关于复合钢板压力容器制造技术分析

关于复合钢板压力容器制造技术分析

摘要：复合钢板因其良好的适用性和经济性而在石油、化工、航海、医疗、食品行业中被广泛应用,但其制造具有特殊性。文章主要从应用复合钢板的压力容器制造中的板材复合、筒体下料、排版、焊接工艺及相关要求进行阐述。

关键词：复合钢板;压力容器;制造工艺;筒体下料;排版;焊接

1复合前准备

1.1复合钢板的准备

复合钢板基层与复层的材料因需要而定。一般情况下,基层材料为16MnR,复层材料为0Crl8Ni9的不锈钢复合钢板较为常用。在复合前,复合钢板应符合以下条件:

(1)被选用的复合钢板应具有符合国家现行标准的质量证明书,并确保板面平整。

(2)复合钢板不得有使用上的有害外观缺陷。基层与复层的结合面积应占总面积的95 %以上,局部未结合面积不得超过50 cm2。对加工时有较大应力(如冲压封头)或使用时有较大负荷(如管板)的复合钢板要求更严。基层与复层表面的浅平缺陷,如果不可磨掉,则复层表面的全部缺陷面积总和不得超过复合面积的20 %。同时,复层材料的表面质量应与复合方法相适应,厚度均匀,公差应符合规定值。

(3)对复合钢板的机械性能,其抗拉强度和作延伸率原则上应等于或大于母材(基层材料)值;抗弯试验标准应与总厚度相等的母材相同,抗剪强度对任何总厚度25 mm～28 mm时,若预热温度在100 ℃以上就不需消除应力;当母材厚度>38 mm时,才进行应力消除。

(4)由于基层焊缝对复层焊缝有稀释作用,容易降低复层焊缝金属中的铬、镍等合金元素的含量。因此,焊接时,过渡层的焊材应采用高铬、镍钢等焊材,以得到双向组织的焊缝,避免大量马氏体组织的产生,出现焊接冷裂纹。

(5)焊前,应先通气排除管路中的空气;当CO2气体保护焊焊接复合钢板时,应确保有足够的保护气体流量,以避免空气侵入焊接区;焊接结束后,应及时清理焊嘴上的飞溅物;焊丝伸出长度不应太长,以10 mm～15 mm为宜。 (6)除按图样规定对复合钢板焊缝进行射线检测或超声波检测外,对所有的复层焊缝也应作渗透检测,以检验焊缝表面有无裂纹;焊缝检验不能在焊后立即进行,最好在退火之前进行,检验方法可用着色、磁粉及射线探伤均可。

(7)带不锈钢衬里碳钢接管的端面应有(4±1)mm的堆焊层,不锈钢接管也应伸入容器内壁(4±1)mm。

(8)对有防腐要求的复层表面应作酸洗钝化处理,以提高其抗裂能力。

6复合钢板压力容器的检验

压力容器由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全甚至污染环境的事故。因此,应用复合钢板的压力容器在制造后,应由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。其主要的检验项目和方法为:

(1)实体检验。采用直观检查、量具检查、无损探伤检测、理化性能检验、水压试验等方法,压力容器本体和主要零部件进行外观和内在质量的检查。

(2)检验的主要项目有:受压元件材质、外观尺寸和成形质量、焊缝质量、组装质量、内部装置及安全附件是否齐全有效、胀管质量、各受压元件相互的几何位置和耐压性能等。

(3)性能:技术资料审查和实体检验合格的压力容器视需要进行性能检验,检查其规定的技术和经济指标。

(4)重点检验复合层与基层结合部位的焊接缺陷,主要是夹渣和热裂纹,一旦超标,必须返修直至合格。

(5)检验纵焊缝处的向内的角变形问题,一旦超标也应用机械法或局部加热法予以矫正。

参考文献

[1]《钢制压力容器》(GB150-1998)

[2] 林 莉、安建华、张周卫；复合钢板压力容器制造工艺[J].石油化工设备,2003.32(60)

[3]王伟滨、刘桂双；不锈钢复合板过渡层的焊接[J].化工装备技术,2005.26(2)