浙江(jiang)至德鋼(gang)(gang)業有限公司生(sheng)產的(de)100萬(wan)噸(dun)／年(nian)延遲焦(jiao)化裝置(zhi)均由主體(ti)材質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)(gang)制作的(de)容器，產品規格：直徑(jing)為(wei)(wei)1400～2200mm，復合鋼(gang)(gang)板(ban)厚為(wei)(wei)（18＋3）mm，設計(ji)標準為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設計(ji)壓力為(wei)(wei)1.43MPa設計(ji)溫度為(wei)(wei)73℃，介質為(wei)(wei)柴(chai)油、汽油、焦(jiao)化干(gan)氣(qi)，要(yao)求(qiu)設備焊后對塔(ta)體(ti)內表面進行酸洗和鈍化處理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊接性(xing)
1. 化學成分(fen)及力學性能(neng)
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)屬于鐵素體復(fu)合鋼(gang)板(ban)，復(fu)層為(wei)鐵素體不銹(xiu)鋼(gang)，基層為(wei)珠(zhu)光(guang)體鋼(gang)，其化(hua)學成分(fen)見表5-38和表5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復(fu)合(he)鋼(gang)板的化(hua)學成(cheng)分(fen)及力學性能(neng) 、表5-39 20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的力學性能
2. 焊(han)接(jie)特點(dian)
該類(lei)復合鋼板的(de)焊接性主要取(qu)決(jue)于鐵素體鋼的(de)物理性能(neng)、化學(xue)成分、接頭(tou)形式及填充(chong)材料(liao)的(de)種類(lei)。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)容易產生(sheng)冷裂紋(wen)(wen)，復(fu)(fu)合鋼板的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)也(ye)屬于異種鋼的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，其基(ji)層與復(fu)(fu)層母材在(zai)成(cheng)分(fen)、性(xing)能等方面有較(jiao)(jiao)大的(de)差(cha)異，而且基(ji)層與復(fu)(fu)層的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料也(ye)同樣存(cun)在(zai)較(jiao)(jiao)大的(de)差(cha)異，因此(ci)稀(xi)釋(shi)作用強烈，增大了(le)結(jie)晶裂紋(wen)(wen)傾向，導致異種鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)冷卻時(shi)容易形成(cheng)淬硬(ying)組織，同時(shi)珠(zhu)光體(ti)與鐵素體(ti)的(de)線脹系數相差(cha)較(jiao)(jiao)大，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)中會產生(sheng)較(jiao)(jiao)大的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應力(li)，都會促使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)冷裂紋(wen)(wen)的(de)產生(sheng)。此(ci)外焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)易產生(sheng)脆性(xing)：基(ji)層和復(fu)(fu)層的(de)鉻含量(liang)差(cha)別較(jiao)(jiao)大，促使碳向復(fu)(fu)層遷移(yi)擴散，而在(zai)其交界(jie)面的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬區域形成(cheng)增碳層和脫碳層，加劇熔合區的(de)脆化(hua)。
二、焊接方(fang)法的選擇
根據(ju)設計(ji)圖樣的(de)(de)要求，采用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，但(dan)生(sheng)產單位(wei)可以(yi)自(zi)選其他焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法。由于(yu)延遲焦(jiao)化裝置的(de)(de)塔器規格大，且(qie)數量多，選用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)＋埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)相(xiang)結合的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法，既能保證產品的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)質量，又能滿(man)足客戶的(de)(de)工期要求。
三、焊(han)接材料的(de)選擇
為了(le)保證復(fu)合(he)鋼板的焊接質量，首先(xian)要恰當地選擇復(fu)層(ceng)和基層(ceng)的焊接材料，有效地防(fang)止稀(xi)釋和碳(tan)的遷(qian)移(yi)等問(wen)題，在(zai)基層(ceng)與復(fu)層(ceng)之間要焊過渡層(ceng)。
復(fu)(fu)(fu)層(ceng)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料應保證(zheng)熔敷(fu)金(jin)屬的主要合金(jin)元素不低于復(fu)(fu)(fu)層(ceng)母(mu)材(cai)標準(zhun)規定的下(xia)限(xian)值(zhi)，對于06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)接采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)選(xuan)用(yong)(yong)A062；基(ji)層(ceng)按基(ji)層(ceng)鋼材(cai)合金(jin)含量選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料，以保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)接接頭的抗拉強(qiang)度不低于基(ji)層(ceng)母(mu)材(cai)標準(zhun)規定的抗拉強(qiang)度下(xia)限(xian)值(zhi)，基(ji)層(ceng)根部選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)為(wei)J427；埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)選(xuan)用(yong)(yong)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)絲為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)為(wei)HJ431；過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料選(xuan)用(yong)(yong)A062，以保證(zheng)能補(bu)充(chong)基(ji)層(ceng)對復(fu)(fu)(fu)層(ceng)造成的稀釋。