復(fù)合鋼板的化工壓力容器制造工藝探究

高飛

南京寶色股份公司 江蘇南京 210000

1 復(fù)合前的制造步驟

復(fù)合鋼板由兩個(gè)部分組成，一部分是基層，另一部分是復(fù)層，這兩部分有不同的用途，所以使用材料有所不同（具體組成如圖1）。例如，選用Q345R的基層材料和S30403的復(fù)層材料，在復(fù)合之前，需要考慮以下問(wèn)題：第一，確保復(fù)合鋼板保板面的平滑性、完整性符合要求，根據(jù)國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)，并配備相應(yīng)的質(zhì)檢證明書；第二，在使用復(fù)合鋼板的過(guò)程中，要保障其外觀完好，基層和復(fù)層幾何面積要占絕大多數(shù)，通常不低于總面積的95%。局部沒(méi)有接合的面積不能超過(guò)45cm2。如果加工過(guò)程中承受較大負(fù)荷，則需要更加嚴(yán)格的要求；第三，對(duì)復(fù)合鋼板的機(jī)械性能進(jìn)行嚴(yán)格的要求，檢測(cè)其延伸率和抗拉強(qiáng)度，確保各項(xiàng)指標(biāo)都在基層材料之上?？箯澢阅軘?shù)值也不能低于基層材料，二者應(yīng)該保持平衡?？辜魪?qiáng)度不能低于母材強(qiáng)度；第四，復(fù)合鋼板使用之前，要對(duì)內(nèi)部傷痕進(jìn)行檢測(cè)，可以采用超聲波實(shí)驗(yàn)的方式進(jìn)行檢測(cè)，如果檢測(cè)到有害分層則鋼板需要修補(bǔ)或作廢。如果進(jìn)行修復(fù)，則要嚴(yán)格按照要求修補(bǔ)，選擇與原材料相同的修補(bǔ)材料。

在制造壓力容器復(fù)合鋼板之前，需要根據(jù)要求下料，由于板材規(guī)格不同，且復(fù)層材料不銹鋼板壁厚、板的長(zhǎng)度和寬度都比較小，所以采用拼接的方式。在拼接過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)方面：第一，根據(jù)容器尺寸對(duì)筒體需要的板材長(zhǎng)寬進(jìn)行確認(rèn)。板材長(zhǎng)度+80mm和板材寬度40mm是基層板材最小下料規(guī)格，如果焊接試板從長(zhǎng)度的方向進(jìn)行截取，下料長(zhǎng)度就必須超過(guò)板材長(zhǎng)度+250mm；第二，根據(jù)具體的工藝要求，復(fù)層板材的規(guī)格應(yīng)該大于實(shí)際基層規(guī)格，長(zhǎng)寬都超過(guò)15mm；第三，根據(jù)復(fù)層板材長(zhǎng)寬規(guī)格要求進(jìn)行拼裝，采用焊透磨平的工藝技術(shù)，并進(jìn)行滲透無(wú)損檢測(cè)，確認(rèn)裂紋或其他指標(biāo)符合要求[1]。

2 筒體下料和排版

2.1 下料

在復(fù)合鋼板筒體對(duì)接焊接封頭的過(guò)程中，要保障二者直徑一致。在卷圓的過(guò)程中，板材可能受到彎曲作用的影響，其中有一層的應(yīng)力=0，該層為中性層，其周長(zhǎng)不會(huì)發(fā)生變化。根據(jù)封頭中性層的周長(zhǎng)對(duì)筒體展開(kāi)長(zhǎng)度進(jìn)行分析，確認(rèn)該長(zhǎng)度是否合理。對(duì)縱焊縫和環(huán)焊縫進(jìn)行詳細(xì)的檢查，復(fù)合板筒體和封頭對(duì)接的位置錯(cuò)邊量應(yīng)該低于鋼板復(fù)層厚度，通常不超過(guò)其厚度的一半，且在1mm以下。

2.2 排版

筒體排版是一項(xiàng)比較簡(jiǎn)單的工作（如圖1），可以先按照順時(shí)針的順序擺放筒體，然后標(biāo)記降接管孔和孔徑，根據(jù)縱向焊縫錯(cuò)開(kāi)接管孔的要求確認(rèn)板材規(guī)格，同時(shí)對(duì)環(huán)焊縫進(jìn)行檢查，環(huán)焊縫和邊緣之間應(yīng)該保持10cm以上的距離。

3 焊接和其他制造要求

3.1 焊接

在生產(chǎn)制造的過(guò)程中，焊接是十分重要的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，通常要根據(jù)材質(zhì)、坡口尺寸、設(shè)計(jì)要求等選取焊接設(shè)備和工藝，可以采用手工電弧焊、C02保護(hù)焊、氬弧焊等焊接技術(shù)。復(fù)合鋼板基層、復(fù)層和過(guò)渡層可以選賊Q345R和S30403復(fù)合鋼板作為焊條，基層采用J506或J507焊條，復(fù)層和過(guò)渡層則分別選用J507和A302焊條。在焊接的過(guò)程中，首先對(duì)內(nèi)側(cè)基層縫隙進(jìn)行焊接，然后焊接外側(cè)，采用碳弧氣刨鏟焊根，要將熔渣和夾渣清理干凈，然后填滿焊縫?；鶎雍附咏Y(jié)束之后，采用砂輪打磨的方式處理復(fù)層，確認(rèn)處理合格之后在進(jìn)行過(guò)渡層焊接，復(fù)層最后焊接。在焊接的過(guò)程中，要對(duì)內(nèi)側(cè)基層焊縫的高度進(jìn)行嚴(yán)格的控制，使其與復(fù)層界面保持一定的距離，通?？刂圃?-1.5mm之間，不能焊接到復(fù)層之中[2]。

圖1 筒體排版示意圖

3.2 其他要求

為了保障復(fù)合鋼板的化工壓力容器制造的質(zhì)量，其還有以下工藝要求：第一，在進(jìn)行切割、彎曲等操作的過(guò)程中，要明確復(fù)層位置，通常將其放在最下面，視情況可以設(shè)置保護(hù)層，避免切割或彎曲的過(guò)程中出現(xiàn)劃傷、損壞等問(wèn)題，這些問(wèn)題難以修復(fù)，會(huì)影響容器整體質(zhì)量；第二，在彎曲加工的階段，如果采用冷卷加工的方式，則不需要特別注意。如果采用熱加工的方式，則要對(duì)鋼板的平整性、加工燃料等進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制和把關(guān)，通常會(huì)選用低含硫的材料。要保障加熱的均勻性，避免滲碳，還要對(duì)溫度進(jìn)行有效的控制，避免出現(xiàn)敏化反應(yīng)；第三，復(fù)合鋼板基層和復(fù)層采用不同的兩種金屬，所以膨脹系數(shù)不同，在熱處理后需要進(jìn)行消除應(yīng)力處理[3]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在復(fù)合鋼板的化工壓力容器制造的過(guò)程中，為了發(fā)揮復(fù)合鋼板的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，應(yīng)該采取科學(xué)有效的工藝技術(shù)，對(duì)各個(gè)工藝生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量把控。通常，在制造前要做好準(zhǔn)備工作，嚴(yán)格篩選材料、確認(rèn)材料規(guī)格，然后進(jìn)行筒體下料和排版，同時(shí)對(duì)焊接工藝進(jìn)行嚴(yán)格的把控，從多個(gè)方面入手，全面確保制造質(zhì)量。