論述應(yīng)用復(fù)合鋼板的壓力容器制造工藝

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1、論述應(yīng)用復(fù)合鋼板的壓力容器制造工藝【摘要】復(fù)合鋼板因其良好的適用性和經(jīng)濟性而在石油、化工、航海、醫(yī)療、食品行業(yè)中被廣泛應(yīng)用,但其制造具有特殊性。文章主要從應(yīng)用復(fù)合鋼板的壓力容器制造中的板材復(fù)合、筒體下料、排版、焊接工藝及相關(guān)要求進行闡述?！娟P(guān)鍵詞】復(fù)合鋼板；壓力容器；制造工藝；筒體下料；排版；焊接；復(fù)層；過渡層；基層材料；縱焊縫1.用作壓力容器的復(fù)合鋼板概述復(fù)合鋼板在石油、化工、航海、醫(yī)療、食品行業(yè)和軍工生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但是由于壓力容器用復(fù)合鋼板一般是在石油化工等具有重大危險的環(huán)境中使用,既承受壓力,工作介質(zhì)幾乎又都是具有強烈腐蝕作用的物質(zhì)；且由于壓力容器用復(fù)

2、合鋼板的制造工藝較為嚴格,一般的廠家因接觸少,工藝不成熟,在制造中經(jīng)常會出現(xiàn)一些問題,如筒體下料尺寸不合適、焊縫蠕變斷裂等。常用的壓力容器復(fù)合鋼板是以某種鋼作為基層,以另一種鋼或有色金屬作為復(fù)層,通過熱軋或爆炸成型工藝等方法復(fù)合而成的雙金屬板。其基層主要滿足結(jié)構(gòu)強度和剛度的要求,一般用低碳鋼或低合金鋼；而復(fù)層主要是滿足耐腐蝕性的要求,一般用鉻或鉻鎳不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦板。復(fù)合鋼板既有優(yōu)質(zhì)或貴重金屬具備的特殊性能,又可以節(jié)約大量的不銹鋼或鈦等貴重金屬,在保證技術(shù)要求的同時可大幅降低成本,具有很大的經(jīng)濟價值。2.復(fù)合鋼板的壓力容器制造工藝2.1準備階段復(fù)合鋼板基層與

3、復(fù)層的材料因需要而定?；鶎硬牧蠟?6mnr,復(fù)層材料為0crl8ni9的不銹鋼復(fù)合鋼板較為常用。在復(fù)合前,復(fù)合鋼板應(yīng)符合以下條件:（1）被選用的復(fù)合鋼板應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準的質(zhì)量證明書,并確保板面平整。（2）復(fù)合鋼板不得有使用上的有害外觀缺陷。基層與復(fù)層的結(jié)合面積應(yīng)占總面積的95%以上,局部未結(jié)合面積不得超過50cm2?；鶎优c復(fù)層表面的淺平缺陷,如果不可磨掉,則復(fù)層表面的全部缺陷面積總和不得超過復(fù)合面積的20%。（3）對復(fù)合鋼板的機械性能,其抗拉強度和作延伸率原則上應(yīng)等于或大于母材值；抗彎試驗標準應(yīng)與總厚度相等的母材相同,抗剪強度對任何總厚度<100mm的鋼板應(yīng)≥20kgf

4、/mm2；貼合彎曲3個試樣中有兩個試樣彎曲部分兩邊不能有50mm以上的分層現(xiàn)象。（4）復(fù)合鋼板在進廠時均應(yīng)進行超聲波探傷試驗,不得有使用上有害的分層現(xiàn)象。2.2下料、拼接壓力容器復(fù)合鋼板在制造前,廠家應(yīng)按照要求將16mnr與0crl8ni9板材下好料。由于2種板材規(guī)格不同,尤其是復(fù)層材料不銹鋼板壁厚較薄,板長和板寬都較小,故需要拼接。下料及拼接時應(yīng)注意:（1）按容器尺寸確定封頭和簡體實際需要的板材長度l和寬度b。（2）l+100mm和b+100mm為基層板材的最小下料長度及寬度,下料時最好將寬度圓整合到與b+100mm最相近的標準寬度。如果要從長度方向截取焊接試板,則下料

5、長度至少為l+500mm。（3）為滿足復(fù)合工藝的要求,復(fù)層的長度和寬度應(yīng)比實際所下基層的長度和寬度大50mm,即每邊大25mm。（4）按照實際所需復(fù)層板材的長度和寬度以及現(xiàn)有復(fù)層板材的規(guī)格進行拼接,拼接焊縫應(yīng)焊透磨平,并作滲透無損檢測,應(yīng)無裂紋及其他超標缺陷,基層板與復(fù)層板應(yīng)平整。2.3筒體下料（1）復(fù)合鋼板的筒體與封頭對接焊接,二者直徑應(yīng)一致。（2）復(fù)合板筒體或封頭的中性層所處的直徑小于中徑,簡體展開長度應(yīng)按下式計算:l=π(di+2yh)式中,di:封頭實測內(nèi)徑；yh:封頭中性層離內(nèi)壁的距離。（3）無論是縱焊縫還是環(huán)焊縫,復(fù)合鋼板筒體與封頭對接處的錯邊量不得大于鋼板復(fù)

6、層厚度的50%,且不得大于2mm。2.4筒體排版先將筒體以順時針的方向展開,然后在筒身標出所有接管孔的位置及孔徑,并按縱環(huán)焊縫錯開接管孔的原則確定板材的長度和寬度,縱環(huán)焊縫距邊緣的距離應(yīng)大于100mm。2.5焊接（1）復(fù)合鋼板的焊接方法,可根據(jù)材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施工條件等情況確定,通常可采用手工電弧焊、埋弧自動焊、co2保護焊或氬弧焊等方法。（2）復(fù)合鋼板基層、復(fù)層和過渡層焊條的選擇:如16mnr+0crl8ni9復(fù)合鋼板,基層可用j507、j507r焊條,過渡層用a302或者a402焊條,復(fù)層用a132焊條較為合適。（3）焊接順序:對于在焊接時,一般是先焊內(nèi)側(cè)基

7、層焊縫,反過來外側(cè)挑焊根,用碳弧氣刨鏟焊根,清除熔渣、夾渣,再將基層焊縫填滿；焊好后在復(fù)層側(cè)用角砂輪打磨,檢查合格后,再進行內(nèi)側(cè)過渡層焊接,最后焊復(fù)層。焊接時,應(yīng)嚴格控制內(nèi)側(cè)基層焊縫高度,使其距復(fù)層界面1mm～1.5mm為止,絕對不能焊到復(fù)層；過渡層焊縫只焊一層,其熔焊金屬應(yīng)完全覆蓋基層,并覆蓋復(fù)層0.5mm～1.5mm,焊過渡層時應(yīng)該采用較小的線能量,以防止基層金屬滲入復(fù)層而引起焊縫缺陷。2.6其他注意事項（1）切割、彎曲或深拉加工復(fù)合鋼板時,應(yīng)將復(fù)層放在下面,必要時還應(yīng)設(shè)置保護層,以防止放在上面的復(fù)層材料表面劃傷。（2）復(fù)