和装配间隙，可参照GB/T985.1、GB/T985.2的规定执行。5.2.3.2坡口加工可采用热切、锯切、剪切、打磨、机加工等方法，但不得损害材料力学性能或产生有害缺陷。5.2.3.3销钉管水冷壁的坡口，尤其是180°弯头坡口宜采用机械加工，坡口形式为双边Y型，坡面图7销钉管水冷壁管坡口型式及偏差5.2.3.4加工完成后，应清除坡口及两侧母材表面至少15mm范围内（以离坡口边缘的距离计）的氧化皮、油污、熔渣及其他有害杂质。5.2.4焊接5.2.4.1销钉管水冷壁拼排焊接可采用埋弧焊、气体保护焊、焊条电弧焊等。5.2.4.2缝焊接应满足以下要求:a)当采用多道焊接时,后道焊接前均应将前道焊缝的表面清理干净；b)当焊接工艺要求通内保护气时,焊缝背面保护应加入足够的气体将焊缝附近的空气除去以避免根部区域的氧化。5.2.4.3焊接接头的表面质量应符合表18中所示参数。表18销钉管水冷壁管焊接接头表面质量参数表单位（mm）别Ⅰ无无Ⅱ无无5.2.5热处理5.2.5.1制造单位应按设计文件要求在热处理前编制退火热处理工艺。5.2.5.2销钉管水冷壁采用炉内整体加热法进行焊后热处理。5.2.5.3焊件热处理炉体的温度变化应符合表18的规定。表18销钉管水冷壁热处理炉体温度要求5.2.5.4焊件在升温和保温期间，应控制加热区气氛，防止焊件表面过度氧化。5.2.5.5焊后热处理工艺应按照GB/T30583第4.4节制定。5.2.6预组装销钉管水冷壁平台预组装时，应采用如下方法：a)预装平台表面高低差不得大于2mm，并应在每组装一段前检测其水平度，调整合乎要求后，方可进行组装工作。b)销钉管水冷壁预组装时，从下往上按顺序进行，每次在平台上组装一带，逐圈检查合格后，再进行下一带销钉管水冷壁安装。当全部组装完毕后，按图纸要求进行检查测量，其偏差应符合表表19销钉管水冷壁预组装主要检测点尺寸允许偏差表单位（mm）c)销钉管水冷壁测量检查完毕后，用鲜艳颜色油漆做好编号，且进出水口做标记区分，并标记出0°、90°、180°、270°四条中心线。5.3检验5.3.1外观检测5.3.1.1去除钢管表面存在的毛刺、飞边。5.3.1.2拼接坡口处长度≥15mm范围内磨光清理，露出金属光泽，满足后续焊接要求。5.3.1.3除锈前检查焊接处是否有漏焊、虚焊、严重损伤销钉管水冷壁管表面等不良情况。5.3.1.4对焊接后的销钉管水冷壁表面进行除锈，除锈等级达到SA2.5级标准。5.3.1.5对销钉管水冷壁焊接部分焊缝进行外观检测，按NB/T47013.4对其表面进行磁粉检测，合5.3.2销钉管水冷壁通球试验5.3.2.1用压缩空气将直径为管路内直径0.7倍的木球吹入管路，在锤击情况下，球通过为合格5.3.2.2应对公称外径不大于60mm的受热面管子对接接头进行通径检查，通球球径按GB/T16507.6的规定。既有弯头又有对接焊口的管子，其通球球径取弯管通球球径和对接接头通球球径两者中的较小者。5.3.3销钉管水冷壁水压试验5.3.3.1销钉管水冷壁制造完成后，应按设计图样规定进行水压试验。5.3.3.2在水压试验时，如采用压力表测量试验压力，则应使用两个量程相同的、并经检定的压力表。压力表的量程应为1.5—3倍的试验压力，宜为试验压力的2倍。压力表的精度不得低于1.6级，表盘直径不得小于100mm。5.3.3.3水压试验的相关要求及注意事项按照GB/T16507-2022水管锅炉建造标准规定，制造单位按设计图样规定的方法进行水压试验。5.3.3.4水压试验完毕后，应将水完全排出，并使用压缩空气吹干，管口进行封闭保护。6出厂要求6.1出厂资料6.1.1还原炉出厂时，应同时具备如下出厂资料：a)还原炉产品合格证（含产品数据表）；b)产品质量证明文件（含主要受压元件材质证明书、材料清单、封头等外购件的质量证明文件、质量计划或者检验计划、结构尺寸检查报告、焊接记录、无损检测报告、热处理报告及自动记录曲线、耐压试验报告及泄漏试验报告、现场组焊容器的组焊和质量检验技术资料等）；c)产品铭牌的拓印件或者复印件；6.2产品铭牌6.2.1还原炉的铭牌应固定于还原炉炉体明显的位置。炉体铭牌应包括如下内容：a)产品名称；b)制造单位名称；c)制造单位对还原炉的编号；d)产品标准；e)主体材料；f)设计温度；g)设计压力、最高允许工作压力（必要时）；h)耐压试验压力；i)设备代码；g)制造日期；6.3还原炉的包装及运输6.3.1包装应根据还原炉炉体、水冷壁的结构尺寸、重量大小、路程远近、运输方法（铁路、公路、水路）等特点选用相适应的结构方法。包装应有足够的强度，确保还原炉炉体、水冷壁及其零部件能安全可靠地运抵目的地。6.3.2在运输和装卸过程中，严禁对销钉管水冷壁造成变形、污染和损伤，应对水冷壁进行专门地包装。6.3.3还原炉炉体、销钉管水冷壁按照技术要求分片、分带出厂。附录A还原炉炉体分块图销钉管水冷壁的结构形式销钉管水冷壁的3种结构形