浙江至德鋼(gang)業有限(xian)公司生產的(de)100萬噸／年延遲焦化(hua)裝(zhuang)置均由(you)主體(ti)材質(zhi)為(wei)(wei)(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合(he)鋼(gang)制作的(de)容器，產品規格(ge)：直徑(jing)為(wei)(wei)(wei)(wei)1400～2200mm，復合(he)鋼(gang)板厚為(wei)(wei)(wei)(wei)（18＋3）mm，設計標準(zhun)為(wei)(wei)(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設計壓力(li)為(wei)(wei)(wei)(wei)1.43MPa設計溫度為(wei)(wei)(wei)(wei)73℃，介質(zhi)為(wei)(wei)(wei)(wei)柴油、汽(qi)油、焦化(hua)干氣，要求(qiu)設備(bei)焊后對塔體(ti)內表面進行酸(suan)洗和鈍化(hua)處理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼(gang)焊接性
1. 化(hua)學成分及力學性能
20R／06Cr13Al復合鋼屬于鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)復合鋼板(ban)，復層(ceng)為(wei)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼，基(ji)層(ceng)為(wei)珠(zhu)光體(ti)(ti)鋼，其化學成分見表5-38和表5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化(hua)學(xue)成分及力(li)學(xue)性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復合鋼板的力學(xue)性(xing)能
2. 焊接特(te)點(dian)
該類(lei)(lei)復合鋼板的(de)焊接性(xing)主要(yao)取決于鐵素體鋼的(de)物理(li)性(xing)能、化(hua)學成分、接頭形式(shi)及(ji)填充(chong)材(cai)料的(de)種(zhong)類(lei)(lei)。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭容易(yi)產生(sheng)(sheng)冷(leng)裂紋，復合鋼(gang)板的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)也(ye)屬(shu)于異種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)，其(qi)基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)母(mu)材(cai)在成(cheng)分、性能等方面有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)差異，而且(qie)基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料也(ye)同樣(yang)存在較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)差異，因此稀釋(shi)作用(yong)強烈，增大(da)(da)了(le)結晶(jing)裂紋傾向(xiang)，導致異種(zhong)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭在焊(han)(han)(han)(han)后冷(leng)卻時容易(yi)形(xing)成(cheng)淬硬組織，同時珠光體(ti)與(yu)鐵素體(ti)的(de)(de)線脹系數相差較(jiao)大(da)(da)，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭中會產生(sheng)(sheng)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)應力，都會促(cu)使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)冷(leng)裂紋的(de)(de)產生(sheng)(sheng)。此外焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭易(yi)產生(sheng)(sheng)脆性：基(ji)層(ceng)和(he)復層(ceng)的(de)(de)鉻含量差別較(jiao)大(da)(da)，促(cu)使碳(tan)向(xiang)復層(ceng)遷移擴散(san)，而在其(qi)交界面的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)區(qu)域(yu)形(xing)成(cheng)增碳(tan)層(ceng)和(he)脫碳(tan)層(ceng)，加劇熔合區(qu)的(de)(de)脆化。
二、焊接方法的選擇
根據(ju)設計圖樣的要(yao)求，采用焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)施(shi)焊(han)(han)，但生產單位可以自(zi)選其他焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法。由(you)于(yu)延遲(chi)焦化裝置的塔器規格大，且數量(liang)多，選用焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)＋埋弧(hu)焊(han)(han)相結合的焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法，既能(neng)保證產品的焊(han)(han)接(jie)(jie)質量(liang)，又能(neng)滿足客戶的工期(qi)要(yao)求。
三、焊接材(cai)料的選擇(ze)
為了保證復(fu)合鋼板的(de)焊(han)接質量，首先要(yao)恰當(dang)地選擇復(fu)層(ceng)(ceng)和基(ji)層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)接材料，有效(xiao)地防止稀(xi)釋和碳的(de)遷(qian)移(yi)等問題，在基(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)之間要(yao)焊(han)過渡層(ceng)(ceng)。
