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
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。
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。
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。
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。
