浙(zhe)江至德鋼(gang)業(ye)有限公司生產的100萬噸／年延遲焦(jiao)(jiao)化裝置均由主體(ti)材質為(wei)20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼(gang)制(zhi)作(zuo)的容器(qi)，產品(pin)規格：直徑為(wei)1400～2200mm，復(fu)合(he)鋼(gang)板厚為(wei)（18＋3）mm，設(she)計標準為(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)計壓力為(wei)1.43MPa設(she)計溫(wen)度為(wei)73℃，介質為(wei)柴油、汽油、焦(jiao)(jiao)化干氣，要(yao)求設(she)備焊(han)后對塔體(ti)內表面進行酸(suan)洗和鈍化處(chu)理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼(gang)焊接性
1. 化學成(cheng)分(fen)及力學性能
20R／06Cr13Al復合鋼(gang)屬于鐵素體復合鋼(gang)板，復層為鐵素體不銹鋼(gang)，基層為珠光體鋼(gang)，其化學成分見表(biao)5-38和表(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼(gang)板的化學成(cheng)分(fen)及(ji)力學性(xing)能 、表5-39 20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼板(ban)的力學性(xing)能
2. 焊(han)接(jie)特點
該類復合鋼板的(de)焊接(jie)性主(zhu)要取決于鐵素體鋼的(de)物理(li)性能、化學(xue)成分(fen)、接(jie)頭形式及填充材料的(de)種類。
焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭容易(yi)產(chan)(chan)生(sheng)冷裂(lie)紋，復(fu)(fu)合鋼(gang)板的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)也屬于異種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)，其基(ji)層(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)母材在成分、性能(neng)等方面(mian)有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)差異，而(er)(er)且基(ji)層(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材料也同樣存在較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)差異，因此稀釋(shi)作(zuo)用強烈，增大(da)(da)了結晶(jing)裂(lie)紋傾向(xiang)，導致異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭在焊(han)(han)后冷卻(que)時容易(yi)形成淬硬組織，同時珠光體(ti)與鐵素(su)體(ti)的(de)(de)線脹系數相差較(jiao)大(da)(da)，接(jie)頭中會(hui)產(chan)(chan)生(sheng)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)應(ying)力，都會(hui)促使(shi)焊(han)(han)接(jie)冷裂(lie)紋的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。此外焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭易(yi)產(chan)(chan)生(sheng)脆性：基(ji)層(ceng)和復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)鉻含(han)量差別(bie)較(jiao)大(da)(da)，促使(shi)碳向(xiang)復(fu)(fu)層(ceng)遷(qian)移擴散，而(er)(er)在其交(jiao)界面(mian)的(de)(de)焊(han)(han)縫金屬區域形成增碳層(ceng)和脫碳層(ceng)，加劇熔合區的(de)(de)脆化。
二、焊(han)接(jie)方(fang)法的選擇
根據設(she)計圖樣的要求，采用焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)施(shi)焊(han)(han)，但生產單位可(ke)以自(zi)選(xuan)其他焊(han)(han)接方法。由于(yu)延(yan)遲焦化裝置的塔器規格大，且數量多，選(xuan)用焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)＋埋弧焊(han)(han)相結合的焊(han)(han)接方法，既能保證產品的焊(han)(han)接質(zhi)量，又能滿足(zu)客戶(hu)的工期要求。
三、焊接(jie)材料的選擇
為了(le)保證復合鋼板的(de)焊(han)接質量，首先要恰(qia)當地(di)選(xuan)擇復層(ceng)(ceng)和基層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)接材(cai)料，有效地(di)防止稀釋和碳的(de)遷移等問題，在(zai)基層(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)之間要焊(han)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)。
