浙(zhe)江至德鋼(gang)(gang)業有限公司生產(chan)的(de)100萬噸(dun)／年(nian)延遲焦(jiao)化裝置均由主體材質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼(gang)(gang)制作的(de)容器，產(chan)品規格：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復(fu)合(he)鋼(gang)(gang)板厚(hou)為(wei)(wei)（18＋3）mm，設(she)(she)(she)計(ji)標準為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)(she)(she)計(ji)壓力為(wei)(wei)1.43MPa設(she)(she)(she)計(ji)溫(wen)度為(wei)(wei)73℃，介質為(wei)(wei)柴油、汽(qi)油、焦(jiao)化干氣，要求設(she)(she)(she)備焊后對塔(ta)體內表面進行酸洗(xi)和(he)鈍(dun)化處(chu)理。
一(yi)、20R／06Cr13Al 復合(he)鋼(gang)焊接性
1. 化學成分及力學性能
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)屬于鐵素體復(fu)合鋼(gang)板，復(fu)層為(wei)鐵素體不銹鋼(gang)，基層為(wei)珠(zhu)光體鋼(gang)，其化學成分(fen)見表(biao)5-38和表(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板(ban)的化(hua)學(xue)成分及力(li)學(xue)性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板(ban)的力學(xue)性能
2. 焊接(jie)特(te)點
該類復合鋼(gang)(gang)板的焊接性(xing)主要取(qu)決于鐵素體鋼(gang)(gang)的物理(li)性(xing)能、化學(xue)成分、接頭形式及(ji)填充(chong)材(cai)料的種(zhong)類。
焊(han)(han)(han)接接頭(tou)容易產(chan)(chan)生(sheng)冷(leng)裂紋(wen)(wen)，復(fu)合(he)鋼板的(de)(de)焊(han)(han)(han)接也屬于異(yi)種鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)接，其基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)母材(cai)在成分、性(xing)能等方面有(you)較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)，而且基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)也同(tong)樣存在較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)，因此稀釋作用(yong)強烈，增(zeng)大(da)了結晶裂紋(wen)(wen)傾向，導致異(yi)種鋼焊(han)(han)(han)接接頭(tou)在焊(han)(han)(han)后冷(leng)卻(que)時(shi)容易形(xing)(xing)成淬硬組織，同(tong)時(shi)珠光體與(yu)鐵素(su)體的(de)(de)線脹系數相差較(jiao)大(da)，接頭(tou)中會產(chan)(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接應力，都(dou)會促使(shi)(shi)焊(han)(han)(han)接冷(leng)裂紋(wen)(wen)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。此外焊(han)(han)(han)接接頭(tou)易產(chan)(chan)生(sheng)脆(cui)性(xing)：基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)鉻含量差別較(jiao)大(da)，促使(shi)(shi)碳向復(fu)層(ceng)(ceng)遷(qian)移擴散，而在其交界(jie)面的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金屬區域(yu)形(xing)(xing)成增(zeng)碳層(ceng)(ceng)和脫碳層(ceng)(ceng)，加劇(ju)熔合(he)區的(de)(de)脆(cui)化。
二、焊接方(fang)法(fa)的選擇
根據設計(ji)圖樣的(de)要求(qiu)(qiu)，采用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)施焊(han)，但生產(chan)單位(wei)可(ke)以自(zi)選(xuan)其他(ta)焊(han)接方(fang)法。由于延遲(chi)焦化裝置的(de)塔(ta)器規格大，且數量多(duo)，選(xuan)用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)＋埋弧焊(han)相(xiang)結合(he)的(de)焊(han)接方(fang)法，既能保證產(chan)品的(de)焊(han)接質量，又能滿足客戶(hu)的(de)工期要求(qiu)(qiu)。
三、焊(han)接材(cai)料(liao)的選擇
為了(le)保(bao)證復(fu)合鋼板的(de)焊(han)接(jie)質量，首先要恰當地選擇復(fu)層和(he)基層的(de)焊(han)接(jie)材(cai)料，有(you)效地防(fang)止稀(xi)釋和(he)碳的(de)遷移等問題(ti)，在基層與復(fu)層之(zhi)間要焊(han)過渡層。
復(fu)層(ceng)用焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料應保證熔敷金屬(shu)的主(zhu)要(yao)合(he)金元素不低(di)于(yu)復(fu)層(ceng)母材(cai)標(biao)準(zhun)規定(ding)的下(xia)限值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)接(jie)(jie)采(cai)用焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)，焊(han)(han)條選(xuan)(xuan)用A062；基(ji)(ji)(ji)層(ceng)按基(ji)(ji)(ji)層(ceng)鋼材(cai)合(he)金含量選(xuan)(xuan)用焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料，以保證焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的抗拉強度不低(di)于(yu)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)母材(cai)標(biao)準(zhun)規定(ding)的抗拉強度下(xia)限值，基(ji)(ji)(ji)層(ceng)根部選(xuan)(xuan)用焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)，焊(han)(han)條為J427；埋弧焊(han)(han)選(xuan)(xuan)用填充(chong)焊(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)劑為HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料選(xuan)(xuan)用A062，以保證能補充(chong)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)對復(fu)層(ceng)造成(cheng)的稀(xi)釋。焊(han)(han)接(jie)(jie)20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼板用焊(han)(han)條和焊(han)(han)絲的熔敷金屬(shu)的化(hua)學成(cheng)分見表5-40。
