浙江(jiang)至德鋼(gang)業有(you)限公司生產(chan)的(de)100萬(wan)噸(dun)／年延遲焦(jiao)(jiao)化裝置均由主體材質(zhi)為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合(he)鋼(gang)制作的(de)容(rong)器，產(chan)品規格：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復合(he)鋼(gang)板厚為(wei)(wei)（18＋3）mm，設(she)計(ji)(ji)標準為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)計(ji)(ji)壓(ya)力為(wei)(wei)1.43MPa設(she)計(ji)(ji)溫度為(wei)(wei)73℃，介質(zhi)為(wei)(wei)柴油、汽油、焦(jiao)(jiao)化干氣，要求設(she)備焊(han)后(hou)對塔體內表面進行酸洗和鈍化處(chu)理。
一、20R／06Cr13Al 復(fu)合(he)鋼焊接性
1. 化學成(cheng)分及力學性能(neng)
20R／06Cr13Al復(fu)(fu)合鋼(gang)(gang)屬于(yu)鐵素體復(fu)(fu)合鋼(gang)(gang)板(ban)，復(fu)(fu)層為鐵素體不銹鋼(gang)(gang)，基層為珠光(guang)體鋼(gang)(gang)，其(qi)化學成分見表(biao)(biao)5-38和表(biao)(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化學成分及力學性能(neng) 、表5-39 20R／06Cr13Al復合(he)鋼板(ban)的力學性能
2. 焊接特點(dian)
該類復合鋼板的焊(han)接性主要取決于鐵素體鋼的物(wu)理(li)性能、化學(xue)成分、接頭形式及填充材料的種(zhong)類。
焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)容易產(chan)生冷(leng)(leng)裂(lie)紋，復(fu)合(he)(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)也屬于異(yi)種鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)，其(qi)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)母材在(zai)成(cheng)分、性(xing)(xing)能(neng)等方面有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，而(er)且基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料也同(tong)樣(yang)存在(zai)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，因(yin)此(ci)稀釋(shi)作(zuo)用強烈，增大(da)了結晶(jing)裂(lie)紋傾(qing)向(xiang)(xiang)，導致異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)焊(han)(han)(han)后冷(leng)(leng)卻時容易形成(cheng)淬硬(ying)組織(zhi)，同(tong)時珠(zhu)光(guang)體與鐵(tie)素體的(de)(de)(de)線脹系數相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da)，接(jie)(jie)(jie)頭(tou)中會產(chan)生較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)應(ying)力，都會促使焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)冷(leng)(leng)裂(lie)紋的(de)(de)(de)產(chan)生。此(ci)外(wai)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)易產(chan)生脆(cui)性(xing)(xing)：基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)鉻(ge)含量差(cha)別(bie)較(jiao)大(da)，促使碳(tan)(tan)向(xiang)(xiang)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)遷移擴(kuo)散(san)，而(er)在(zai)其(qi)交界面的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金屬區域(yu)形成(cheng)增碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)和脫碳(tan)(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)，加劇熔合(he)(he)區的(de)(de)(de)脆(cui)化。
二、焊接方(fang)法的選(xuan)擇
根據設計圖樣(yang)的要求(qiu)，采用(yong)焊(han)條電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)施焊(han)，但生產(chan)單位可(ke)以(yi)自選(xuan)其他(ta)焊(han)接方(fang)法(fa)。由(you)于(yu)延(yan)遲焦化裝(zhuang)置的塔器(qi)規格(ge)大，且數量(liang)多，選(xuan)用(yong)焊(han)條電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)＋埋弧(hu)(hu)焊(han)相結合的焊(han)接方(fang)法(fa)，既能(neng)(neng)保證產(chan)品的焊(han)接質量(liang)，又能(neng)(neng)滿足(zu)客戶(hu)的工(gong)期要求(qiu)。
三、焊(han)接材料的選(xuan)擇
為(wei)了保證(zheng)復合鋼板的(de)焊接(jie)質量，首先要(yao)恰當地(di)選(xuan)擇復層(ceng)和基層(ceng)的(de)焊接(jie)材料(liao)，有(you)效地(di)防止(zhi)稀釋和碳的(de)遷(qian)移等問題，在基層(ceng)與復層(ceng)之間要(yao)焊過渡層(ceng)。