復(fu)(fu)層用(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)應保(bao)證(zheng)(zheng)熔敷金屬的(de)主要合金元素不低于復(fu)(fu)層母材(cai)(cai)(cai)標(biao)(biao)準規定的(de)下限值，對(dui)(dui)于06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)A062；基層按基層鋼材(cai)(cai)(cai)合金含(han)量選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)，以保(bao)證(zheng)(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)抗(kang)拉(la)強度不低于基層母材(cai)(cai)(cai)標(biao)(biao)準規定的(de)抗(kang)拉(la)強度下限值，基層根(gen)部選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)為(wei)J427；埋(mai)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)填充焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑為(wei)HJ431；過渡層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料(liao)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)A062，以保(bao)證(zheng)(zheng)能補(bu)充基層對(dui)(dui)復(fu)(fu)層造成的(de)稀釋(shi)。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復(fu)(fu)合鋼板用(yong)(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲的(de)熔敷金屬的(de)化學成分見(jian)表(biao)5-40。
四(si)、焊(han)接次(ci)序(xu)
復(fu)合(he)鋼板的焊(han)接次序如圖(tu)5-20所示，即先焊(han)基層(ceng)焊(han)縫(feng)，再(zai)焊(han)過渡層(ceng)焊(han)縫(feng)，最后焊(han)復(fu)層(ceng)焊(han)縫(feng)。過渡層(ceng)的熔焊(han)金屬在基層(ceng)的厚度(du)為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復(fu)層(ceng)處的厚度(du)為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊接
先焊(han)基層焊(han)縫，使用J427 焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)條(tiao)電弧焊(han)打底(di)，打底(di)焊(han)的厚(hou)度不(bu)能太薄，以(yi)防埋(mai)弧焊(han)時(shi)因焊(han)接參數太大而燒(shao)穿，焊(han)前(qian)對焊(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)350℃烘干2h，以(yi)防焊(han)接時(shi)產生氣孔。然后(hou)用埋(mai)弧焊(han)進(jin)行(xing)(xing)施焊(han)，要嚴(yan)格控(kong)制焊(han)接速(su)度等焊(han)接參數，保證焊(han)縫一次合(he)格率。用磨光(guang)機(ji)徹底(di)清理根(gen)部焊(han)縫，用焊(han)條(tiao)電弧焊(han)從背(bei)面進(jin)行(xing)(xing)打底(di)焊(han)，以(yi)保證焊(han)縫背(bei)面良好的成形和內在的質量。
2. 過(guo)渡層的焊接
復合(he)鋼板(ban)焊接的重點和難(nan)點均在過渡層的焊縫上，在焊基層焊縫時，預留出(chu)1.5～2.5mm的基層厚度，用A062焊條(tiao)進行電弧焊，焊前對焊條(tiao)進行150℃烘(hong)干1h，采用小的熱輸入(ru)、反極性、直線運條(tiao)和多(duo)層多(duo)道焊。
3. 復層(ceng)的焊接
復層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)接時，采用(yong)A062焊(han)(han)(han)條，焊(han)(han)(han)前(qian)對焊(han)(han)(han)條進行150℃烘(hong)干(gan)1h，采用(yong)短弧、小電流、快(kuai)速焊(han)(han)(han)、不作橫向(xiang)(xiang)擺(bai)動，并且(qie)嚴格控制層(ceng)(ceng)間溫度不大于150℃。這樣可(ke)以有效(xiao)地防止焊(han)(han)(han)縫在(zai)高溫停留時間過(guo)長，否則會出現(xian)粗晶脆化傾(qing)向(xiang)(xiang)，焊(han)(han)(han)接參數(shu)見(jian)表5-41。
六(liu)、酸洗鈍化(hua)處(chu)理
復(fu)合鋼(gang)板(ban)的基層(ceng)(ceng)要(yao)保證(zheng)容器要(yao)求(qiu)承受的壓力，而(er)復(fu)層(ceng)(ceng)應滿(man)足需(xu)要(yao)的耐蝕(shi)性，在復(fu)合鋼(gang)制容器的生產過(guo)程中，復(fu)層(ceng)(ceng)可能被污(wu)染，故(gu)對塔(ta)體內表面(mian)要(yao)進行(xing)酸洗鈍化處理。
七、無損檢(jian)測
20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板焊(han)(han)接接頭產生冷裂紋有一定(ding)的(de)潛伏(fu)期，當(dang)然(ran)與填(tian)充材(cai)料和(he)焊(han)(han)接工(gong)藝密切相(xiang)關。為(wei)了保證獲得優(you)質焊(han)(han)接接頭，焊(han)(han)后需要停留24h再進行無損檢(jian)測。
對復合(he)(he)(he)鋼板的焊縫進行(xing)100％滲透(tou)檢測，均符合(he)(he)(he)JB／T4730.5規(gui)定，I級合(he)(he)(he)格(ge)。
對所有塔器的對接(jie)接(jie)頭進行(xing)射線檢測，符(fu)合(he)(he)JB／T4730.5規定，II級(ji)合(he)(he)格。
八、焊(han)接接頭性能
對(dui)(dui)20R／06Cr13Al復合鋼板的對(dui)(dui)接(jie)焊縫先進行(xing)過焊接(jie)工藝評定，其力學性能(neng)試(shi)驗結果見(jian)表5-42，完全滿(man)足設計圖樣的要求。
表5-42 復合鋼板(ban)對接焊(han)縫的力學性(xing)能試驗結果(guo)（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工藝措施(shi)，產品焊接一(yi)次合(he)格率(lv)達(da)到99％，符(fu)合(he)了設計圖(tu)樣要(yao)求也滿足了生產實際需要(yao)。
