浙江(jiang)至德鋼業有限公(gong)司生產(chan)的(de)100萬噸/年延遲焦化裝置均由主體材(cai)質為20R/06Cr13Al復合鋼制作的(de)容器,產(chan)品規格:直徑為1400~2200mm,復合鋼板厚為(18+3)mm,設(she)計(ji)標準為GB 150-1998,JB/T 4710-2005,設(she)計(ji)壓力為1.43MPa設(she)計(ji)溫度為73℃,介質為柴油(you)、汽油(you)、焦化干氣,要求設(she)備焊后對塔體內表面(mian)進行酸洗和鈍化處理(li)。



一、20R/06Cr13Al 復合(he)鋼(gang)焊接性


  1. 化學(xue)成(cheng)分及力(li)學(xue)性能 


   20R/06Cr13Al復合鋼屬于鐵(tie)素(su)(su)體復合鋼板,復層(ceng)為鐵(tie)素(su)(su)體不銹鋼,基層(ceng)為珠光體鋼,其化學成(cheng)分見表(biao)5-38和表(biao)5-39。


    表5-38 20R/06Cr13AI復合鋼板的化學成分(fen)及力學性能 、表5-39 20R/06Cr13Al復合鋼板的力(li)學性(xing)能


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  2. 焊(han)接(jie)特點 


    該類(lei)(lei)復合鋼(gang)板的(de)焊接性(xing)主要取決(jue)于鐵素(su)體鋼(gang)的(de)物理性(xing)能、化(hua)學成分(fen)、接頭形(xing)式及填充材料的(de)種類(lei)(lei)。


    焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)容易產生(sheng)冷裂(lie)(lie)(lie)紋,復合(he)鋼板的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)也屬(shu)于異(yi)(yi)種(zhong)(zhong)鋼的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie),其基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)母材在成(cheng)分(fen)、性能(neng)等方面(mian)有較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)(yi),而且基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料也同樣存(cun)在較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)(yi),因此稀釋作用強烈(lie),增(zeng)大(da)(da)(da)了結晶裂(lie)(lie)(lie)紋傾(qing)向(xiang),導致(zhi)異(yi)(yi)種(zhong)(zhong)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)在焊(han)(han)后冷卻時容易形(xing)(xing)成(cheng)淬硬組織,同時珠光體與(yu)鐵素體的(de)(de)(de)線脹系數相差(cha)較(jiao)大(da)(da)(da),接(jie)(jie)頭(tou)中會(hui)(hui)產生(sheng)較(jiao)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)應力,都會(hui)(hui)促使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)冷裂(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)產生(sheng)。此外焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)易產生(sheng)脆(cui)性:基(ji)層(ceng)和(he)復層(ceng)的(de)(de)(de)鉻含(han)量差(cha)別(bie)較(jiao)大(da)(da)(da),促使(shi)碳向(xiang)復層(ceng)遷移擴散,而在其交界面(mian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)區域形(xing)(xing)成(cheng)增(zeng)碳層(ceng)和(he)脫碳層(ceng),加劇熔合(he)區的(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)。



二、焊接方法的選擇


   根據設計圖樣的(de)(de)要求(qiu),采用焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)施焊(han)(han),但生產單位可(ke)以自選其他(ta)焊(han)(han)接方(fang)(fang)法。由(you)于延遲焦(jiao)化(hua)裝置的(de)(de)塔器規(gui)格(ge)大(da),且(qie)數量多,選用焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)+埋弧焊(han)(han)相結合的(de)(de)焊(han)(han)接方(fang)(fang)法,既能(neng)保證產品的(de)(de)焊(han)(han)接質(zhi)量,又能(neng)滿足客戶的(de)(de)工期要求(qiu)。



三、焊接材料的選擇


   為了保(bao)證復(fu)(fu)合鋼板(ban)的(de)焊(han)接質量,首先要恰當地選擇復(fu)(fu)層(ceng)和基層(ceng)的(de)焊(han)接材(cai)料,有效(xiao)地防止(zhi)稀釋和碳的(de)遷移(yi)等問題,在基層(ceng)與(yu)復(fu)(fu)層(ceng)之間要焊(han)過渡層(ceng)。


   復層(ceng)(ceng)用(yong)焊(han)(han)接材料應保(bao)證熔(rong)敷金(jin)屬的(de)(de)主(zhu)要合(he)金(jin)元素不低于復層(ceng)(ceng)母材標準規定(ding)的(de)(de)下(xia)限值(zhi),對于06Cr13Al焊(han)(han)接采(cai)用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han),焊(han)(han)條(tiao)選(xuan)用(yong)A062;基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)按(an)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)鋼材合(he)金(jin)含量選(xuan)用(yong)焊(han)(han)接材料,以保(bao)證焊(han)(han)接接頭的(de)(de)抗拉強度不低于基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)母材標準規定(ding)的(de)(de)抗拉強度下(xia)限值(zhi),基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)根部(bu)選(xuan)用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han),焊(han)(han)條(tiao)為J427;埋弧焊(han)(han)選(xuan)用(yong)填充焊(han)(han)絲為H08A,焊(han)(han)劑為HJ431;過(guo)渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接材料選(xuan)用(yong)A062,以保(bao)證能(neng)補充基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)對復層(ceng)(ceng)造成(cheng)的(de)(de)稀釋。焊(han)(han)接20R/06Cr13Al復合(he)鋼板用(yong)焊(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)絲的(de)(de)熔(rong)敷金(jin)屬的(de)(de)化學成(cheng)分見表5-40。


