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时间:2017-12-08
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1、化工装备问题与对策钛-钢复合板压力容器制造技术郭文彬(江苏远方迪威尔容器有限公司,宜兴214206)摘要:本文主要介绍钛-钢复合板压力容器接头形式、焊接要求及制造技术要点,以期为钛-钢复合板压力容器制造提供技术参考。关键词:钛-钢复合板压力容器焊接接头焊接技术1前言4压力容器用钛-钢复合板材料主要技术规定在某种腐蚀条件下,钛具有比不锈钢、铝、4.1覆材符合GB/T3621钛及钛合金板材中的[1]铜有更优良的耐蚀性。虽然造价比不锈钢设备TA0、TA1、TA2、TA9、TA10。高,但在一定条件下,钛制设备使用可靠性高,4.2基材符合寿命长,因此钛得到了广泛的应用。4.
2、2.1GB713锅炉和压力容器用钢板,如我国使用钛材制造化工设备已有40多年历Q245R和Q345R;史。但是,钛制化工设备尤其钛-钢复合板制化4.2.2GB24511承压设备用不锈钢钢板及钢工设备,比钢制化工设备在技术上有更多难度,带,如S30408;积累经验也少得多,因此,对于钛-钢复合板制4.2.3GB3531低温压力容器用低合金钢钢化工设备的设计、制造,备受关注。板,如16MnDR;钛-钢复合板制化工设备中用量最多的是容4.2.4NB/T47008承压设备用碳素钢和合金器,而且是压力容器。一般情况下,当操作压力钢锻件,如16Mn;和温度(200℃以上)较高时
3、,压力容器的封头4.2.5NB/T47009低温承压设备用低合金钢和全部筒节均用钛-钢复合板制造,就是常说的锻件,如16MnD;钛-钢复合板压力容器。4.2.6NB/T47010承压设备用不锈钢和耐热2钛-钢复合板生产方法钢锻件,如S30408。按照目前复合板生产技术,钛-钢复合板生产注:基材也可采用上述各标准中的其他牌号。方法允许使用轧制法、爆炸法、爆炸-轧制法三种4.3覆材在复合前应处于退火状态。方法。压力容器钛-钢复合板常用的是爆炸法。4.4基材的技术要求(如交货状态、力学性能检验率、超声检测等)还应符合GB150或3压力容器用钛-钢复合板级别JB4732的规
4、定。以锻件为基材时,应采用III级或3.1压力容器用钛-钢爆炸复合板分为1级、IV级锻件。2级、3级。4.5压力容器用钛-钢复合板应经热处理(消3.21级复合板,未结合率0%,用于过渡接除应力退火)、校平、剪切(或切割)及覆材表头、法兰等高结合强度,且不允许不结合区存面去除氧化皮处理后交货。在;2级复合板,未结合率≤2%,是将钛材作为4.6压力容器用钛-钢复合板应逐张超声检强度设计材料或特殊用途的复合板,如管板等;测,扫查方式采用100%扫查。其结合状态应符3级复合板,未结合率≤5%,是将钛材作为耐蚀合相应级别规定。设计,而不考虑其强度的复合板。-45-化工装备问题
5、与对策4.7压力容器用钛-钢复合板复合界面的结合度选定为650℃,保温时间20~30分钟。剪切强度应不小于140MPa。对于双面复合板,虽然在650℃时,钛完全再结晶,但钢仍处分别保留不同侧覆材进行剪切试验。于不完全再结晶状态,说明在钛-钢复合板复合4.8压力容器用钛-钢复合板只进行基材的拉界面仍有部分应力存在。伸试验,其试验结果应符合基材标准规定。6压力容器用钛-钢复合板筒体卷制4.9压力容器用钛-钢复合板只进行基材的冲钢板卷制成筒体过程中,在钢板厚度方向击试验,冲击试验温度和冲击功应符合基材标准上,钢板厚度中性线外层受到拉伸、内层受压规定。如基材标准无冲击试验要
6、求,则复合板不缩,越靠近外层受到的拉伸变形越大,愈靠近内进行冲击试验。侧受到的压缩变形越大。微观各层存在滑动趋4.10压力容器用钛-钢复合板弯曲性能势,即存在剪切应力。单面复合板做内弯曲(覆材表面受压)和外由于钛-钢复合板复合虽经退火消除部分因弯曲(覆材表面受拉)试验,双面复合板外弯曲爆炸而产生的应力,但界面仍存在有部分应力,(两种覆材表面分别受拉)试验,试验要求和试再叠加因卷制而产生的剪切应力,使得本来结合验结果按表1规定。基材为锻件的复合板不进行弯剪切强度不高的钛-钢复合板复合界面面临巨大曲试验。剥离风险。5复合板复合界面的结合剪切强度这些因素,决定了钛-钢复合
7、板筒体卷制的标准NB/T47002-2009规定,压力容器用特殊要求。钛-钢复合板复合界面的结合剪切强度应不小于6.1使用合适的预弯模板进行板端预弯。140MPa,不锈钢-钢复合板复合界面的结合剪切6.2卷板一次压下量不宜过大,不应在同一强度应不小于210MPa,二者相比,标准剪切强区域往复成形。度下限规定值,前者比后者小70MPa,主要在于6.3纵缝基层焊接完毕先进行无损检测,并钛-钢复合板在650℃退火处理的结果。焊接返修合格。爆炸后的复合板有内应力存在。内应力大6.4尽可能减少筒体再找圆次数。时,在运输或冷矫正过程中会使钛与钢分离,所7压力容器用钛-钢复合
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