浙江至德鋼(gang)(gang)業有(you)限公司(si)生產(chan)的100萬噸／年延(yan)遲焦化裝置均由(you)主體(ti)材(cai)質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)(gang)制作的容器(qi)，產(chan)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(she)計標準為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)計壓力為(wei)(wei)1.43MPa設(she)計溫度為(wei)(wei)73℃，介(jie)質為(wei)(wei)柴(chai)油、汽油、焦化干氣(qi)，要求設(she)備焊后對塔體(ti)內表面進行(xing)酸(suan)洗和鈍化處理(li)。
一(yi)、20R／06Cr13Al 復合鋼焊(han)接性
1. 化學(xue)成分及力學(xue)性能
20R／06Cr13Al復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)屬于鐵素(su)體(ti)復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板，復(fu)(fu)層(ceng)為(wei)鐵素(su)體(ti)不銹鋼(gang)，基(ji)層(ceng)為(wei)珠(zhu)光(guang)體(ti)鋼(gang)，其化學成分見表5-38和表5-39。
表(biao)5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化學(xue)成分及(ji)力學(xue)性能(neng) 、表5-39 20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的力學性能
2. 焊接特點(dian)
該(gai)類復合鋼板(ban)的(de)焊(han)接性主要取決于鐵素體鋼的(de)物理性能、化學成分、接頭形式及填(tian)充材料(liao)的(de)種類。
焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)容(rong)易產生(sheng)冷裂紋，復(fu)合鋼(gang)板的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)也屬于異(yi)種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)，其(qi)基層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)母材(cai)在成分、性能(neng)等方面有較大的(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異(yi)，而且基層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料也同樣存(cun)在較大的(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)(cha)異(yi)，因此稀釋作用強烈(lie)，增大了結晶裂紋傾向(xiang)，導(dao)致異(yi)種鋼(gang)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)在焊(han)后冷卻時容(rong)易形(xing)成淬硬(ying)組織(zhi)，同時珠(zhu)光體與鐵素體的(de)(de)(de)(de)線脹(zhang)系數相(xiang)差(cha)(cha)(cha)較大，接(jie)(jie)頭(tou)中會(hui)產生(sheng)較大的(de)(de)(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)應力，都(dou)會(hui)促(cu)使焊(han)接(jie)(jie)冷裂紋的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)。此外(wai)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)易產生(sheng)脆性：基層(ceng)(ceng)和(he)復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)含量差(cha)(cha)(cha)別較大，促(cu)使碳向(xiang)復(fu)層(ceng)(ceng)遷移擴散，而在其(qi)交界面的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)屬區域形(xing)成增碳層(ceng)(ceng)和(he)脫碳層(ceng)(ceng)，加劇(ju)熔合區的(de)(de)(de)(de)脆化。
二、焊接方法的選(xuan)擇(ze)
根據設(she)計圖樣(yang)的(de)(de)要求(qiu)，采用焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)施焊(han)(han)(han)，但生(sheng)產(chan)單位可以(yi)自選其他焊(han)(han)(han)接方(fang)(fang)法(fa)。由于延遲焦化裝置(zhi)的(de)(de)塔器規格大，且數量(liang)多，選用焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)＋埋弧焊(han)(han)(han)相結合的(de)(de)焊(han)(han)(han)接方(fang)(fang)法(fa)，既能保證產(chan)品的(de)(de)焊(han)(han)(han)接質(zhi)量(liang)，又能滿足客(ke)戶的(de)(de)工期要求(qiu)。
三、焊接材料的(de)選擇
為了保證(zheng)復(fu)合鋼板的(de)焊(han)接(jie)質量，首先要(yao)恰當(dang)地選擇復(fu)層(ceng)和(he)基層(ceng)的(de)焊(han)接(jie)材料，有效地防止稀釋(shi)和(he)碳(tan)的(de)遷移等問題，在基層(ceng)與復(fu)層(ceng)之間要(yao)焊(han)過渡層(ceng)。
