浙(zhe)江至德(de)鋼業(ye)有限公司生產的100萬(wan)噸／年延遲焦化(hua)裝置均由主體(ti)材質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合(he)鋼制作(zuo)的容器(qi)，產品規格：直徑為(wei)(wei)1400～2200mm，復合(he)鋼板厚為(wei)(wei)（18＋3）mm，設計(ji)標準(zhun)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)質為(wei)(wei)柴油(you)(you)、汽油(you)(you)、焦化(hua)干(gan)氣，要求設備焊后對塔體(ti)內表(biao)面進行酸洗和鈍(dun)化(hua)處(chu)理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊(han)接性
1. 化學(xue)成分及力學(xue)性能
20R／06Cr13Al復合(he)鋼(gang)屬(shu)于鐵素(su)體復合(he)鋼(gang)板，復層為(wei)鐵素(su)體不銹(xiu)鋼(gang)，基層為(wei)珠(zhu)光體鋼(gang)，其化學成分見表(biao)5-38和(he)表(biao)5-39。
表(biao)5-38 20R／06Cr13AI復合(he)鋼板的化學成分(fen)及力學性能 、表(biao)5-39 20R／06Cr13Al復合(he)鋼板的力(li)學性能(neng)
2. 焊(han)接(jie)特點
該類復(fu)合鋼板(ban)的(de)焊接性(xing)主(zhu)要取決(jue)于鐵素(su)體鋼的(de)物理性(xing)能、化學成(cheng)分、接頭形式及填充材料的(de)種(zhong)類。
焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)容易產生冷(leng)裂(lie)紋(wen)，復(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)焊(han)接(jie)也(ye)屬(shu)于(yu)異(yi)種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)，其基層(ceng)與(yu)(yu)復(fu)(fu)層(ceng)母材在成(cheng)分(fen)、性能等方(fang)面(mian)有較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)，而且基層(ceng)與(yu)(yu)復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)焊(han)接(jie)材料也(ye)同樣存(cun)在較(jiao)大(da)的(de)(de)差異(yi)，因此稀釋(shi)作用(yong)強烈，增(zeng)大(da)了結(jie)晶裂(lie)紋(wen)傾向(xiang)，導致異(yi)種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)在焊(han)后冷(leng)卻時(shi)容易形成(cheng)淬硬組織，同時(shi)珠光體(ti)與(yu)(yu)鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)線脹系數相差較(jiao)大(da)，接(jie)頭(tou)中會產生較(jiao)大(da)的(de)(de)焊(han)接(jie)應(ying)力，都會促(cu)使焊(han)接(jie)冷(leng)裂(lie)紋(wen)的(de)(de)產生。此外焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)易產生脆(cui)性：基層(ceng)和復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)鉻含量差別較(jiao)大(da)，促(cu)使碳向(xiang)復(fu)(fu)層(ceng)遷移(yi)擴散(san)，而在其交界面(mian)的(de)(de)焊(han)縫金屬(shu)區域(yu)形成(cheng)增(zeng)碳層(ceng)和脫碳層(ceng)，加劇熔(rong)合(he)區的(de)(de)脆(cui)化(hua)。
二、焊接(jie)方法(fa)的選擇
根據設計圖樣的要(yao)求，采(cai)用焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)施焊(han)，但生產(chan)單位可(ke)以自選其他焊(han)接方法。由于延遲焦化裝置的塔器規(gui)格大，且數量多，選用焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)＋埋(mai)弧(hu)焊(han)相結(jie)合的焊(han)接方法，既(ji)能(neng)保證(zheng)產(chan)品的焊(han)接質(zhi)量，又能(neng)滿足客戶的工期要(yao)求。
三(san)、焊(han)接材(cai)料的選擇
為了保證(zheng)復合鋼板的(de)焊(han)(han)接質(zhi)量，首先要恰當地選(xuan)擇(ze)復層和(he)基層的(de)焊(han)(han)接材(cai)料，有效地防(fang)止稀釋和(he)碳(tan)的(de)遷移等問題，在(zai)基層與復層之間要焊(han)(han)過(guo)渡層。
復層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)應保(bao)證(zheng)熔敷(fu)金(jin)屬的(de)(de)主(zhu)要合金(jin)元素不低(di)(di)于復層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)標準規(gui)定的(de)(de)下限值(zhi)，對(dui)于06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)接(jie)采(cai)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)選(xuan)用(yong)A062；基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)按(an)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)鋼材(cai)合金(jin)含(han)量選(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)，以(yi)保(bao)證