復(fu)層(ceng)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)應保(bao)(bao)證熔敷金屬的(de)主要合金元素不低于(yu)復(fu)層(ceng)母材(cai)標(biao)準規定的(de)下限值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)采用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)A062；基(ji)(ji)(ji)層(ceng)按基(ji)(ji)(ji)層(ceng)鋼(gang)材(cai)合金含量選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)，以保(bao)(bao)證焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)抗拉(la)強(qiang)度不低于(yu)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)母材(cai)標(biao)準規定的(de)抗拉(la)強(qiang)度下限值，基(ji)(ji)(ji)層(ceng)根部(bu)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條為J427；埋弧焊(han)(han)(han)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)填充焊(han)(han)(han)絲(si)(si)為H08A，焊(han)(han)(han)劑為HJ431；過渡層(ceng)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)A062，以保(bao)(bao)證能補充基(ji)(ji)(ji)層(ceng)對復(fu)層(ceng)造成的(de)稀釋。焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)板(ban)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條和(he)焊(han)(han)(han)絲(si)(si)的(de)熔敷金屬的(de)化學成分見(jian)表5-40。
四、焊接次序
復(fu)合鋼板的焊接次序如圖5-20所示，即先(xian)焊基(ji)層焊縫，再焊過渡層焊縫，最后焊復(fu)層焊縫。過渡層的熔焊金屬在(zai)基(ji)層的厚度為1.5～2.5mm為宜，在(zai)復(fu)層處(chu)的厚度為0.1～1.5mm為宜。
五、焊接(jie)要(yao)點
1. 基層(ceng)的焊接
先焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)打底，打底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)的厚度不能太薄，以防埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)因焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參數太大而燒穿(chuan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)350℃烘干2h，以防焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)產生氣孔。然后(hou)用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速度等焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參數，保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合(he)格率。用(yong)磨光機徹底清理根部焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)從背面(mian)(mian)進(jin)行(xing)打底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，以保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)(mian)良(liang)好的成(cheng)形和內在(zai)的質量(liang)。
2. 過(guo)渡層的焊(han)接
復合鋼板焊接的(de)重點和(he)難點均在(zai)過渡層(ceng)的(de)焊縫上，在(zai)焊基(ji)層(ceng)焊縫時，預留出(chu)1.5～2.5mm的(de)基(ji)層(ceng)厚度，用A062焊條進行(xing)電弧焊，焊前對焊條進行(xing)150℃烘干(gan)1h，采用小(xiao)的(de)熱輸入、反極性(xing)、直線運條和(he)多(duo)層(ceng)多(duo)道焊。
3. 復層(ceng)的焊接
復層(ceng)焊接時，采用A062焊條，焊前對焊條進行150℃烘干1h，采用短弧、小電流、快速焊、不作橫向(xiang)擺(bai)動(dong)，并且嚴格(ge)控(kong)制層(ceng)間(jian)溫(wen)度不大于150℃。這樣可以有效(xiao)地防止焊縫(feng)在(zai)高溫(wen)停留時間(jian)過長，否則會出現(xian)粗(cu)晶脆化傾向(xiang)，焊接參數見(jian)表5-41。
六、酸洗鈍化處理(li)
復合(he)鋼(gang)板的基層要保證(zheng)容器(qi)要求承(cheng)受的壓(ya)力，而(er)復層應滿(man)足(zu)需(xu)要的耐蝕性(xing)，在復合(he)鋼(gang)制(zhi)容器(qi)的生(sheng)產過(guo)程中，復層可能(neng)被污(wu)染(ran)，故對塔體內表面要進行酸洗(xi)鈍(dun)化處理(li)。
七、無損(sun)檢測(ce)
20R／06Cr13Al復合鋼板焊接接頭產生冷裂紋有一定的潛(qian)伏期，當(dang)然與填(tian)充材料和焊接工藝密切相(xiang)關。為了保(bao)證獲(huo)得優(you)質焊接接頭，焊后需要(yao)停留24h再(zai)進行無損檢測。
對復合(he)鋼板的(de)焊縫進行100％滲(shen)透(tou)檢測，均(jun)符合(he)JB／T4730.5規定(ding)，I級(ji)合(he)格。
對所有塔器的對接接頭進行射(she)線檢(jian)測，符(fu)合JB／T4730.5規定，II級合格。
八(ba)、焊接接頭性能
對20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的對接(jie)焊縫先進行過(guo)焊接(jie)工(gong)藝評定，其力學(xue)性能試(shi)驗結果見表5-42，完全滿足設計圖樣(yang)的要求。
表5-42 復合鋼板對接焊縫(feng)的力學性能(neng)試驗結果（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工藝(yi)措施，產品焊接(jie)一次合格率達到99％，符(fu)合了設(she)計圖樣要(yao)求(qiu)也滿足(zu)了生產實際(ji)需要(yao)。
