浙江至(zhi)德(de)鋼(gang)業(ye)有(you)限公司生產的100萬噸／年延遲焦化(hua)裝置均由主體(ti)材(cai)質(zhi)為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)制作的容器，產品規(gui)格：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復合鋼(gang)板(ban)厚(hou)為(wei)(wei)（18＋3）mm，設(she)(she)計標準為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)(she)計壓力為(wei)(wei)1.43MPa設(she)(she)計溫度為(wei)(wei)73℃，介質(zhi)為(wei)(wei)柴油、汽(qi)油、焦化(hua)干氣，要求(qiu)設(she)(she)備焊后對(dui)塔(ta)體(ti)內表面(mian)進行酸洗和鈍化(hua)處理。
一、20R／06Cr13Al 復(fu)合鋼焊接性
1. 化學成分及(ji)力學性能
20R／06Cr13Al復合鋼(gang)(gang)(gang)(gang)屬于鐵素(su)體(ti)(ti)復合鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板，復層為(wei)(wei)鐵素(su)體(ti)(ti)不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，基層為(wei)(wei)珠光體(ti)(ti)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)，其化(hua)學成(cheng)分見表(biao)5-38和表(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化學(xue)成分及力學(xue)性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板(ban)的力(li)學性(xing)能
2. 焊(han)接特點
該類復合鋼(gang)板的(de)(de)焊接(jie)(jie)性主要取決于鐵(tie)素體鋼(gang)的(de)(de)物理性能(neng)、化學(xue)成分、接(jie)(jie)頭(tou)形式(shi)及(ji)填充材(cai)料的(de)(de)種類。
焊(han)接接頭容易產生(sheng)冷裂(lie)紋，復(fu)合鋼(gang)板的(de)(de)(de)(de)焊(han)接也(ye)屬于異(yi)種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接，其(qi)基(ji)層(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)母材在(zai)成(cheng)(cheng)分、性(xing)能等方面有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，而(er)且基(ji)層(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接材料也(ye)同樣存在(zai)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)差(cha)異(yi)，因此稀釋作用強烈(lie)，增大(da)(da)了(le)結晶裂(lie)紋傾向，導致異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊(han)接接頭在(zai)焊(han)后冷卻(que)時容易形(xing)成(cheng)(cheng)淬(cui)硬組(zu)織，同時珠(zhu)光體(ti)與(yu)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)(de)線脹系數相差(cha)較(jiao)大(da)(da)，接頭中(zhong)會產生(sheng)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)焊(han)接應力，都會促使(shi)焊(han)接冷裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)產生(sheng)。此外焊(han)接接頭易產生(sheng)脆(cui)性(xing)：基(ji)層(ceng)和(he)復(fu)層(ceng)的(de)(de)(de)(de)鉻含量差(cha)別較(jiao)大(da)(da)，促使(shi)碳向復(fu)層(ceng)遷移擴散，而(er)在(zai)其(qi)交界(jie)面的(de)(de)(de)(de)焊(han)縫金屬區域形(xing)成(cheng)(cheng)增碳層(ceng)和(he)脫(tuo)碳層(ceng)，加(jia)劇(ju)熔合區的(de)(de)(de)(de)脆(cui)化(hua)。
二、焊接方(fang)法的選(xuan)擇(ze)
根據設計(ji)圖樣的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，采用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，但生產單位(wei)可以(yi)自選其他(ta)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)。由于延遲焦化裝置(zhi)的(de)(de)(de)塔(ta)器規格大，且(qie)數量(liang)多(duo)，選用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)＋埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)相結(jie)合的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)，既能(neng)保證產品的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接質量(liang)，又能(neng)滿足客戶(hu)的(de)(de)(de)工期(qi)要(yao)求(qiu)。
三、焊接材料的(de)選擇
為(wei)了(le)保(bao)證復(fu)合鋼板的(de)焊(han)接質量，首先要(yao)恰(qia)當地選擇復(fu)層和(he)基層的(de)焊(han)接材料，有效地防止稀釋和(he)碳的(de)遷移等(deng)問題，在基層與復(fu)層之間要(yao)焊(han)過渡(du)層。
