浙江至德鋼業有限(xian)公(gong)司生產(chan)的(de)100萬噸／年延遲焦化(hua)裝(zhuang)置均由(you)主體材質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼制作的(de)容器，產(chan)品規(gui)格：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復合鋼板厚為(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)柴油、汽油、焦化(hua)干氣，要求設備焊后對塔體內(nei)表面進(jin)行酸洗和鈍化(hua)處理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊接性
1. 化學(xue)成分及力學(xue)性能
20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼(gang)屬于鐵素體(ti)復(fu)合(he)鋼(gang)板，復(fu)層為(wei)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)，基層為(wei)珠光(guang)體(ti)鋼(gang)，其化(hua)學成分(fen)見表5-38和表5-39。
表(biao)5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化學成分及力學性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板的力學性能
2. 焊(han)接特點
該類復合(he)鋼板的焊接性主要(yao)取決于鐵素體(ti)鋼的物理性能、化(hua)學成分、接頭形式及填(tian)充材料的種(zhong)類。
焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)容易產生(sheng)冷裂紋(wen)(wen)，復(fu)(fu)合鋼(gang)板的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)也(ye)屬于異(yi)種鋼(gang)的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)，其基(ji)層(ceng)與(yu)復(fu)(fu)層(ceng)母材在(zai)成(cheng)(cheng)分、性(xing)能等方面有較(jiao)大(da)(da)(da)的差異(yi)，而(er)且(qie)基(ji)層(ceng)與(yu)復(fu)(fu)層(ceng)的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料也(ye)同樣存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)(da)(da)的差異(yi)，因此稀釋(shi)作用強烈，增大(da)(da)(da)了結晶裂紋(wen)(wen)傾向，導致異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)焊(han)(han)后冷卻時(shi)容易形(xing)成(cheng)(cheng)淬硬(ying)組織，同時(shi)珠光體(ti)與(yu)鐵(tie)素體(ti)的線脹系數相差較(jiao)大(da)(da)(da)，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)中(zhong)會(hui)產生(sheng)較(jiao)大(da)(da)(da)的焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)應力，都會(hui)促使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)冷裂紋(wen)(wen)的產生(sheng)。此外焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)易產生(sheng)脆(cui)性(xing)：基(ji)層(ceng)和復(fu)(fu)層(ceng)的鉻含(han)量差別較(jiao)大(da)(da)(da)，促使碳(tan)向復(fu)(fu)層(ceng)遷移(yi)擴散，而(er)在(zai)其交界面的焊(han)(han)縫金屬區域形(xing)成(cheng)(cheng)增碳(tan)層(ceng)和脫(tuo)碳(tan)層(ceng)，加劇(ju)熔合區的脆(cui)化。
二、焊接方法的選擇(ze)
根據設計圖(tu)樣的(de)要求，采(cai)用焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)施(shi)焊(han)(han)(han)，但生產(chan)單位可以自選(xuan)其他焊(han)(han)(han)接方法(fa)。由于延遲焦化裝置的(de)塔器規格大，且(qie)數量(liang)多(duo)，選(xuan)用焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)＋埋弧焊(han)(han)(han)相結合的(de)焊(han)(han)(han)接方法(fa)，既(ji)能(neng)(neng)保證產(chan)品的(de)焊(han)(han)(han)接質(zhi)量(liang)，又(you)能(neng)(neng)滿足客戶的(de)工期要求。
三、焊接材(cai)料的選擇
為了保(bao)證復合(he)鋼板的(de)焊接(jie)質量(liang)，首(shou)先要(yao)恰當地選擇復層(ceng)和基(ji)層(ceng)的(de)焊接(jie)材料，有效(xiao)地防止稀(xi)釋和碳的(de)遷移等問題(ti)，在基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)之間要(yao)焊過渡層(ceng)。
復(fu)(fu)層(ceng)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)應保證熔(rong)敷(fu)金屬的(de)主要合金元(yuan)素(su)不(bu)低于復(fu)(fu)層(ceng)母材(cai)(cai)(cai)(cai)標(biao)準規(gui)定(ding)的(de)下限(xian)值，對于06Cr13Al焊(han)(han)(han)接(jie)采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)選(xuan)(xuan)用(yong)A062；基(ji)(ji)層(ceng)按(an)基(ji)(ji)層(ceng)鋼(gang)材(cai)(cai)(cai)(cai)合金含(han)量選(xuan)(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)(cai)料(liao)，以(yi)保證焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度不(bu)低于基(ji)(ji)層(ceng)母材(cai)(cai)(cai)(cai)標(biao)準規(gui)定(ding)的(de)抗(kang)拉(la)強(qiang)(qiang)度下限(xian)值，基(ji)(ji)層(ceng)根部選(xuan)(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)為(wei)J427；埋弧(hu)焊(han)(han)(han)選(xuan)(xuan)用(yong)填(tian)充(chong)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)(cai)(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)A062，以(yi)保證能(neng)補(bu)充(chong)基(ji)(ji)層(ceng)對復(fu)(fu)層(ceng)造成的(de)稀釋。焊(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復(fu)(fu)合鋼(gang)板用(yong)焊(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)和焊(han)(han)(han)絲的(de)熔(rong)敷(fu)金屬的(de)化(hua)學(xue)成分見表5-40。
