精对苯二甲酸(PTA)是重要的化纤原料，其生产工艺是采用对二甲苯为原料，醋酸为溶剂、醋酸锰为催化剂、氢溴酸为促进剂，与氧气反应生成PTA产品。此工艺路线温度高，压力高，且含溴离子的浓醋酸腐蚀性极强。设备用材级别较高，在一些腐蚀环境较为苛刻的地方(如氧化单元)使用了钛列管式换热器。由于设备使用工况苛刻、使用材质较高，设计要求较高，制造焊接难度较大。根据钛换热器的结构特点，该文介绍了该设备的质量控制过程及要点。
1、设备概述
1.1设备名称
汽提塔再沸器；设备位号：E5l3。
1.2设备类型
换热器；型式：BEM；设备规格：1000×6900；设备材质：Q345R／TA2。
1.3设备工况
壳程设计温度：230℃；设计压力：2.0／-0.1MPal主体材质：Q345R；保温要求：有，介质：中压蒸汽。管程设计温度：230℃，设计压力：
2.0/-0.1MPa主体材质：TA2；保温要求：有，介质：醋酸、水、有机物。
2、质量控制要点
(1)制造环境的质量控制；(2)划线下料及坡口加工的质量控制，(3)热气循环试验及阳极化处理的质量控制；(4)设备表面处理的质量控制-(5)设备包装运输的质量控制。
3、质量控制要点的主要内容及实施
3.1制造环境的质量控制
3.1.1洁净厂房
钛制换热器制造必须在独立、封闭的洁净厂房内进行，与碳钢产品严格隔离，钛合金设备如附有碳钢零部件，其碳钢零部件的制造应与钛合金及不锈钢件分开。工作场所要保持清洁、干燥，严格控制灰尘，通风良好。施工人员应衣着整洁，组装、焊接(特别是换热管的组装焊接)等工序施工人员应戴干净的手套，进入设备内部还应穿上干净的鞋套。
3.1.2工夹具
使用工卡具应避免铁离子和其它污染，具体措施为：卷制筒节采用不锈钢卷辊、衬有橡胶卷辊的卷板机，转胎滚轮衬有橡胶、工作平台衬有不锈钢，使用吊装带吊装，夹具接触部位垫软物、工件摆放垫木板、支撑架衬橡胶、使用不含铁离子的尼龙掺合氧化铝砂轮(片)，布砂轮、不锈钢丝刷、铜锤等专用。必须严格控制表面机械损伤及飞溅物。
3.1.3检验环境
为检验环境是否适合于钛合金设备的焊接加工，采用非绕林铁污染试验方法，即至少在要检测的环境中分散放置20个点，放置8h后仅有1～2个点试纸变色(呈橘黄色)则适宜钛合金及不锈钢设备的焊接加工，否则应清洁环境。
3.2划线下料及坡口加工的质量控制
3.2.1划线
严格按图样、排板图要求划线，并按规定画好50检查线。
3.2.2下料
下料采用剪切、水切割、等离子等方法，对于直线部分尽可能采用剪切下料，弧形部位采用等离子切割下料时应注意避免火花溅落在材料表面上，切割边缘打磨去除污染层。
3.2.3坡口加工
需要加工坡口边缘应留2～4mm的刨边余量。坡口采用机械加工，如刨边机或铣边机加工，坡口加工严格按照图样及焊接工艺要求进行。加工后应对坡口表面做渗透检验，以检验是否存在裂纹等缺陷。
3.2.4材料表面保护
材料表面从领料后要立即粘贴保护层(距离边缘60范围除外)，防止磕碰划伤和铁离子污染。
3.3热气循环试验及阳极化处理的质量控制
3.3.1钛复合板设备热气循环试验
热循环试验的目的
钛钢复合板设备复层在设计使用寿命内不渗漏是钛钢复合板设备制造的1个难点。通过对钛钢复合板设备进行热气循环试验，来保证设备正常运行。由于钛钢复合板设备的纵、环焊缝处的复层盖板及接管内衬管与设备内壁的复层焊缝较多，钛的线膨胀系数又小于碳钢和低碳钢，使钛复层在加热时处于受拉伸应力状态，若遇负压操作工况，如果复层上的钛焊缝应力过大，就容易出现开裂泄漏。