復層(ceng)用焊(han)(han)接材料應(ying)保(bao)證(zheng)熔敷(fu)金(jin)屬的主要合金(jin)元素(su)不(bu)低于(yu)復層(ceng)母材標準規定的下限值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)接采用焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)，焊(han)(han)條(tiao)選用A062；基(ji)(ji)層(ceng)按基(ji)(ji)層(ceng)鋼(gang)材合金(jin)含量選用焊(han)(han)接材料，以保(bao)證(zheng)焊(han)(han)接接頭的抗拉(la)強(qiang)度不(bu)低于(yu)基(ji)(ji)層(ceng)母材標準規定的抗拉(la)強(qiang)度下限值，基(ji)(ji)層(ceng)根部選用焊(han)(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)(han)，焊(han)(han)條(tiao)為J427；埋弧(hu)焊(han)(han)選用填充焊(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)劑為HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)接材料選用A062，以保(bao)證(zheng)能補充基(ji)(ji)層(ceng)對復層(ceng)造成的稀釋。焊(han)(han)接20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板用焊(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)絲的熔敷(fu)金(jin)屬的化學成分見(jian)表(biao)5-40。
四、焊接次序(xu)
復合鋼板的焊(han)接次(ci)序(xu)如(ru)圖(tu)5-20所示(shi)，即先(xian)焊(han)基(ji)層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)，再焊(han)過渡(du)層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)，最后焊(han)復層(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)。過渡(du)層(ceng)的熔焊(han)金屬(shu)在基(ji)層(ceng)的厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復層(ceng)處的厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點(dian)
1. 基層(ceng)的焊(han)接(jie)
先焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫(feng)，使用J427 焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)打底，打底焊(han)(han)(han)的厚度不能太(tai)薄，以(yi)防埋(mai)弧焊(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)接(jie)參數太(tai)大而燒穿，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)350℃烘干2h，以(yi)防焊(han)(han)(han)接(jie)時產生氣孔。然(ran)后用埋(mai)弧焊(han)(han)(han)進(jin)行(xing)施焊(han)(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度等(deng)焊(han)(han)(han)接(jie)參數，保(bao)證焊(han)(han)(han)縫(feng)一次合格率。用磨光機徹(che)底清(qing)理(li)根部焊(han)(han)(han)縫(feng)，用焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)從背(bei)面(mian)進(jin)行(xing)打底焊(han)(han)(han)，以(yi)保(bao)證焊(han)(han)(han)縫(feng)背(bei)面(mian)良好的成形(xing)和內在的質量。
2. 過渡層的焊接
復(fu)合鋼(gang)板(ban)焊(han)(han)(han)接的重(zhong)點和難點均在過渡層(ceng)的焊(han)(han)(han)縫上，在焊(han)(han)(han)基(ji)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫時，預留出(chu)1.5～2.5mm的基(ji)層(ceng)厚度(du)，用A062焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行150℃烘干1h，采用小的熱(re)輸入、反極(ji)性、直線運條(tiao)和多層(ceng)多道焊(han)(han)(han)。
3. 復層的焊接
復層焊(han)接(jie)時，采用(yong)A062焊(han)條，焊(han)前對(dui)焊(han)條進行150℃烘干1h，采用(yong)短(duan)弧、小電流、快速焊(han)、不(bu)(bu)作(zuo)橫(heng)向(xiang)擺動，并且嚴格(ge)控制層間(jian)溫度不(bu)(bu)大于150℃。這(zhe)樣可以有效地防止焊(han)縫在高(gao)溫停留時間(jian)過長，否則會出現粗(cu)晶脆(cui)化傾向(xiang)，焊(han)接(jie)參數見表5-41。
六、酸洗(xi)鈍(dun)化(hua)處理
復(fu)合(he)鋼(gang)板的基層要(yao)(yao)保證容器要(yao)(yao)求承(cheng)受(shou)的壓(ya)力，而復(fu)層應滿足(zu)需(xu)要(yao)(yao)的耐(nai)蝕性，在復(fu)合(he)鋼(gang)制容器的生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中(zhong)，復(fu)層可能被污染，故對塔體內表(biao)面要(yao)(yao)進(jin)行酸(suan)洗鈍(dun)化處理(li)。
七、無(wu)損檢測
20R／06Cr13Al復合鋼板焊接(jie)接(jie)頭產生冷裂紋有一定的潛伏(fu)期，當然與填充材料和焊接(jie)工藝密切相關。為了保證獲(huo)得(de)優質焊接(jie)接(jie)頭，焊后需要停留24h再進行無損檢測(ce)。
對復合鋼(gang)板的焊(han)縫(feng)進(jin)行100％滲(shen)透檢測，均符(fu)合JB／T4730.5規定，I級合格。
對(dui)(dui)所有塔器的對(dui)(dui)接接頭(tou)進(jin)行射線檢測，符合(he)JB／T4730.5規(gui)定，II級合(he)格。
八、焊接(jie)接(jie)頭性能(neng)
對20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的對接焊縫先進行過(guo)焊接工藝評定(ding)，其力學性能試驗結果見(jian)表(biao)5-42，完全滿足設(she)計(ji)圖樣的要求。
表5-42 復合鋼板對接焊(han)縫的力(li)學性能試驗結果（試樣(yang)尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取(qu)上述工(gong)藝措施，產(chan)品焊接一次合格率達到99％，符合了(le)設計(ji)圖樣(yang)要求也滿足(zu)了(le)生產(chan)實際需要。
