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【摘 要】提温预热器是醇烷化系统中的重要设备，文章对提温预热器所用铬钼钢材料的技术要求、制造规定作一简要介绍。
【关键词】铬钼钢；提温预热器；材料技术要求；制造
1.操作条件工况简述
来自1#、2#、3#中压甲醇系统的12MPa的醇后气经压缩机压缩至31.4MPa，然后进入醇烷化系统。醇后气体首先经过系统总进气油分除去气体中夹带的油水雾滴，然后进入醇化预热器，用醇化塔出口气体加热至110℃左右进入醇化塔。在醇化塔中，气体中大部分CO、CO2和H2反应生成甲醇。醇化塔出气经预热器降温后进入水冷却器冷却至40℃左右，进入醇分离器。分离出来的粗甲醇进入粗甲醇贮槽。醇分离器出来的气体进入净醇洗涤塔内用水洗涤以除去醇后气中夹带的甲醇雾滴。粗醇贮槽驰放气中因含有一定量的有效气体成分送入压缩机三段进口。净醇洗涤塔内洗涤液浓度约为30%～40%，每班置换一次，送往粗甲醇贮槽。
来自净醇洗涤塔的醇后气首先进入塔前换热器，用烷化塔出来的气体初步预热，然后进入提温预热器，用氨合成塔二出气进一步加热后进入烷化塔。在烷化塔内气体中所含的CO、CO2和H2反应生成甲烷，烷后气经塔前换热器降温后，经水冷却器冷却至常温，送入合成氨系统。
2.设备设计参数
2.1 壳程设计参数
2.2管程设计参数
注：管板的材质为12Cr2Mo1Ⅳ，管箱端部法兰的材质为12Cr2Mo1Ⅳ，管箱端盖的材质为1Cr5MoⅣ，双锥密封环的材质为15CrMoⅣ，主螺栓的材质为25Cr2MoVA。壳程筒体、封头材质为15CrMoR，壳程容器法兰材质为15CrMoⅢ。
3.设备所用铬钼钢材料的技术要求
3.1 15CrMoR钢板技术要求
3.1.1 15CrMoR钢板应符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》及第1号修改单的规定
15CrMoR钢板的化学成分（熔炼分析）应符合如下要求（%）：
C： 0.12～0.18； Mn： 0.40～0.70；Si： 0.15～0.40：
Mo：0.45～0.60； Cr：0.80～1.20；p≦0.025； S≦0.010
成品钢板的化学成分允许偏差应符合GB/T222-2006的相应规定。
钢板的熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样。
3.1.2 15CrMoR钢板经正火+回火+模拟焊后热处理后力学性能，工藝性能应符合如下要求
（1）交货状态：正火+回火（回火温度不得低于620℃）。
（2）a.拉伸试验。
b.高温屈服强度Rtp0.2≥174MPa，其中t=500℃，按GB713-2008表3“高温力学性能”查取。
（3）冲击试验：
试验温度：20℃，夏比（V型缺口）冲击功kv2（横向）三个试样冲击功平均值≥47J。允许一个试样的冲击功低于平均值但不得低于33J。
（4）冷弯试验：
b=2a， 180°，d=3a。试验后试样应无裂纹。
3.1.3壳体用15CrMoR钢板应按JB/T4730.3的规定逐张进行超声检测，质量等级Ⅰ级合格
3.2 15CrMo锻件技术要求
（1）15CrMo锻件应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中的规定。Ⅳ级锻件应复验材料的化学成分和力学性能。
（2）供货状态为正火加回火（回火温度≥620°）。15CrMo锻件熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样；
（3）15CrMo锻件的力学性能应为正火十回火十模拟焊后热处理。
1）热处理后的机械性能为：
2）双锥密封环用15CrMoⅣ热处理后的硬度为130～170。
3.3 12Cr2Mo1锻件技术要求
3.3.1适用标准及技术要求
本锻件除符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》及附录A、B，还要满足下述补充要求：
3.3.2材料的化学成分符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》的要求
（1）Mn、Si的含量在满足性能要求的前提下，应尽可能接近规定范围的限。
