應用復合鋼板的壓力容器制造工藝

1、應用復合鋼板的壓力容器制造工藝摘要:復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)中被廣泛應用,但其制造具有特殊性。文章主要從應用復合鋼板的壓力容器制造中的板材復合、筒體下料、排版、焊接工藝及相關(guān)要求進行闡述。 關(guān)鍵詞:復合鋼板;壓力容器;制造工藝;筒體下料;排版;焊接 Abstract: The complex stencil plate is in the petroleum, chemical industry, navigation, medical treatment, food trade because of its good suitability and

2、 economy China extensive application, but it make particularity of having. This text is from the board while using the pressure container of the complex stencil plate to make mainly the material compounds, barrel unloading, composing, welding the craft and demanding to explain relevantly, for counte

3、rparts to consult. Key words: complex stencil plate; pressure container; manufacturing engineering; barrel unloading; composing; welding 常用的壓力容器復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層,通過熱軋或爆炸成型工藝等方法復合而成的雙金屬板。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。復層通常只占總厚度的10 %20 %。因此,復合鋼板既有優(yōu)質(zhì)或貴重

4、金屬具備的特殊性能(如耐蝕性),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。因此,復合鋼板在石油、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用。但是由于壓力容器用復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。為此,本文將主要談談壓力容器用復合鋼板的一些制造工藝及要求,以供同行參考。 1復合前準備 1.1復合鋼板的準備 復合鋼板基層與

5、復層的材料因需要而定。一般情況下,基層材料為16MnR,復層材料為0Crl8Ni9的不銹鋼復合鋼板較為常用。在復合前,復合鋼板應符合以下條件: (1)被選用的復合鋼板應具有符合國家現(xiàn)行標準的質(zhì)量證明書,并確保板面平整。 (2)復合鋼板不得有使用上的有害外觀缺陷。基層與復層的結(jié)合面積應占總面積的95 %以上,局部未結(jié)合面積不得超過50 cm2。對加工時有較大應力(如沖壓封頭)或使用時有較大負荷(如管板)的復合鋼板要求更嚴?；鶎优c復層表面的淺平缺陷,如果不可磨掉,則復層表面的全部缺陷面積總和不得超過復合面積的20 %。同時,復層材料的表面質(zhì)量應與復合方法相適應,厚度均勻,公差應符合規(guī)定值。 (3)

6、對復合鋼板的機械性能,其抗拉強度和作延伸率原則上應等于或大于母材(基層材料)值;抗彎試驗標準應與總厚度相等的母材相同,抗剪強度對任何總厚度25 mm28 mm時,若預熱溫度在100 以上就不需消除應力;當母材厚度38 mm時,才進行應力消除。 (4)由于基層焊縫對復層焊縫有稀釋作用,容易降低復層焊縫金屬中的鉻、鎳等合金元素的含量。因此,焊接時,過渡層的焊材應采用高鉻、鎳鋼等焊材,以得到雙向組織的焊縫,避免大量馬氏體組織的產(chǎn)生,出現(xiàn)焊接冷裂紋。 (5)焊前,應先通氣排除管路中的空氣;當CO2氣體保護焊焊接復合鋼板時,應確保有足夠的保護氣體流量,以避免空氣侵入焊接區(qū);焊接結(jié)束后,應及時清理焊嘴上的

7、飛濺物;焊絲伸出長度不應太長,以10 mm15 mm為宜。 (6)除按圖樣規(guī)定對復合鋼板焊縫進行射線檢測或超聲波檢測外,對所有的復層焊縫也應作滲透檢測,以檢驗焊縫表面有無裂紋;焊縫檢驗不能在焊后立即進行,最好在退火之前進行,檢驗方法可用著色、磁粉及射線探傷均可。 (7)帶不銹鋼襯里碳鋼接管的端面應有(41)mm的堆焊層,不銹鋼接管也應伸入容器內(nèi)壁(41)mm。 (8)對有防腐要求的復層表面應作酸洗鈍化處理,以提高其抗裂能力。 6復合鋼板壓力容器的檢驗 壓力容器由于密封、承壓及介質(zhì)等原因,容易發(fā)生爆炸、燃燒起火而危及人員、設(shè)備和財產(chǎn)的安全甚至污染環(huán)境的事故。因此,應用復合鋼板的壓力容器在制造后,

8、應由國家指定的專門機構(gòu),按照國家規(guī)定的法規(guī)和標準實施監(jiān)督檢查和技術(shù)檢驗。其主要的檢驗項目和方法為: (1)實體檢驗。采用直觀檢查、量具檢查、無損探傷檢測、理化性能檢驗、水壓試驗等方法,壓力容器本體和主要零部件進行外觀和內(nèi)在質(zhì)量的檢查。 (2)檢驗的主要項目有:受壓元件材質(zhì)、外觀尺寸和成形質(zhì)量、焊縫質(zhì)量、組裝質(zhì)量、內(nèi)部裝置及安全附件是否齊全有效、脹管質(zhì)量、各受壓元件相互的幾何位置和耐壓性能等。 (3)性能:技術(shù)資料審查和實體檢驗合格的壓力容器視需要進行性能檢驗,檢查其規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟指標。 (4)重點檢驗復合層與基層結(jié)合部位的焊接缺陷,主要是夾渣和熱裂紋,一旦超標,必須返修直至合格。 (5)檢驗

9、縱焊縫處的向內(nèi)的角變形問題,一旦超標也應用機械法或局部加熱法予以矯正。 綜上所述,目前我國復合鋼板的生產(chǎn)和研究工作尚處于發(fā)展階段,應用于制造壓力容器的時間不長,只有不斷完善復合鋼板壓力容器的制造工藝,保證和提高其制造質(zhì)量,才能促進復合鋼板壓力容器的良好發(fā)展。經(jīng)實踐證明,按上述要求制造的復合鋼板壓力容器質(zhì)量穩(wěn)定,在實際使用中沒有出現(xiàn)過問題。 參考文獻 1 鋼制壓力容器(GB150-1998) 2 丑津士、陳維耕.化工煉油設(shè)備制造工藝M.北京:化學工業(yè)出版社,1986 3 林 莉、安建華、張周衛(wèi).復合鋼板壓力容器制造工藝J.石油化工設(shè)備,2003.32(60) 4 李 煜、段滋華、來誠鋒. 復合鋼板壓力