四、焊接次(ci)序
復合鋼板的(de)焊(han)(han)接(jie)次(ci)序(xu)如(ru)圖5-20所示(shi)，即(ji)先焊(han)(han)基(ji)層(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，再焊(han)(han)過渡層(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，最(zui)后焊(han)(han)復層(ceng)焊(han)(han)縫(feng)。過渡層(ceng)的(de)熔(rong)焊(han)(han)金屬在基(ji)層(ceng)的(de)厚度(du)為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復層(ceng)處(chu)的(de)厚度(du)為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層(ceng)的焊(han)接
先焊(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，使用J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行焊(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(de)(de)厚度(du)不能太(tai)薄，以(yi)防(fang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)時因(yin)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數太(tai)大而燒(shao)穿，焊(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行350℃烘干2h，以(yi)防(fang)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)時產生(sheng)氣孔。然(ran)后用埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)進行施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴格控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)速(su)度(du)等焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參(can)數，保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫一次合格率。用磨光機徹底(di)清理(li)根部焊(han)(han)(han)(han)(han)縫，用焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)從背面進行打底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)，以(yi)保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)縫背面良好的(de)(de)成形和內在的(de)(de)質量。
2. 過(guo)渡層的焊接
復合鋼板焊(han)(han)接的重點和難點均在過渡層的焊(han)(han)縫(feng)上，在焊(han)(han)基層焊(han)(han)縫(feng)時，預留出1.5～2.5mm的基層厚度，用(yong)(yong)A062焊(han)(han)條(tiao)(tiao)進行電弧焊(han)(han)，焊(han)(han)前對(dui)焊(han)(han)條(tiao)(tiao)進行150℃烘干1h，采用(yong)(yong)小的熱輸入、反極性、直(zhi)線(xian)運條(tiao)(tiao)和多(duo)層多(duo)道(dao)焊(han)(han)。
3. 復層的焊接
復層焊(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(gan)1h，采用短弧(hu)、小電流、快(kuai)速焊(han)(han)(han)、不(bu)作橫向(xiang)擺動，并且嚴(yan)格控制層間溫(wen)度不(bu)大(da)于150℃。這樣可以有效地防止焊(han)(han)(han)縫在(zai)高溫(wen)停(ting)留時間過長，否則會出現粗晶脆(cui)化傾(qing)向(xiang)，焊(han)(han)(han)接參數見表5-41。
六(liu)、酸(suan)洗鈍化處理
復合鋼板(ban)的(de)基層(ceng)要保證(zheng)容器要求(qiu)承受的(de)壓力，而復層(ceng)應滿(man)足需要的(de)耐蝕(shi)性(xing)，在(zai)復合鋼制(zhi)容器的(de)生(sheng)產(chan)過程(cheng)中，復層(ceng)可(ke)能被污(wu)染，故對塔體內表面要進行(xing)酸洗(xi)鈍化(hua)處理(li)。
七(qi)、無損檢測
20R／06Cr13Al復合鋼板焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭產生冷裂紋有一定的潛(qian)伏期，當然與(yu)填充材料和焊(han)接(jie)(jie)工藝(yi)密切(qie)相關。為了保(bao)證(zheng)獲得優(you)質(zhi)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭，焊(han)后(hou)需(xu)要停留24h再進行無(wu)損(sun)檢測。
對復合鋼(gang)板的焊縫(feng)進行100％滲(shen)透(tou)檢測，均符(fu)合JB／T4730.5規(gui)定，I級合格(ge)。
對所有塔器(qi)的對接(jie)接(jie)頭進行射線檢測(ce)，符合JB／T4730.5規定，II級(ji)合格。
八、焊(han)接接頭性能(neng)
對20R／06Cr13Al復合鋼板的對接(jie)焊縫先進行過焊接(jie)工藝(yi)評定，其力學性能試(shi)驗(yan)結果見表5-42，完全滿(man)足(zu)設(she)計圖樣的要求。
表(biao)5-42 復合(he)鋼板對接(jie)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，產品(pin)焊接一次合格率達到99％，符合了設計(ji)圖樣要(yao)求也滿足(zu)了生產實際需要(yao)。