热循环试验的目的是检验设备在设计温度、压力下的工作能力；使设备经受热循环来检测出材料、加工和制造质量的缺陷，提前发现存在的制造缺陷，保证设备更好的正常运行。
热循环试验的方法
钛钢复合板设备制造完毕后，先通过气密、水压试验检查钛复层焊缝，确保无任何泄漏方可进行热气循环试验。方法是模拟设备实际工况，在设计温度、压力下对设备内通入的氮气进行热循环，热循环时间不低于1h。
(1)设备整体耐压试验完成后，才能够进行热气循环试验。在热气循环试验过程中，应制定严格的安全保证措施和防护措施，为了保证安全，热循环试验介质采用氮气。
(2)由于钛盖板连接焊缝承载面积较小，为了防止在热应力作用下，钛连接焊缝开裂，在热气循环试验过程中，严格控制升温和降温速度以及保温时间。
(3)热气循环试验应严格按照标准和工艺要求进行，检验责任师及监造人员必须到现场进行检查和确认。
(4)热循环试验完成后，对所有钛复层焊缝进行氦渗漏试验并进行100％PT检测，对所有钛焊缝进行泄漏检查，无泄漏为合格。
(5)对钛复层进行100％UT检测，检查贴合率。如果有泄漏，进行补焊检查合格后，再重新进行热循环试验直到合格为止。
3.3.2、钛设备的阳极化处理
阳极化处理的目的
阳极化处理的目的是去除金属杂质对表面的污染，特别是铁离子污染，在钛表面形成持续的氧化保护膜，从而提高防腐蚀性能。
阳极化处理的程序
(1)测试电源的极性，确保系统连接的正确性。
(2)把阳极化处理刷子通过电缆连接到电源负极。
(3)通过电缆把需要阳极化处理的工件和正极连接。连接点一般应远离工件的工作区。对复合材料，可连接到基层金属上。
(4)调整电源输出功率之40w。
(5)把用海绵包裹的不锈钢电极完全浸泡在电解液中。
(6)把用电解液浸泡过的海绵放置到钛表面。
(7)在需要处理的钛材表面上(如管板复层、钛密封面、所有钛焊接接头及与腐蚀介质接触的钛材表面)慢慢移动海绵，并读取电表上电流读数。连续处理直到电流
接近零，重复操作直到完成所有需要处理的区域。在此过程中，整个钛表面应呈现连续不问断的蓝色，表明已形成了连续的钛氧化膜。
(8)检查整个表面，确保不存在任何污染。在有污染的区域，污染物会发生化学反应，形成一串小气泡。在这些情况下，阳极化处理刷子应停留在污染区域，直到所有污染物产生的气泡完全消失，形成良好的氧化膜。污染物也有可能不产生气泡，而是呈现浅黄色。使用不含铁离予的砂纸或砂轮机械去除局部污染物后，再次对该区域进行阳极化处理，以确保污染物完全被去除。
(9)完成阳极化处理后，工件表面应使用清洁的纯水冲洗，并烘干和进行必要的保护。
3.4设备表面处理的质量控制
设备制造完毕后，钛材内外表面进行清理和酸洗钝化处理，防止铁离子污染。所形成钝化膜采用蓝点法检验，无蓝点为合格。
碳钢表面喷砂处理，并按照油漆规范进行要求的喷漆。
3.5设备包装运输的质量控制
3.5.1所有接管法兰用盲板螺栓密封，再用塑料布包好，以确保运输过程中法兰密封面不被破坏。
3.5.2根据图纸和技术文件要求，对设备进行充氮保护。
3.5.3整体设备运输中，临时支撑用鞍座及捆绑绳索，应做好与设备隔离。
4、结语
按照上述主要质量控制要求进行质量检验，严格把关，并有可靠的质量保证措施施，才能确保钛制换热器的制造质量。该钛制换热器在使用中运行情况良好，获得了用户的肯定。
参考文献
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