焊(han)(han)(han)(han)接20R／06Cr13Al復(fu)(fu)(fu)合鋼板(ban)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)絲的熔敷(fu)金(jin)屬的化學成分見表(biao)5-40。
四、焊(han)接次序
復(fu)合(he)鋼板(ban)的(de)焊接次序如(ru)圖5-20所示，即先焊基(ji)層(ceng)焊縫，再(zai)焊過(guo)渡層(ceng)焊縫，最后焊復(fu)層(ceng)焊縫。過(guo)渡層(ceng)的(de)熔焊金屬在基(ji)層(ceng)的(de)厚度(du)為(wei)(wei)1.5～2.5mm為(wei)(wei)宜，在復(fu)層(ceng)處的(de)厚度(du)為(wei)(wei)0.1～1.5mm為(wei)(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊接
先焊(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)打底(di)，打底(di)焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)厚度不能(neng)太薄，以(yi)防埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)(han)接參數太大而燒穿，焊(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)350℃烘干2h，以(yi)防焊(han)(han)(han)(han)接時產生氣孔。然后用(yong)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)進(jin)行(xing)(xing)施焊(han)(han)(han)(han)，要嚴格(ge)控(kong)制焊(han)(han)(han)(han)接速度等焊(han)(han)(han)(han)接參數，保(bao)(bao)證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合格(ge)率。用(yong)磨光機徹底(di)清理(li)根部焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)從背面進(jin)行(xing)(xing)打底(di)焊(han)(han)(han)(han)，以(yi)保(bao)(bao)證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面良好的(de)(de)成形和(he)內在的(de)(de)質量。
2. 過渡層的焊(han)接
復(fu)合鋼(gang)板焊(han)(han)(han)接的(de)重點和難(nan)點均在過(guo)渡(du)層的(de)焊(han)(han)(han)縫上，在焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫時(shi)，預留出1.5～2.5mm的(de)基層厚度，用(yong)A062焊(han)(han)(han)條進(jin)行電弧(hu)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進(jin)行150℃烘干1h，采用(yong)小的(de)熱輸入(ru)、反極性、直線運條和多層多道焊(han)(han)(han)。
3. 復層的焊接(jie)
復層(ceng)(ceng)焊接時，采用A062焊條(tiao)，焊前(qian)對(dui)焊條(tiao)進行150℃烘(hong)干1h，采用短弧、小電流、快(kuai)速焊、不(bu)作(zuo)橫向擺動，并且(qie)嚴格控制層(ceng)(ceng)間(jian)溫度(du)不(bu)大于150℃。這(zhe)樣可以有效地防止焊縫在高溫停留時間(jian)過長，否則會出現粗晶(jing)脆化傾向，焊接參數見表5-41。
六、酸洗鈍化處理
復(fu)(fu)合(he)(he)鋼(gang)板的基層(ceng)要(yao)保證容器(qi)要(yao)求承受的壓力(li)，而復(fu)(fu)層(ceng)應滿足(zu)需要(yao)的耐蝕性，在復(fu)(fu)合(he)(he)鋼(gang)制容器(qi)的生產過程中，復(fu)(fu)層(ceng)可能被污染，故對塔體內表面要(yao)進(jin)行酸洗鈍化(hua)處理。
七、無損檢測
20R／06Cr13Al復合(he)鋼板焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)產(chan)生冷裂(lie)紋有一定的潛伏(fu)期，當然與(yu)填充(chong)材料和(he)焊接(jie)(jie)工藝(yi)密切相(xiang)關(guan)。為了(le)保證(zheng)獲(huo)得優質(zhi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，焊后需要停留24h再進(jin)行(xing)無損檢測。
對復合(he)(he)鋼板的焊縫進(jin)行100％滲透檢測，均符合(he)(he)JB／T4730.5規(gui)定，I級合(he)(he)格。
對(dui)(dui)所(suo)有塔器(qi)的對(dui)(dui)接(jie)接(jie)頭進行射線(xian)檢測，符(fu)合(he)JB／T4730.5規定(ding)，II級合(he)格(ge)。
八(ba)、焊接(jie)接(jie)頭性能
對20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的(de)對接焊縫先進(jin)行過焊接工(gong)藝評(ping)定，其(qi)力學性(xing)能試(shi)驗(yan)結果見表5-42，完全(quan)滿(man)足設計圖樣的(de)要求。
表5-42 復合鋼板對(dui)接(jie)焊縫(feng)的力學性能試(shi)(shi)驗結果（試(shi)(shi)樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工(gong)藝措施，產品焊(han)接一次(ci)合格率達到99％，符合了(le)設計圖樣要求也滿足了(le)生產實(shi)際需要。
