浙江(jiang)至(zhi)德鋼(gang)(gang)業(ye)有限(xian)公司生產的100萬(wan)噸／年延遲焦化裝置均(jun)由(you)主體材質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)(gang)制(zhi)作(zuo)的容器，產品規格(ge)：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復合鋼(gang)(gang)板厚為(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、焦化干(gan)氣，要求設備焊后對塔體內表面進(jin)行酸洗和鈍化處理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊接性
1. 化學(xue)(xue)成分及力(li)學(xue)(xue)性(xing)能
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)屬于鐵素體(ti)復(fu)合鋼(gang)板，復(fu)層為鐵素體(ti)不銹鋼(gang)，基層為珠光體(ti)鋼(gang)，其(qi)化學成分見表(biao)5-38和表(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復(fu)合(he)鋼板的化學(xue)成分及力(li)學(xue)性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復合鋼板(ban)的力學性(xing)能
2. 焊接特點
該類(lei)(lei)復合鋼板的(de)焊接(jie)性主要取決于鐵素(su)體鋼的(de)物理性能、化學(xue)成分、接(jie)頭形式及填充材料的(de)種類(lei)(lei)。
焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭容(rong)易產生冷(leng)裂(lie)紋，復合(he)鋼板的焊(han)(han)接(jie)(jie)也屬于異(yi)種鋼的焊(han)(han)接(jie)(jie)，其基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)(ceng)母材在(zai)成分、性(xing)能等方面(mian)有較大的差(cha)異(yi)，而且基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)接(jie)(jie)材料也同樣(yang)存在(zai)較大的差(cha)異(yi)，因此稀(xi)釋(shi)作用強烈，增大了結(jie)晶裂(lie)紋傾向(xiang)，導致異(yi)種鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在(zai)焊(han)(han)后冷(leng)卻時容(rong)易形(xing)成淬硬組織(zhi)，同時珠光體與鐵(tie)素體的線脹系數相差(cha)較大，接(jie)(jie)頭中會(hui)產生較大的焊(han)(han)接(jie)(jie)應力，都會(hui)促使焊(han)(han)接(jie)(jie)冷(leng)裂(lie)紋的產生。此外焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭易產生脆性(xing)：基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)復層(ceng)(ceng)(ceng)的鉻含量(liang)差(cha)別較大，促使碳向(xiang)復層(ceng)(ceng)(ceng)遷移擴散，而在(zai)其交界(jie)面(mian)的焊(han)(han)縫(feng)金屬區域形(xing)成增碳層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)脫(tuo)碳層(ceng)(ceng)(ceng)，加劇熔合(he)區的脆化。
二、焊接(jie)方法的選擇
根(gen)據設(she)計圖樣的(de)(de)要求，采用焊條電(dian)(dian)弧焊施焊，但生產(chan)單位可以自選(xuan)其他焊接方(fang)(fang)法(fa)。由于延遲(chi)焦化(hua)裝置的(de)(de)塔器規格(ge)大(da)，且數(shu)量多(duo)，選(xuan)用焊條電(dian)(dian)弧焊＋埋弧焊相結合的(de)(de)焊接方(fang)(fang)法(fa)，既能(neng)保證產(chan)品的(de)(de)焊接質量，又(you)能(neng)滿足客戶的(de)(de)工(gong)期要求。
三、焊(han)接材料的(de)選擇
為(wei)了保證復合鋼板(ban)的(de)焊接(jie)質(zhi)量(liang)，首先要恰(qia)當地(di)選擇復層(ceng)和(he)基(ji)(ji)層(ceng)的(de)焊接(jie)材料，有(you)效地(di)防止(zhi)稀釋(shi)和(he)碳的(de)遷移等問題，在基(ji)(ji)層(ceng)與復層(ceng)之間要焊過渡層(ceng)。
復(fu)(fu)層(ceng)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)應保(bao)證熔敷金(jin)(jin)屬的(de)(de)主要合(he)金(jin)(jin)元素不低于復(fu)(fu)層(ceng)母(mu)材(cai)(cai)標(biao)準規(gui)定的(de)(de)下限(xian)(xian)值，對于06Cr13Al焊(han)(han)(han)接(jie)采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)選(xuan)用(yong)(yong)A062；基(ji)層(ceng)按基(ji)層(ceng)鋼(gang)材(cai)(cai)合(he)金(jin)(jin)含量選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)，以(yi)保(bao)證焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)抗拉(la)強度不低于基(ji)層(ceng)母(mu)材(cai)(cai)標(biao)準規(gui)定的(de)(de)抗拉(la)強度下限(xian)(xian)值，基(ji)層(ceng)根部選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)為(wei)J427；埋(mai)弧焊(han)(han)(han)選(xuan)用(yong)(yong)填充焊(han)(han)(han)絲為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)劑為(wei)HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)選(xuan)用(yong)(yong)A062，以(yi)保(bao)證能補(bu)充基(ji)層(ceng)對復(fu)(fu)層(ceng)造(zao)成的(de)(de)稀釋。焊(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)和(he)焊(han)(han)(han)絲的(de)(de)熔敷金(jin)(jin)屬的(de)(de)化學成分見表5-40。