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四、焊接次序(xu)


   復(fu)合(he)鋼板的(de)焊(han)接次序如圖(tu)5-20所(suo)示,即先焊(han)基層(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng),再焊(han)過(guo)渡層(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng),最后(hou)焊(han)復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng)。過(guo)渡層(ceng)(ceng)的(de)熔焊(han)金屬在基層(ceng)(ceng)的(de)厚度(du)(du)為1.5~2.5mm為宜,在復(fu)層(ceng)(ceng)處的(de)厚度(du)(du)為0.1~1.5mm為宜。


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五、焊接要(yao)點


   1. 基(ji)層的焊(han)接


     先焊(han)(han)(han)(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,使(shi)用J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)打底(di),打底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)的厚度不(bu)能(neng)太薄,以防(fang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)(han)(han)接參數(shu)太大而燒穿(chuan),焊(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進(jin)行350℃烘干2h,以防(fang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接時產(chan)生(sheng)氣孔。然后(hou)用埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)進(jin)行施焊(han)(han)(han)(han)(han),要嚴(yan)格控制焊(han)(han)(han)(han)(han)接速度等焊(han)(han)(han)(han)(han)接參數(shu),保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫一次合格率。用磨(mo)光(guang)機徹底(di)清理根部(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫,用焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)從背面進(jin)行打底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han),以保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫背面良好(hao)的成形和內在的質(zhi)量。


  2. 過渡(du)層的焊接


     復(fu)合(he)鋼板焊(han)(han)(han)接的(de)重點(dian)和難點(dian)均在過渡層的(de)焊(han)(han)(han)縫上,在焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫時(shi),預留出(chu)1.5~2.5mm的(de)基層厚度,用A062焊(han)(han)(han)條(tiao)進行(xing)電(dian)弧焊(han)(han)(han),焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條(tiao)進行(xing)150℃烘干1h,采(cai)用小的(de)熱(re)輸入、反(fan)極性(xing)、直線運條(tiao)和多層多道焊(han)(han)(han)。


  3. 復層(ceng)的焊接 


     復層(ceng)焊(han)(han)(han)接時,采用A062焊(han)(han)(han)條,焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進行150℃烘干1h,采用短弧(hu)、小電流、快速焊(han)(han)(han)、不作橫向擺動,并且嚴格控制層(ceng)間(jian)溫度不大于150℃。這樣(yang)可以有效地防止焊(han)(han)(han)縫在高溫停留(liu)時間(jian)過長,否則會出現粗晶脆化傾向,焊(han)(han)(han)接參(can)數見表5-41。


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六(liu)、酸(suan)洗鈍化處理


  復合鋼(gang)(gang)板的基(ji)層(ceng)要(yao)保證容器(qi)要(yao)求(qiu)承受的壓力,而(er)復層(ceng)應滿足需要(yao)的耐蝕性(xing),在復合鋼(gang)(gang)制容器(qi)的生產過(guo)程中,復層(ceng)可能被污(wu)染,故對塔體內表面要(yao)進行酸洗鈍化處理。



七、無(wu)損(sun)檢測


  20R/06Cr13Al復合鋼板焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)產生冷裂紋有一定(ding)的潛伏期,當然(ran)與填(tian)充材料和(he)焊接(jie)(jie)工藝密切(qie)相關。為了保證獲得優質(zhi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou),焊后需要停留24h再進行無損(sun)檢測。


  對復(fu)合鋼(gang)板(ban)的焊縫進行100%滲透檢測,均符合JB/T4730.5規定,I級合格。


  對(dui)所(suo)有塔器的對(dui)接接頭進行射(she)線檢測,符合(he)JB/T4730.5規定,II級合(he)格。



八、焊(han)接接頭性(xing)能


   對20R/06Cr13Al復(fu)合鋼板的對接焊(han)(han)縫先進行過焊(han)(han)接工藝評定,其(qi)力學(xue)性能試驗(yan)結果(guo)見表5-42,完(wan)全滿足設計圖樣(yang)的要求。


   表5-42 復合鋼板對接焊縫的力(li)學性能試驗結果(guo)(試樣尺寸:5mm×10mm×55mm)


   采取上述工藝措施,產(chan)品焊(han)接一次合(he)格率達到(dao)99%,符合(he)了(le)(le)設(she)計圖樣(yang)要求(qiu)也滿足了(le)(le)生產(chan)實際需要。


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