浙江至德鋼業有限公司生產的100萬噸／年延遲(chi)焦化裝置均由(you)主體材質(zhi)(zhi)為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼制作的容器(qi)，產品規(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(jie)質(zhi)(zhi)為(wei)(wei)柴油、汽油、焦化干(gan)氣，要求設備焊后對塔(ta)體內表(biao)面進行酸洗和鈍化處(chu)理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊接(jie)性
1. 化學成分(fen)及力學性能(neng)
20R／06Cr13Al復合(he)鋼屬于鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)復合(he)鋼板，復層(ceng)為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)(ti)不銹鋼，基層(ceng)為珠光體(ti)(ti)鋼，其化(hua)學成分見表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(xing)能 、表(biao)5-39 20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板的(de)力學性(xing)能(neng)
2. 焊(han)接特點(dian)
該類(lei)復合鋼板(ban)的焊接(jie)性主要取決于鐵素體(ti)鋼的物理性能、化學(xue)成分、接(jie)頭形式(shi)及填(tian)充(chong)材料的種類(lei)。
焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)容易產生冷(leng)(leng)裂(lie)紋(wen)，復合鋼板的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)也屬于異(yi)(yi)種(zhong)鋼的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)，其基(ji)層(ceng)與復層(ceng)母材(cai)在(zai)(zai)成(cheng)分、性(xing)(xing)能等方面(mian)有較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)(yi)，而且基(ji)層(ceng)與復層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料也同樣存在(zai)(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)(yi)，因此(ci)稀釋作(zuo)用強(qiang)烈(lie)，增(zeng)(zeng)大(da)了結晶裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)，導致異(yi)(yi)種(zhong)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)在(zai)(zai)焊(han)(han)后冷(leng)(leng)卻(que)時容易形成(cheng)淬硬組織，同時珠光體(ti)與鐵素(su)體(ti)的(de)(de)線(xian)脹系(xi)數相差較(jiao)大(da)，接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)中會(hui)產生較(jiao)大(da)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)應力(li)，都會(hui)促(cu)使(shi)焊(han)(han)接(jie)(jie)冷(leng)(leng)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)產生。此(ci)外焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)(tou)(tou)易產生脆(cui)性(xing)(xing)：基(ji)層(ceng)和復層(ceng)的(de)(de)鉻含量差別較(jiao)大(da)，促(cu)使(shi)碳向(xiang)復層(ceng)遷移擴散，而在(zai)(zai)其交界面(mian)的(de)(de)焊(han)(han)縫金屬區域形成(cheng)增(zeng)(zeng)碳層(ceng)和脫(tuo)碳層(ceng)，加劇熔合區的(de)(de)脆(cui)化。
二、焊接方法的(de)選擇
根(gen)據(ju)設計圖樣的(de)要求，采(cai)用焊條電弧焊施(shi)焊，但生產(chan)單位可以自選(xuan)其他焊接(jie)方(fang)法(fa)。由于(yu)延遲焦化裝置的(de)塔(ta)器規格大，且數量多(duo)，選(xuan)用焊條電弧焊＋埋弧焊相結(jie)合(he)的(de)焊接(jie)方(fang)法(fa)，既(ji)能(neng)保證產(chan)品的(de)焊接(jie)質量，又能(neng)滿足客戶的(de)工期(qi)要求。
三、焊接材料(liao)的選(xuan)擇
為了保證(zheng)復合鋼板的(de)焊(han)接質量，首先要恰(qia)當地選擇復層和(he)基層的(de)焊(han)接材料，有效地防止稀釋和(he)碳(tan)的(de)遷(qian)移等問題，在基層與(yu)復層之間要焊(han)過渡(du)層。
復(fu)層(ceng)用焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料應保證熔敷金(jin)屬的(de)(de)主(zhu)要合金(jin)元素(su)不(bu)低于(yu)復(fu)層(ceng)母材標(biao)(biao)準(zhun)規定的(de)(de)下限(xian)(xian)值，對(dui)于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)接(jie)采(cai)用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)選用A062；基(ji)(ji)層(ceng)按基(ji)(ji)層(ceng)鋼材合金(jin)含量選用焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料，以保證焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)抗(kang)拉強度不(bu)低于(yu)基(ji)(ji)層(ceng)母材標(biao)(biao)準(zhun)規定的(de)(de)抗(kang)拉強度下限(xian)(xian)值，基(ji)(ji)層(ceng)根部選用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)為(wei)J427；埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)選用填充焊(han)(han)(han)(han)絲為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)(han)劑為(wei)HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料選用A062，以保證能補(bu)充基(ji)(ji)層(ceng)對(dui)復(fu)層(ceng)造成的(de)(de)稀(xi)釋。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板用焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)絲的(de)(de)熔敷金(jin)屬的(de)(de)化學成分見表5-40。
