复合钢板的化工压力容器制造工艺探究

高飞

南京宝色股份公司 江苏南京 210000

1 复合前的制造步骤

复合钢板由两个部分组成，一部分是基层，另一部分是复层，这两部分有不同的用途，所以使用材料有所不同（具体组成如图1）。例如，选用Q345R的基层材料和S30403的复层材料，在复合之前，需要考虑以下问题：第一，确保复合钢板保板面的平滑性、完整性符合要求，根据国家质量标准进行检测，并配备相应的质检证明书；第二，在使用复合钢板的过程中，要保障其外观完好，基层和复层几何面积要占绝大多数，通常不低于总面积的95%。局部没有接合的面积不能超过45cm²。如果加工过程中承受较大负荷，则需要更加严格的要求；第三，对复合钢板的机械性能进行严格的要求，检测其延伸率和抗拉强度，确保各项指标都在基层材料之上。抗弯曲性能数值也不能低于基层材料，二者应该保持平衡。抗剪强度不能低于母材强度；第四，复合钢板使用之前，要对内部伤痕进行检测，可以采用超声波实验的方式进行检测，如果检测到有害分层则钢板需要修补或作废。如果进行修复，则要严格按照要求修补，选择与原材料相同的修补材料。

在制造压力容器复合钢板之前，需要根据要求下料，由于板材规格不同，且复层材料不锈钢板壁厚、板的长度和宽度都比较小，所以采用拼接的方式。在拼接过程中需要注意以下几个方面：第一，根据容器尺寸对筒体需要的板材长宽进行确认。板材长度+80mm和板材宽度40mm是基层板材最小下料规格，如果焊接试板从长度的方向进行截取，下料长度就必须超过板材长度+250mm；第二，根据具体的工艺要求，复层板材的规格应该大于实际基层规格，长宽都超过15mm；第三，根据复层板材长宽规格要求进行拼装，采用焊透磨平的工艺技术，并进行渗透无损检测，确认裂纹或其他指标符合要求[1]。

2 筒体下料和排版

2.1 下料

在复合钢板筒体对接焊接封头的过程中，要保障二者直径一致。在卷圆的过程中，板材可能受到弯曲作用的影响，其中有一层的应力=0，该层为中性层，其周长不会发生变化。根据封头中性层的周长对筒体展开长度进行分析，确认该长度是否合理。对纵焊缝和环焊缝进行详细的检查，复合板筒体和封头对接的位置错边量应该低于钢板复层厚度，通常不超过其厚度的一半，且在1mm以下。

2.2 排版

筒体排版是一项比较简单的工作（如图1），可以先按照顺时针的顺序摆放筒体，然后标记降接管孔和孔径，根据纵向焊缝错开接管孔的要求确认板材规格，同时对环焊缝进行检查，环焊缝和边缘之间应该保持10cm以上的距离。

3 焊接和其他制造要求

3.1 焊接

在生产制造的过程中，焊接是十分重要的一个工艺环节，通常要根据材质、坡口尺寸、设计要求等选取焊接设备和工艺，可以采用手工电弧焊、C02保护焊、氩弧焊等焊接技术。复合钢板基层、复层和过渡层可以选贼Q345R和S30403复合钢板作为焊条，基层采用J506或J507焊条，复层和过渡层则分别选用J507和A302焊条。在焊接的过程中，首先对内侧基层缝隙进行焊接，然后焊接外侧，采用碳弧气刨铲焊根，要将熔渣和夹渣清理干净，然后填满焊缝。基层焊接结束之后，采用砂轮打磨的方式处理复层，确认处理合格之后在进行过渡层焊接，复层最后焊接。在焊接的过程中，要对内侧基层焊缝的高度进行严格的控制，使其与复层界面保持一定的距离，通常控制在1-1.5mm之间，不能焊接到复层之中[2]。

图1 筒体排版示意图

3.2 其他要求

为了保障复合钢板的化工压力容器制造的质量，其还有以下工艺要求：第一，在进行切割、弯曲等操作的过程中，要明确复层位置，通常将其放在最下面，视情况可以设置保护层，避免切割或弯曲的过程中出现划伤、损坏等问题，这些问题难以修复，会影响容器整体质量；第二，在弯曲加工的阶段，如果采用冷卷加工的方式，则不需要特别注意。如果采用热加工的方式，则要对钢板的平整性、加工燃料等进行严格的质量控制和把关，通常会选用低含硫的材料。要保障加热的均匀性，避免渗碳，还要对温度进行有效的控制，避免出现敏化反应；第三，复合钢板基层和复层采用不同的两种金属，所以膨胀系数不同，在热处理后需要进行消除应力处理[3]。

4 结语

综上所述，在复合钢板的化工压力容器制造的过程中，为了发挥复合钢板的应用优势，应该采取科学有效的工艺技术，对各个工艺生产环节进行严格的质量把控。通常，在制造前要做好准备工作，严格筛选材料、确认材料规格，然后进行筒体下料和排版，同时对焊接工艺进行严格的把控，从多个方面入手，全面确保制造质量。