（2）回火脆化敏感性系数（X系数J系数），使J=（Si+Mn）（P+Sn）×104≤120，式中元素以百分含量代入，如0.15%应以0.15代入。X=（10P+5Sb+4Sn+As）×10-2≤15ppm，式中元素以ppm含量代入，如0.01%应以100ppm代入。
3.3.3力学性能和回火脆化倾向
（1）力学性能：本锻件经淬火加回火加模拟焊后热处理的力学性能除符合标准NB/T47008-2010附录A、B要求（模拟焊后热处理工艺见3.3.5）
（2）回火脆化倾向：控制钢材的韧脆转变温度，分步冷却脆化处理后应满足：vTr54+2.5△vTr54≤10℃。
3.3.4试样的热处理
力学性能试样坯材料的模拟焊后热处理：即可能达到最大程度的焊后热处理（Max，PWHT）和最小程度的焊后热处理（Min，PWHT），在确定Max，PWHT工艺时应考虑在设备制造厂和使用现场各返修一次的焊后热处理。一般可按：
Max，PWHT：690±5℃ x 26h；
Min，PWHT：690±5℃x8h； C在427℃以上的加热和冷却速度分别按不大于56℃/h和不大于28℃/h。
3.3.5晶粒度
锻件的晶粒度≥5级，按GB/T6394的规定测定平均晶粒度。 3.3.6无损检测
（1）按JB4730.3的要求逐件进行100%超声波检测。
（2）锻件进行正火+回火或淬火+回火热处理后，对所有接触到的表面用液体渗透（着色）
方法检查淬火裂纹。
3.4 1Cr5Mo锻件技术要求
（1）1Cr5Mo锻件应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中Ⅳ级的规定。Ⅳ级锻件应复验材料的化学成分和力学性能。
（2）供货状态为正火加回火（回火温度≥680℃）。1Cr5Mo锻件熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样；
（3）1Cr5Mo锻件的力学性能应为：正火十回火十模拟焊后热处理，热处理后的机械性能应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中的规定。
4.制造的一般规定
（1）与壳体和封头相焊接的所有零部件（除垫板外）必须开坡口，所有受压焊接接头必须保证全焊透。
（2）厚壁管与壳体组焊后，内部尖角应打磨圆滑。
（3）接管等附件应避开筒体纵、环焊接接头（包括筒体与封头之间的焊接接头），并与焊接接头边缘的距离不得小于100mm 。
（4）制造厂应根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺规程，然后按规程对产品进行焊接。
（5）所有与设备相连接的焊件（永久性焊件及臨时性焊件）均应在焊后热处理前焊接完毕，消除应力热处理之后不得再在设备上施焊或动火。否则应重新进行焊后热处理。
（6）15CrMo钢之间及12Cr2Mo1之间，焊缝坡口及两侧各不小于150mm的范围内的母材始终维持不低于预热温度，且不高于允许的最高层间温度，直至去进行焊后热处理，在焊接过程中，由于某种原因，必须间断焊接工作时，应使焊缝坡口及两侧各不小于150mm的范围内始终处于预热温度下，直至焊接工作重新开始。
（7）所有与15CrMo钢及12Cr2Mo1钢基体相连接的零件及预焊件（如接管、保温支承圈、吊耳、吊柱、衬板、施板、裙座筒节、梯子、平台预焊件等）均应在最终热处理前焊接完毕，最终焊后热处理后不得再在基体上动火引弧。
（8）所有焊接表面在施焊前应进行机械加工（或打磨），对于用切割方法制备的焊接坡口，应打磨至显出金属光泽后按JB/T4730.4进行100%磁粉检测。
（9）接管与筒体、接管与封头之间的焊接接头表面应具有圆滑过渡至母材的几何形状。
（10）焊缝和热影响区表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹杂等缺陷。焊接接头上的熔渣和两侧的飞溅物必须打磨并消除干净。
（11）壳体的A，B类焊接接头表面应齐平，焊接接头余高最大为2mm，且A，B类焊接接头应在焊接完成24h后进行无损检测。
【参考文献】
[1]寿比南，陈钢等.GB150.1～150.4-2011压力容器.北京：中国标准出版社，2012.
[2]寿比南，王晓雷等.TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程.北京：新华出版社，2010.
[3]李世玉.压力容器设计工程师培训教程.北京：新华出版社，2005.