四、焊接次序
復(fu)合鋼板的焊(han)(han)接次序如圖5-20所示，即(ji)先焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫，再焊(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫，最后焊(han)(han)復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫。過渡層(ceng)(ceng)的熔焊(han)(han)金屬在基(ji)層(ceng)(ceng)的厚(hou)度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復(fu)層(ceng)(ceng)處的厚(hou)度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊(han)接(jie)
先焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使(shi)用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)打底，打底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的(de)厚度(du)不能(neng)太薄，以防埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)(shi)因焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數太大(da)而燒穿，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進行(xing)(xing)350℃烘干2h，以防焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)(shi)產生氣孔。然(ran)后用(yong)埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)進行(xing)(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴格控(kong)制焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)速(su)度(du)等焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數，保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)一(yi)次合格率。用(yong)磨光機徹(che)底清理根部(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)從背面進行(xing)(xing)打底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，以保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面良好的(de)成(cheng)形和內(nei)在的(de)質量(liang)。
2. 過渡層的(de)焊接
復(fu)合鋼板焊(han)接(jie)的(de)(de)重點和(he)難點均(jun)在過渡層(ceng)的(de)(de)焊(han)縫上，在焊(han)基層(ceng)焊(han)縫時，預(yu)留出1.5～2.5mm的(de)(de)基層(ceng)厚度(du)，用A062焊(han)條進行電弧焊(han)，焊(han)前對焊(han)條進行150℃烘干1h，采用小的(de)(de)熱輸入(ru)、反極性、直線運條和(he)多層(ceng)多道(dao)焊(han)。
3. 復層(ceng)的焊(han)接
復(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)接時，采(cai)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(cai)用短弧、小電流、快速焊(han)(han)(han)、不作橫向擺動，并(bing)且嚴格(ge)控制層(ceng)(ceng)間溫度不大于150℃。這樣可以有效地防止焊(han)(han)(han)縫在高溫停留(liu)時間過長，否(fou)則會出(chu)現粗晶(jing)脆化傾向，焊(han)(han)(han)接參數見表(biao)5-41。
六、酸(suan)洗鈍化處理
復(fu)合(he)鋼板(ban)的(de)基層要(yao)保證容器要(yao)求承受(shou)的(de)壓力(li)，而復(fu)層應(ying)滿足需(xu)要(yao)的(de)耐蝕性(xing)，在復(fu)合(he)鋼制容器的(de)生產(chan)過程中，復(fu)層可能被污染(ran)，故對塔體內表(biao)面(mian)要(yao)進行酸洗鈍化(hua)處理。
七、無損檢測
20R／06Cr13Al復合鋼板焊(han)接(jie)接(jie)頭產生冷裂紋有一定的潛伏期，當然與(yu)填充材(cai)料和焊(han)接(jie)工藝密切相關。為(wei)了保證獲得優質焊(han)接(jie)接(jie)頭，焊(han)后需要停留24h再進行無損檢測。
對復合(he)鋼板的焊縫進行100％滲透檢測，均符合(he)JB／T4730.5規定，I級(ji)合(he)格。
對所(suo)有塔器的(de)對接接頭(tou)進(jin)行(xing)射線檢測，符合(he)JB／T4730.5規定(ding)，II級合(he)格。
八、焊(han)接(jie)接(jie)頭性(xing)能
對(dui)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板的對(dui)接(jie)焊(han)(han)縫先(xian)進行過(guo)焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝評(ping)定，其(qi)力學性能試驗結果見表5-42，完全滿足設計(ji)圖樣的要求。
表5-42 復合(he)鋼板對接(jie)焊縫的力(li)學性能試(shi)驗結果（試(shi)樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上(shang)述(shu)工藝措施，產品焊接一(yi)次合格率達到99％，符合了設計圖(tu)樣要(yao)(yao)求也滿(man)足了生產實際需要(yao)(yao)。
