复合板制造压力容器应注意的问题

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时间:2018-06-11

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1、复合板制造压力容器应注意的问题摘要:复合板在近几年来得到了较广泛的应用,以取代某些环境下采用的纯不锈钢。本文针对复合板制压力容器制造常见的问题进行了阐述,并对I类和II类复合板制压力容器之间的异同和应注意的事项进行了深入论述。关键词:复合板;压力容器;设计;制造;检验复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或爆炸――轧制等方法复合而成的双金属板。由于复合板具有强度高、耐蚀耐磨等特殊性能好和造价较低等优点,近年来在石化、冶金、机械、能源、航天等领域得到广泛应用。它综合了基层材料和复层材料各自的性能优点,既有

2、基层材料所有的结构强度和刚度,又有复层材料所具有的耐蚀耐磨等基层材料没有的特殊性能,使设备重量和造价大大降低,结构尺寸变小,避免了不锈钢、镍、铜、钛、铝等贵重金属材料的浪费,有着良好的经济效益和社会效益及应用前景。6在压力容器行业中,复合板主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。用于制造压力容器的复合板目前主要有两类,一类是基层材料与复层材料焊接性较好,这类材料有不锈复合钢板、镍基合金复合钢板等(以下简称I类材料);一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接,这类材料有钛复合板、铜复合板、铝复合板等

3、(以下简称II类材料)。对这两类复合材料,在容器产品设计、制造和检验时都有很大的不同,应区别对待。1材料要求对于复合板材料来说,基层与覆层贴合的紧密程度是非常关键的问题,如果基层与覆层间贴合不好,不仅不能满足防腐的要求,而且在使用过程中还有可能导致鼓包和大面积脱层,从而严重影响设备的安全使用。同时在设备制造过程中会直接影响壳体的组对焊接质量,尤其容易导致焊缝及母材微裂纹的产生,给设备的安全使用留下隐患。因此,在用复合板生产之前,仍然需要进行复验,用超声波探伤的方法对复合板的贴合程度进行抽查,不允许任何

4、超标缺陷存在。除此之外,还应视设备类别及所使用的介质等,对复合材料的力学性能,化学成分进行复验,以确保压力容器主体材料的可靠性。2容器制造采用机械切割时,复层朝上,并应注意防止复层表面的损伤。对厚度大于12mm以上的复合钢板,可按设备装备情况依次采用等离子切割、气割、氧助熔剂切割。切割后用机械方法切除热响区及端面缺陷和裂纹,严禁将切割熔渣溅在复层表面上。等离子切割时,将复层面朝上,从复层侧开始切割;采用气割时,复层朝下,从基层侧开始振动切割。6容器制作要求进行预热处理时,预热按JB4709《钢制压力容

5、器焊接工艺规程》及相关规定以基层材料为准选择预热工艺。容器制作结束,设计需要进行焊后热处理时,热处理规范按基层材料规格进行选用。对耐晶间腐蚀要求较高的设备,如基层材料需热处理,复层材料在基层材料热处理后再进行焊接。为保证复合钢板不失去原有的综合性能,焊接时基层和复层应分别进行,焊接工艺与相应的材料焊接工艺近似。对I类材料,还应增加过渡层的焊接,过渡层的填充材料要选择既能降低焊缝金属的稀释率,又要防止复层材料抗腐蚀、抗裂、抗应力腐蚀性能的降低,并对基层材料和复层材料有较好的焊接性的焊接材料。对基层和复层

6、进行切割和焊接时,为了防止飞溅及熔渣粘到复层材料表面,影响材料的性能,应在复层表面涂以保护涂层。3成形及组装对于复合板的成形,在设备能力允许的条件下,尽量采用冷加工,在成形过程中关键问题是覆层表面的保护,因为一般覆层的厚度都很薄,稍不注意就有可能导致局部表面的机械损伤,影响覆层的耐蚀作用。防止这种情况产生的有效方法,就是将曲辊及模具表面修磨光滑整洁,从而6起到保护覆层的作用,当复合板需要采用热成形时,要注意保护成形时的终止温度和冷却速度,加热次数不应超过两次,并且要使板均匀加热,以保覆层材料的耐腐蚀性

7、能。复合板壳体的组装与一般的单层壳体的组装,原则上没有多大区别,只是在对口错边量控制上复合板壳体要求要严格的多。它不是按板料的整个厚度来确定,而是按覆层的厚度来确定,规定不得超过覆层的厚度的1/2且不大于2mm。正因为如此,在前面的下料及坡口加工中,专门强调了在下料及刨边时必需严格控制其周长尺寸和对角线尺寸,其目的就在于确保组装对对口错边量符合要求。同时也可避免强制组对。此外,组装时应禁在覆层上点焊吊耳、卡子等附属物,以避免损伤覆层。如必需要点焊时,在拆除时必需对焊疤、弧坑等进行补焊并修磨至与母材齐平

8、,然后对这些部位表面做着色检查,以防止留下微裂纹等开口性缺陷,给设备的安全使用留下隐患。4容器检验容器制作过程中,需对接头进行无损检测。6对基层焊缝,按容器类别和图纸要求分别进行100%无损检测或20%局部无损检测;然后,再焊接复层贴条焊缝,对复层焊缝,一般应进行100%渗透探伤。容器整体制作完成后,按相关规定需对容器进行强度试验。对I类材料容器,一般强度试验都可一次通过;而对II类材料,由于基层和复层材料之间不易结合,往往需反复多次才能通过强度试验。这

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