四(si)、焊(han)接次(ci)序
復合鋼(gang)板的(de)焊(han)(han)(han)接次序(xu)如圖5-20所示，即先焊(han)(han)(han)基(ji)層焊(han)(han)(han)縫(feng)，再焊(han)(han)(han)過渡(du)層焊(han)(han)(han)縫(feng)，最后焊(han)(han)(han)復層焊(han)(han)(han)縫(feng)。過渡(du)層的(de)熔焊(han)(han)(han)金屬在基(ji)層的(de)厚(hou)度(du)為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜(yi)，在復層處的(de)厚(hou)度(du)為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜(yi)。
五(wu)、焊接要點(dian)
1. 基(ji)層的焊(han)接(jie)
先焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使(shi)用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進(jin)行焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)打底(di)，打底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的厚(hou)度不(bu)能(neng)太薄(bo)，以防埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參(can)數太大而(er)燒穿(chuan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進(jin)行350℃烘干2h，以防焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時產生氣(qi)孔。然(ran)后(hou)用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)進(jin)行施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴(yan)格控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度等焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參(can)數，保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合格率。用(yong)磨(mo)光機徹底(di)清理根部焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)從背面進(jin)行打底(di)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，以保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面良好的成形和內在(zai)的質量。
2. 過渡層的(de)焊(han)接
復合鋼板焊(han)(han)(han)接的(de)重點和難點均(jun)在過渡層的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)上，在焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫(feng)時，預留出1.5～2.5mm的(de)基層厚度，用A062焊(han)(han)(han)條進行電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進行150℃烘干(gan)1h，采用小的(de)熱輸入、反極性、直線運條和多(duo)層多(duo)道焊(han)(han)(han)。
3. 復層的焊接
復層焊(han)(han)接時，采用A062焊(han)(han)條，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行150℃烘(hong)干1h，采用短(duan)弧(hu)、小電流、快速焊(han)(han)、不作橫向(xiang)擺動，并且(qie)嚴(yan)格控制層間(jian)溫(wen)度不大于(yu)150℃。這樣(yang)可以有效地(di)防止焊(han)(han)縫在高溫(wen)停留時間(jian)過(guo)長，否則會出現粗晶(jing)脆化傾向(xiang)，焊(han)(han)接參數(shu)見(jian)表5-41。
六、酸洗(xi)鈍(dun)化處(chu)理(li)
復合(he)鋼板的基層要(yao)保證容(rong)器要(yao)求承受的壓力，而(er)復層應滿(man)足(zu)需要(yao)的耐蝕(shi)性，在復合(he)鋼制容(rong)器的生(sheng)產(chan)過程(cheng)中，復層可(ke)能(neng)被污染，故對塔體內表面要(yao)進(jin)行酸(suan)洗鈍化處(chu)理。
七、無損(sun)檢測
20R／06Cr13Al復合鋼板焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)產生冷(leng)裂紋(wen)有一定的潛伏期，當然與填充(chong)材料和焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝(yi)密(mi)切相關(guan)。為了保證(zheng)獲得優質焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)，焊(han)(han)后需(xu)要停(ting)留24h再進行無(wu)損檢測。
對復合(he)鋼(gang)板的焊縫進行100％滲(shen)透檢測，均符合(he)JB／T4730.5規定(ding)，I級合(he)格。
對所(suo)有塔器的對接接頭進(jin)行射線檢測，符(fu)合(he)JB／T4730.5規定(ding)，II級(ji)合(he)格(ge)。
八(ba)、焊接接頭性能(neng)
對20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板的對接焊縫(feng)先進(jin)行過(guo)焊接工藝評(ping)定，其力學(xue)性能(neng)試驗(yan)結果見表(biao)5-42，完全滿足設計圖樣(yang)的要求(qiu)。
表5-42 復合鋼板對接焊縫(feng)的力學性能試驗結(jie)果（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述(shu)工藝(yi)措施，產品焊接一(yi)次合格(ge)率達到99％，符合了(le)設(she)計圖樣要求也滿足了(le)生產實際需要。