四、焊接(jie)次序(xu)
復合鋼(gang)板的(de)(de)焊(han)(han)接次序如圖(tu)5-20所示，即先(xian)焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，再(zai)焊(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，最后焊(han)(han)復層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)。過渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)熔(rong)焊(han)(han)金屬(shu)在(zai)基(ji)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚(hou)度為1.5～2.5mm為宜，在(zai)復層(ceng)(ceng)處的(de)(de)厚(hou)度為0.1～1.5mm為宜。
五、焊接(jie)要點
1. 基(ji)層(ceng)的焊(han)接(jie)
先焊(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使用(yong)(yong)(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)打(da)底(di)，打(da)底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)的(de)(de)厚度不能太薄(bo)，以防埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)因(yin)焊(han)(han)(han)(han)(han)接參(can)數太大而燒穿，焊(han)(han)(han)(han)(han)前對(dui)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)(xing)350℃烘干(gan)2h，以防焊(han)(han)(han)(han)(han)接時(shi)產生氣(qi)孔(kong)。然后用(yong)(yong)(yong)埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)進行(xing)(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴格(ge)控制焊(han)(han)(han)(han)(han)接速度等焊(han)(han)(han)(han)(han)接參(can)數，保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合格(ge)率(lv)。用(yong)(yong)(yong)磨光機徹底(di)清(qing)理根部焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)從背面進行(xing)(xing)打(da)底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)，以保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面良好的(de)(de)成形和內在的(de)(de)質(zhi)量(liang)。
2. 過渡層的焊(han)接
復合鋼板焊(han)接的(de)重點(dian)和(he)難點(dian)均在過渡層(ceng)的(de)焊(han)縫(feng)上，在焊(han)基層(ceng)焊(han)縫(feng)時，預留出1.5～2.5mm的(de)基層(ceng)厚度(du)，用(yong)A062焊(han)條(tiao)(tiao)進(jin)行(xing)電弧焊(han)，焊(han)前對焊(han)條(tiao)(tiao)進(jin)行(xing)150℃烘干1h，采(cai)用(yong)小的(de)熱輸(shu)入、反極性、直(zhi)線運條(tiao)(tiao)和(he)多(duo)層(ceng)多(duo)道焊(han)。
3. 復層的焊接(jie)
復層(ceng)焊(han)接時，采用A062焊(han)條，焊(han)前對焊(han)條進行(xing)150℃烘干1h，采用短弧(hu)、小電流(liu)、快速焊(han)、不作橫向擺動，并且嚴格控制層(ceng)間溫度不大于150℃。這樣可以有效地防止焊(han)縫在高溫停留時間過長(chang)，否則會出現(xian)粗晶脆化傾向，焊(han)接參數(shu)見表5-41。
六、酸(suan)洗鈍化(hua)處(chu)理
復(fu)(fu)合(he)(he)鋼板的基(ji)層要(yao)保證(zheng)容器要(yao)求承受(shou)的壓力，而(er)復(fu)(fu)層應滿(man)足需要(yao)的耐(nai)蝕(shi)性，在復(fu)(fu)合(he)(he)鋼制容器的生產過程中，復(fu)(fu)層可能被(bei)污(wu)染，故對(dui)塔(ta)體內(nei)表面要(yao)進行(xing)酸洗鈍化處理。
七(qi)、無(wu)損檢測
20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板焊接接頭(tou)產(chan)生冷裂(lie)紋(wen)有一定的潛伏期，當然與填(tian)充材(cai)料和焊接工藝密切(qie)相關。為了保證(zheng)獲得優(you)質焊接接頭(tou)，焊后需要停留24h再進行無(wu)損(sun)檢測。
對復合鋼板(ban)的(de)焊(han)縫進行100％滲(shen)透檢(jian)測，均符合JB／T4730.5規定，I級合格。
對(dui)所(suo)有(you)塔(ta)器的對(dui)接接頭進行射線檢測(ce)，符(fu)合(he)JB／T4730.5規定，II級合(he)格。
八、焊(han)接接頭(tou)性能
對20R／06Cr13Al復合鋼板的對接焊縫(feng)先進行過焊接工(gong)藝評定，其力學性能試驗結果見表(biao)5-42，完全滿足設(she)計圖樣的要求。
表5-42 復合鋼(gang)板對接焊縫的力學(xue)性(xing)能試驗(yan)結果（試樣尺(chi)寸：5mm×10mm×55mm）
采(cai)取上(shang)述工藝措施，產品焊接一(yi)次合格率達到(dao)99％，符合了(le)設計圖(tu)樣要求也滿(man)足(zu)了(le)生產實(shi)際(ji)需要。
