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1、论述应用复合钢板的压力容器制造工艺【摘要】复合钢板因其良好的适用性和经济性而在石油、化工、航海、医疗、食品行业中被广泛应用,但其制造具有特殊性。文章主要从应用复合钢板的压力容器制造中的板材复合、筒体下料、排版、焊接工艺及相关要求进行阐述。【关键词】复合钢板；压力容器；制造工艺；筒体下料；排版；焊接；复层；过渡层；基层材料；纵焊缝1.用作压力容器的复合钢板概述复合钢板在石油、化工、航海、医疗、食品行业和军工生产中得到越来越广泛的应用。但是由于压力容器用复合钢板一般是在石油化工等具有重大危险的环境中使用,既承受压力,工作介质几乎又都是具有强烈腐蚀作用的物质；且由于压力容器用复
2、合钢板的制造工艺较为严格,一般的厂家因接触少,工艺不成熟,在制造中经常会出现一些问题,如筒体下料尺寸不合适、焊缝蠕变断裂等。常用的压力容器复合钢板是以某种钢作为基层,以另一种钢或有色金属作为复层,通过热轧或爆炸成型工艺等方法复合而成的双金属板。其基层主要满足结构强度和刚度的要求,一般用低碳钢或低合金钢；而复层主要是满足耐腐蚀性的要求,一般用铬或铬镍不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛板。复合钢板既有优质或贵重金属具备的特殊性能,又可以节约大量的不锈钢或钛等贵重金属,在保证技术要求的同时可大幅降低成本,具有很大的经济价值。2.复合钢板的压力容器制造工艺2.1准备阶段复合钢板基层与
3、复层的材料因需要而定。基层材料为16mnr,复层材料为0crl8ni9的不锈钢复合钢板较为常用。在复合前,复合钢板应符合以下条件:（1）被选用的复合钢板应符合国家现行标准的质量证明书,并确保板面平整。（2）复合钢板不得有使用上的有害外观缺陷。基层与复层的结合面积应占总面积的95%以上,局部未结合面积不得超过50cm2。基层与复层表面的浅平缺陷,如果不可磨掉,则复层表面的全部缺陷面积总和不得超过复合面积的20%。（3）对复合钢板的机械性能,其抗拉强度和作延伸率原则上应等于或大于母材值；抗弯试验标准应与总厚度相等的母材相同,抗剪强度对任何总厚度<100mm的钢板应≥20kgf
4、/mm2；贴合弯曲3个试样中有两个试样弯曲部分两边不能有50mm以上的分层现象。（4）复合钢板在进厂时均应进行超声波探伤试验,不得有使用上有害的分层现象。2.2下料、拼接压力容器复合钢板在制造前,厂家应按照要求将16mnr与0crl8ni9板材下好料。由于2种板材规格不同,尤其是复层材料不锈钢板壁厚较薄,板长和板宽都较小,故需要拼接。下料及拼接时应注意:（1）按容器尺寸确定封头和简体实际需要的板材长度l和宽度b。（2）l+100mm和b+100mm为基层板材的最小下料长度及宽度,下料时最好将宽度圆整合到与b+100mm最相近的标准宽度。如果要从长度方向截取焊接试板,则下料
5、长度至少为l+500mm。（3）为满足复合工艺的要求,复层的长度和宽度应比实际所下基层的长度和宽度大50mm,即每边大25mm。（4）按照实际所需复层板材的长度和宽度以及现有复层板材的规格进行拼接,拼接焊缝应焊透磨平,并作渗透无损检测,应无裂纹及其他超标缺陷,基层板与复层板应平整。2.3筒体下料（1）复合钢板的筒体与封头对接焊接,二者直径应一致。（2）复合板筒体或封头的中性层所处的直径小于中径,简体展开长度应按下式计算:l=π(di+2yh)式中,di:封头实测内径；yh:封头中性层离内壁的距离。（3）无论是纵焊缝还是环焊缝,复合钢板筒体与封头对接处的错边量不得大于钢板复
6、层厚度的50%,且不得大于2mm。2.4筒体排版先将筒体以顺时针的方向展开,然后在筒身标出所有接管孔的位置及孔径,并按纵环焊缝错开接管孔的原则确定板材的长度和宽度,纵环焊缝距边缘的距离应大于100mm。2.5焊接（1）复合钢板的焊接方法,可根据材质、接头厚度、坡口尺寸及施工条件等情况确定,通常可采用手工电弧焊、埋弧自动焊、co2保护焊或氩弧焊等方法。（2）复合钢板基层、复层和过渡层焊条的选择:如16mnr+0crl8ni9复合钢板,基层可用j507、j507r焊条,过渡层用a302或者a402焊条,复层用a132焊条较为合适。（3）焊接顺序:对于在焊接时,一般是先焊内侧基
7、层焊缝,反过来外侧挑焊根,用碳弧气刨铲焊根,清除熔渣、夹渣,再将基层焊缝填满；焊好后在复层侧用角砂轮打磨,检查合格后,再进行内侧过渡层焊接,最后焊复层。焊接时,应严格控制内侧基层焊缝高度,使其距复层界面1mm～1.5mm为止,绝对不能焊到复层；过渡层焊缝只焊一层,其熔焊金属应完全覆盖基层,并覆盖复层0.5mm～1.5mm,焊过渡层时应该采用较小的线能量,以防止基层金属渗入复层而引起焊缝缺陷。2.6其他注意事项（1）切割、弯曲或深拉加工复合钢板时,应将复层放在下面,必要时还应设置保护层,以防止放在上面的复层材料表面划伤。（2）复