【关键词】铬钼钢；提温预热器；材料技术要求；制造
1.操作条件工况简述
来自1#、2#、3#中压甲醇系统的12MPa的醇后气经压缩机压缩至31.4MPa，然后进入醇烷化系统。醇后气体首先经过系统总进气油分除去气体中夹带的油水雾滴，然后进入醇化预热器，用醇化塔出口气体加热至110℃左右进入醇化塔。在醇化塔中，气体中大部分CO、CO2和H2反应生成甲醇。醇化塔出气经预热器降温后进入水冷却器冷却至40℃左右，进入醇分离器。分离出来的粗甲醇进入粗甲醇贮槽。醇分离器出来的气体进入净醇洗涤塔内用水洗涤以除去醇后气中夹带的甲醇雾滴。粗醇贮槽驰放气中因含有一定量的有效气体成分送入压缩机三段进口。净醇洗涤塔内洗涤液浓度约为30%～40%，每班置换一次，送往粗甲醇贮槽。
来自净醇洗涤塔的醇后气首先进入塔前换热器，用烷化塔出来的气体初步预热，然后进入提温预热器，用氨合成塔二出气进一步加热后进入烷化塔。在烷化塔内气体中所含的CO、CO2和H2反应生成甲烷，烷后气经塔前换热器降温后，经水冷却器冷却至常温，送入合成氨系统。
2.设备设计参数
2.1 壳程设计参数
2.2管程设计参数
注：管板的材质为12Cr2Mo1Ⅳ，管箱端部法兰的材质为12Cr2Mo1Ⅳ，管箱端盖的材质为1Cr5MoⅣ，双锥密封环的材质为15CrMoⅣ，主螺栓的材质为25Cr2MoVA。壳程筒体、封头材质为15CrMoR，壳程容器法兰材质为15CrMoⅢ。
3.设备所用铬钼钢材料的技术要求
3.1 15CrMoR钢板技术要求
3.1.1 15CrMoR钢板应符合GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》及第1号修改单的规定
15CrMoR钢板的化学成分（熔炼分析）应符合如下要求（%）：
C： 0.12～0.18； Mn： 0.40～0.70；Si： 0.15～0.40：
Mo：0.45～0.60； Cr：0.80～1.20；p≦0.025； S≦0.010
成品钢板的化学成分允许偏差应符合GB/T222-2006的相应规定。
钢板的熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样。
3.1.2 15CrMoR钢板经正火+回火+模拟焊后热处理后力学性能，工藝性能应符合如下要求
（1）交货状态：正火+回火（回火温度不得低于620℃）。
（2）a.拉伸试验。
b.高温屈服强度Rtp0.2≥174MPa，其中t=500℃，按GB713-2008表3“高温力学性能”查取。
（3）冲击试验：
试验温度：20℃，夏比（V型缺口）冲击功kv2（横向）三个试样冲击功平均值≥47J。允许一个试样的冲击功低于平均值但不得低于33J。
（4）冷弯试验：
b=2a， 180°，d=3a。试验后试样应无裂纹。
3.1.3壳体用15CrMoR钢板应按JB/T4730.3的规定逐张进行超声检测，质量等级Ⅰ级合格
3.2 15CrMo锻件技术要求
（1）15CrMo锻件应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中的规定。Ⅳ级锻件应复验材料的化学成分和力学性能。
（2）供货状态为正火加回火（回火温度≥620°）。15CrMo锻件熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样；
（3）15CrMo锻件的力学性能应为正火十回火十模拟焊后热处理。
1）热处理后的机械性能为：
2）双锥密封环用15CrMoⅣ热处理后的硬度为130～170。
3.3 12Cr2Mo1锻件技术要求
3.3.1适用标准及技术要求
本锻件除符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》及附录A、B，还要满足下述补充要求：
3.3.2材料的化学成分符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和低合金钢锻件》的要求
（1）Mn、Si的含量在满足性能要求的前提下，应尽可能接近规定范围的限。
