復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 復合前的制造步驟

復合鋼板由兩個部分組成，一部分是基層，另一部分是復層，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的復層材料，在復合之前，需要考慮以下問題：第一，確保復合鋼板保板面的平滑性、完整性符合要求，根據國家質量標準進行檢測，并配備相應的質檢證明書；第二，在使用復合鋼板的過程中，要保障其外觀完好，基層和復層幾何面積要占絕大多數，通常不低于總面積的95%。局部沒有接合的面積不能超過45cm2。如果加工過程中承受較大負荷，則需要更加嚴格的要求；第三，對復合鋼板的機械性能進行嚴格的要求，檢測其延伸率和抗拉強度，確保各項指標都在基層材料之上。抗彎曲性能數值也不能低于基層材料，二者應該保持平衡。抗剪強度不能低于母材強度；第四，復合鋼板使用之前，要對內部傷痕進行檢測，可以采用超聲波實驗的方式進行檢測，如果檢測到有害分層則鋼板需要修補或作廢。如果進行修復，則要嚴格按照要求修補，選擇與原材料相同的修補材料。

在制造壓力容器復合鋼板之前，需要根據要求下料，由于板材規格不同，且復層材料不銹鋼板壁厚、板的長度和寬度都比較小，所以采用拼接的方式。在拼接過程中需要注意以下幾個方面：第一，根據容器尺寸對筒體需要的板材長寬進行確認。板材長度+80mm和板材寬度40mm是基層板材最小下料規格，如果焊接試板從長度的方向進行截取，下料長度就必須超過板材長度+250mm；第二，根據具體的工藝要求，復層板材的規格應該大于實際基層規格，長寬都超過15mm；第三，根據復層板材長寬規格要求進行拼裝，采用焊透磨平的工藝技術，并進行滲透無損檢測，確認裂紋或其他指標符合要求[1]。

2 筒體下料和排版

2.1 下料

在復合鋼板筒體對接焊接封頭的過程中，要保障二者直徑一致。在卷圓的過程中，板材可能受到彎曲作用的影響，其中有一層的應力=0，該層為中性層，其周長不會發生變化。根據封頭中性層的周長對筒體展開長度進行分析，確認該長度是否合理。對縱焊縫和環焊縫進行詳細的檢查，復合板筒體和封頭對接的位置錯邊量應該低于鋼板復層厚度，通常不超過其厚度的一半，且在1mm以下。

2.2 排版

筒體排版是一項比較簡單的工作（如圖1），可以先按照順時針的順序擺放筒體，然后標記降接管孔和孔徑，根據縱向焊縫錯開接管孔的要求確認板材規格，同時對環焊縫進行檢查，環焊縫和邊緣之間應該保持10cm以上的距離。

3 焊接和其他制造要求

3.1 焊接

在生產制造的過程中，焊接是十分重要的一個工藝環節，通常要根據材質、坡口尺寸、設計要求等選取焊接設備和工藝，可以采用手工電弧焊、C02保護焊、氬弧焊等焊接技術。復合鋼板基層、復層和過渡層可以選賊Q345R和S30403復合鋼板作為焊條，基層采用J506或J507焊條，復層和過渡層則分別選用J507和A302焊條。在焊接的過程中，首先對內側基層縫隙進行焊接，然后焊接外側，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。基層焊接結束之后，采用砂輪打磨的方式處理復層，確認處理合格之后在進行過渡層焊接，復層最后焊接。在焊接的過程中，要對內側基層焊縫的高度進行嚴格的控制，使其與復層界面保持一定的距離，通常控制在1-1.5mm之間，不能焊接到復層之中[2]。

圖1 筒體排版示意圖

3.2 其他要求

為了保障復合鋼板的化工壓力容器制造的質量，其還有以下工藝要求：第一，在進行切割、彎曲等操作的過程中，要明確復層位置，通常將其放在最下面，視情況可以設置保護層，避免切割或彎曲的過程中出現劃傷、損壞等問題，這些問題難以修復，會影響容器整體質量；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，則要對鋼板的平整性、加工燃料等進行嚴格的質量控制和把關，通常會選用低含硫的材料。要保障加熱的均勻性，避免滲碳，還要對溫度進行有效的控制，避免出現敏化反應；第三，復合鋼板基層和復層采用不同的兩種金屬，所以膨脹系數不同，在熱處理后需要進行消除應力處理[3]。

4 結語

綜上所述，在復合鋼板的化工壓力容器制造的過程中，為了發揮復合鋼板的應用優勢，應該采取科學有效的工藝技術，對各個工藝生產環節進行嚴格的質量把控。通常，在制造前要做好準備工作，嚴格篩選材料、確認材料規格，然后進行筒體下料和排版，同時對焊接工藝進行嚴格的把控，從多個方面入手，全面確保制造質量。