復層(ceng)(ceng)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料應保證(zheng)(zheng)熔敷(fu)金(jin)屬(shu)的(de)主要合金(jin)元素不低于(yu)復層(ceng)(ceng)母材標(biao)(biao)準(zhun)規定的(de)下限(xian)值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)采用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)選用(yong)(yong)(yong)A062；基(ji)層(ceng)(ceng)按基(ji)層(ceng)(ceng)鋼材合金(jin)含量選用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料，以(yi)保證(zheng)(zheng)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的(de)抗拉(la)強度不低于(yu)基(ji)層(ceng)(ceng)母材標(biao)(biao)準(zhun)規定的(de)抗拉(la)強度下限(xian)值，基(ji)層(ceng)(ceng)根(gen)部選用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)為J427；埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)選用(yong)(yong)(yong)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)(han)(han)(han)劑為HJ431；過(guo)渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料選用(yong)(yong)(yong)A062，以(yi)保證(zheng)(zheng)能補充(chong)基(ji)層(ceng)(ceng)對復層(ceng)(ceng)造成的(de)稀釋。焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)20R／06Cr13Al復合鋼板用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)(han)絲的(de)熔敷(fu)金(jin)屬(shu)的(de)化學成分見表5-40。
四(si)、焊接次序
復合(he)鋼板的(de)(de)焊(han)(han)(han)接次序如圖(tu)5-20所示(shi)，即先(xian)焊(han)(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)縫，再焊(han)(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)縫，最后焊(han)(han)(han)復層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)縫。過渡層(ceng)(ceng)的(de)(de)熔(rong)焊(han)(han)(han)金屬在(zai)基(ji)層(ceng)(ceng)的(de)(de)厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在(zai)復層(ceng)(ceng)處的(de)(de)厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊接(jie)
先焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫(feng)，使用J427 焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)打底(di)，打底(di)焊(han)(han)(han)的(de)厚度不能太薄(bo)，以防(fang)埋弧焊(han)(han)(han)時(shi)因焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數太大(da)而燒(shao)穿，焊(han)(han)(han)前(qian)對焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)(xing)350℃烘干(gan)2h，以防(fang)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)時(shi)產生氣孔。然后用埋弧焊(han)(han)(han)進(jin)行(xing)(xing)(xing)施焊(han)(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)速度等焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數，保證(zheng)焊(han)(han)(han)縫(feng)一(yi)次合(he)格率。用磨光機徹底(di)清理(li)根部(bu)焊(han)(han)(han)縫(feng)，用焊(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)從背面(mian)進(jin)行(xing)(xing)(xing)打底(di)焊(han)(han)(han)，以保證(zheng)焊(han)(han)(han)縫(feng)背面(mian)良好的(de)成(cheng)形和(he)內在的(de)質量。
2. 過(guo)渡層(ceng)的焊接
復合(he)鋼板焊(han)(han)(han)接的重(zhong)點和難點均在(zai)過渡層(ceng)(ceng)的焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)上，在(zai)焊(han)(han)(han)基層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)時，預留出1.5～2.5mm的基層(ceng)(ceng)厚度，用A062焊(han)(han)(han)條進行電(dian)弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進行150℃烘干1h，采用小的熱輸入、反極性、直線運(yun)條和多層(ceng)(ceng)多道焊(han)(han)(han)。
3. 復層的焊接
復層焊(han)(han)接時(shi)，采用A062焊(han)(han)條，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行(xing)150℃烘干1h，采用短弧(hu)、小電流、快速(su)焊(han)(han)、不作橫向擺(bai)動，并且嚴格控制層間溫度不大于150℃。這樣可以(yi)有(you)效地防止焊(han)(han)縫在高溫停留時(shi)間過(guo)長，否則會出現粗晶脆化傾向，焊(han)(han)接參數見表5-41。
六、酸洗鈍化處理(li)
復合(he)鋼板的(de)基層(ceng)要(yao)保證容器(qi)要(yao)求承受的(de)壓(ya)力，而復層(ceng)應滿足需要(yao)的(de)耐(nai)蝕性(xing)，在復合(he)鋼制(zhi)容器(qi)的(de)生產過程中，復層(ceng)可能被污(wu)染，故對塔體內表面要(yao)進行酸洗(xi)鈍化處理。
七(qi)、無損檢測
20R／06Cr13Al復合鋼板焊(han)接接頭產生冷裂紋有一(yi)定的潛伏期，當然(ran)與填充材(cai)料和焊(han)接工(gong)藝密切(qie)相關。為了(le)保(bao)證(zheng)獲得優質焊(han)接接頭，焊(han)后需要(yao)停留24h再進行(xing)無(wu)損(sun)檢(jian)測。
對(dui)復合鋼板的(de)焊縫(feng)進行100％滲透檢測(ce)，均符合JB／T4730.5規定，I級合格。
對所有塔(ta)器的對接接頭(tou)進(jin)行射線檢測，符合(he)JB／T4730.5規定，II級(ji)合(he)格(ge)。
八、焊(han)接接頭性能
對(dui)20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的對(dui)接(jie)焊(han)縫先(xian)進行過焊(han)接(jie)工藝(yi)評定，其力(li)學性能試驗結(jie)果見(jian)表5-42，完全滿(man)足設計圖樣的要求。
表5-42 復合(he)鋼板對接(jie)焊縫的力學(xue)性能試驗結(jie)果（試樣尺寸(cun)：5mm×10mm×55mm）
采(cai)取上述工(gong)藝措施，產品焊接(jie)一次合(he)格(ge)率達到99％，符合(he)了設計(ji)圖樣要求也滿足了生(sheng)產實際需要。