復層(ceng)用(yong)焊(han)(han)接材料應保(bao)證(zheng)熔敷金屬的(de)(de)主要合(he)金元素不(bu)低于(yu)復層(ceng)母材標準規定的(de)(de)下限(xian)值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)接采(cai)用(yong)焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)，焊(han)(han)條選(xuan)用(yong)A062；基(ji)層(ceng)按(an)基(ji)層(ceng)鋼材合(he)金含量選(xuan)用(yong)焊(han)(han)接材料，以(yi)保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接接頭的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)不(bu)低于(yu)基(ji)層(ceng)母材標準規定的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)下限(xian)值，基(ji)層(ceng)根部選(xuan)用(yong)焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)，焊(han)(han)條為J427；埋(mai)弧(hu)焊(han)(han)選(xuan)用(yong)填充焊(han)(han)絲(si)為H08A，焊(han)(han)劑為HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)接材料選(xuan)用(yong)A062，以(yi)保(bao)證(zheng)能(neng)補充基(ji)層(ceng)對復層(ceng)造成的(de)(de)稀釋。焊(han)(han)接20R／06Cr13Al復合(he)鋼板用(yong)焊(han)(han)條和焊(han)(han)絲(si)的(de)(de)熔敷金屬的(de)(de)化學成分見表5-40。
四、焊接(jie)次序
復合(he)鋼板的(de)焊(han)(han)(han)(han)接次(ci)序如圖5-20所(suo)示，即先焊(han)(han)(han)(han)基層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫，再焊(han)(han)(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫，最后焊(han)(han)(han)(han)復層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫。過渡層(ceng)(ceng)的(de)熔焊(han)(han)(han)(han)金屬在基層(ceng)(ceng)的(de)厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復層(ceng)(ceng)處的(de)厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接(jie)要點
1. 基(ji)層的(de)焊(han)接(jie)
先(xian)焊(han)(han)(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)打(da)(da)底，打(da)(da)底焊(han)(han)(han)(han)的(de)厚度不(bu)能太(tai)薄，以防(fang)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)因(yin)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數太(tai)大而燒穿，焊(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)350℃烘干(gan)2h，以防(fang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)(shi)產生氣孔。然后用(yong)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速度等焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數，保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合(he)格率。用(yong)磨(mo)光機徹底清理根部焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)從背面(mian)進(jin)行(xing)打(da)(da)底焊(han)(han)(han)(han)，以保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)良好的(de)成形和內(nei)在(zai)的(de)質量。
2. 過渡層的焊接
復合鋼板焊接的(de)(de)重點和(he)難點均在(zai)過渡層(ceng)的(de)(de)焊縫上，在(zai)焊基層(ceng)焊縫時，預留出1.5～2.5mm的(de)(de)基層(ceng)厚(hou)度，用A062焊條進(jin)行(xing)電弧焊，焊前對焊條進(jin)行(xing)150℃烘干1h，采用小的(de)(de)熱(re)輸(shu)入(ru)、反極性、直線運(yun)條和(he)多層(ceng)多道焊。
3. 復層的焊(han)接
復層(ceng)焊接時，采用(yong)A062焊條(tiao)，焊前對焊條(tiao)進行150℃烘(hong)干1h，采用(yong)短(duan)弧、小(xiao)電流、快(kuai)速(su)焊、不作橫向(xiang)擺(bai)動，并(bing)且嚴格(ge)控制層(ceng)間溫度不大(da)于150℃。這樣(yang)可(ke)以有效地(di)防止焊縫在高溫停留時間過長，否則會出現(xian)粗晶脆(cui)化(hua)傾向(xiang)，焊接參數見表(biao)5-41。
六、酸洗鈍(dun)化處理
復(fu)合鋼板(ban)的(de)基層要(yao)保證容器要(yao)求承受的(de)壓(ya)力，而復(fu)層應滿足需要(yao)的(de)耐蝕性，在(zai)復(fu)合鋼制容器的(de)生產過程中，復(fu)層可(ke)能被污染，故(gu)對(dui)塔體(ti)內表面要(yao)進行酸洗鈍化處理(li)。
七、無損檢(jian)測
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板(ban)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)產生冷裂紋有一定的潛伏(fu)期，當然與(yu)填充材料和焊(han)接(jie)工藝密(mi)切相關。為了(le)保證獲得優質(zhi)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，焊(han)后需(xu)要停留24h再(zai)進行無(wu)損檢測。
對復合鋼板(ban)的(de)焊縫進行100％滲透檢測，均符合JB／T4730.5規定，I級合格(ge)。
對(dui)(dui)所有(you)塔(ta)器的對(dui)(dui)接接頭(tou)進行(xing)射線檢測，符合JB／T4730.5規定，II級合格。
八、焊接接頭性能
對(dui)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板的(de)對(dui)接(jie)焊縫先進行(xing)過焊接(jie)工藝評定，其(qi)力學性能試驗結果見表5-42，完(wan)全滿足(zu)設(she)計圖樣(yang)的(de)要求。
表5-42 復合鋼板對接(jie)焊(han)縫(feng)的(de)力學性(xing)能試驗結果（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工(gong)藝措(cuo)施(shi)，產品(pin)焊(han)接一次合格(ge)率達到99％，符合了(le)設計(ji)圖(tu)樣要(yao)求也滿足(zu)了(le)生產實際需要(yao)。