（2）回火脆化敏感性系数（X系数J系数），使J=（Si+Mn）（P+Sn）×104≤120，式中元素以百分含量代入，如0.15%应以0.15代入。X=（10P+5Sb+4Sn+As）×10-2≤15ppm，式中元素以ppm含量代入，如0.01%应以100ppm代入。
3.3.3力学性能和回火脆化倾向
（1）力学性能：本锻件经淬火加回火加模拟焊后热处理的力学性能除符合标准NB/T47008-2010附录A、B要求（模拟焊后热处理工艺见3.3.5）
（2）回火脆化倾向：控制钢材的韧脆转变温度，分步冷却脆化处理后应满足：vTr54+2.5△vTr54≤10℃。
3.3.4试样的热处理
力学性能试样坯材料的模拟焊后热处理：即可能达到最大程度的焊后热处理（Max，PWHT）和最小程度的焊后热处理（Min，PWHT），在确定Max，PWHT工艺时应考虑在设备制造厂和使用现场各返修一次的焊后热处理。一般可按：
Max，PWHT：690±5℃ x 26h；
Min，PWHT：690±5℃x8h； C在427℃以上的加热和冷却速度分别按不大于56℃/h和不大于28℃/h。
3.3.5晶粒度
锻件的晶粒度≥5级，按GB/T6394的规定测定平均晶粒度。 3.3.6无损检测
（1）按JB4730.3的要求逐件进行100%超声波检测。
（2）锻件进行正火+回火或淬火+回火热处理后，对所有接触到的表面用液体渗透（着色）
方法检查淬火裂纹。
3.4 1Cr5Mo锻件技术要求
（1）1Cr5Mo锻件应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中Ⅳ级的规定。Ⅳ级锻件应复验材料的化学成分和力学性能。
（2）供货状态为正火加回火（回火温度≥680℃）。1Cr5Mo锻件熔炼化学成分分析按炉（罐）号取样；
（3）1Cr5Mo锻件的力学性能应为：正火十回火十模拟焊后热处理，热处理后的机械性能应符合NB/T47008-2010《压力容器用碳素钢和合金钢锻件》中的规定。
4.制造的一般规定
（1）与壳体和封头相焊接的所有零部件（除垫板外）必须开坡口，所有受压焊接接头必须保证全焊透。
（2）厚壁管与壳体组焊后，内部尖角应打磨圆滑。
（3）接管等附件应避开筒体纵、环焊接接头（包括筒体与封头之间的焊接接头），并与焊接接头边缘的距离不得小于100mm 。
（4）制造厂应根据焊接工艺评定结果编制焊接工艺规程，然后按规程对产品进行焊接。
（5）所有与设备相连接的焊件（永久性焊件及臨时性焊件）均应在焊后热处理前焊接完毕，消除应力热处理之后不得再在设备上施焊或动火。否则应重新进行焊后热处理。
（6）15CrMo钢之间及12Cr2Mo1之间，焊缝坡口及两侧各不小于150mm的范围内的母材始终维持不低于预热温度，且不高于允许的最高层间温度，直至去进行焊后热处理，在焊接过程中，由于某种原因，必须间断焊接工作时，应使焊缝坡口及两侧各不小于150mm的范围内始终处于预热温度下，直至焊接工作重新开始。
（7）所有与15CrMo钢及12Cr2Mo1钢基体相连接的零件及预焊件（如接管、保温支承圈、吊耳、吊柱、衬板、施板、裙座筒节、梯子、平台预焊件等）均应在最终热处理前焊接完毕，最终焊后热处理后不得再在基体上动火引弧。
（8）所有焊接表面在施焊前应进行机械加工（或打磨），对于用切割方法制备的焊接坡口，应打磨至显出金属光泽后按JB/T4730.4进行100%磁粉检测。
（9）接管与筒体、接管与封头之间的焊接接头表面应具有圆滑过渡至母材的几何形状。
（10）焊缝和热影响区表面不允许存在咬边、裂纹、气孔、弧坑、夹杂等缺陷。焊接接头上的熔渣和两侧的飞溅物必须打磨并消除干净。
（11）壳体的A，B类焊接接头表面应齐平，焊接接头余高最大为2mm，且A，B类焊接接头应在焊接完成24h后进行无损检测。
【参考文献】
[1]寿比南，陈钢等.GB150.1～150.4-2011压力容器.北京：中国标准出版社，2012.
[2]寿比南，王晓雷等.TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程.北京：新华出版社，2010.
[3]李世玉.压力容器设计工程师培训教程.北京：新华出版社，2005.