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)抗(kang)(kang)拉強度不低(di)(di)于基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)標準規(gui)定的(de)(de)抗(kang)(kang)拉強度下限值(zhi)，基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)根(gen)部選(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)為J427；埋弧焊(han)(han)(han)(han)選(xuan)用(yong)填充(chong)焊(han)(han)(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)(han)(han)劑(ji)為HJ431；過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)選(xuan)用(yong)A062，以(yi)保(bao)證(zheng)能補充(chong)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)對(dui)復層(ceng)(ceng)(ceng)造(zao)成的(de)(de)稀釋。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復合鋼板用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)絲的(de)(de)熔敷(fu)金(jin)屬的(de)(de)化學成分見表5-40。
四(si)、焊接(jie)次(ci)序
復(fu)(fu)合鋼板的(de)焊(han)接次序如圖5-20所示，即先焊(han)基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)縫，再焊(han)過(guo)渡層(ceng)(ceng)焊(han)縫，最后焊(han)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)縫。過(guo)渡層(ceng)(ceng)的(de)熔焊(han)金(jin)屬在(zai)基(ji)層(ceng)(ceng)的(de)厚度為1.5～2.5mm為宜，在(zai)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)處的(de)厚度為0.1～1.5mm為宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊接
先焊(han)(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，使(shi)用J427 焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)打底(di)，打底(di)焊(han)(han)(han)的(de)(de)厚度不能太(tai)薄，以防埋弧(hu)焊(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)接參(can)數太(tai)大而燒穿，焊(han)(han)(han)前(qian)對焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行(xing)(xing)350℃烘干2h，以防焊(han)(han)(han)接時產生氣孔。然后用埋弧(hu)焊(han)(han)(han)進(jin)行(xing)(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)(han)接速度等焊(han)(han)(han)接參(can)數，保證焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)一(yi)次(ci)合格率。用磨(mo)光(guang)機(ji)徹(che)底(di)清理根部焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，用焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)從背面(mian)進(jin)行(xing)(xing)打底(di)焊(han)(han)(han)，以保證焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)背面(mian)良(liang)好的(de)(de)成形和(he)內在的(de)(de)質量。
2. 過渡層的焊接
復合鋼板焊(han)(han)接的(de)重(zhong)點(dian)和難點(dian)均在(zai)過渡(du)層(ceng)的(de)焊(han)(han)縫(feng)上，在(zai)焊(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)縫(feng)時，預(yu)留出1.5～2.5mm的(de)基層(ceng)厚度，用(yong)A062焊(han)(han)條(tiao)進行(xing)電弧焊(han)(han)，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條(tiao)進行(xing)150℃烘(hong)干1h，采用(yong)小(xiao)的(de)熱輸入、反極性(xing)、直線運條(tiao)和多(duo)層(ceng)多(duo)道(dao)焊(han)(han)。
3. 復層的焊接
復(fu)層焊(han)(han)(han)接時，采(cai)用A062焊(han)(han)(han)條(tiao)，焊(han)(han)(han)前(qian)對焊(han)(han)(han)條(tiao)進行150℃烘干(gan)1h，采(cai)用短弧、小電(dian)流、快速焊(han)(han)(han)、不作橫向(xiang)擺動，并且(qie)嚴格(ge)控制層間溫度不大于(yu)150℃。這樣(yang)可(ke)以有(you)效(xiao)地防止焊(han)(han)(han)縫(feng)在高溫停留時間過(guo)長，否則會出(chu)現粗晶脆化傾向(xiang)，焊(han)(han)(han)接參數見表5-41。
六、酸(suan)洗鈍化(hua)處理
復合鋼板的(de)基層要(yao)保證容器要(yao)求(qiu)承受的(de)壓力，而復層應(ying)滿足需要(yao)的(de)耐蝕(shi)性，在復合鋼制容器的(de)生(sheng)產過程中，復層可(ke)能被污染，故對塔體內表面要(yao)進行酸洗鈍(dun)化處(chu)理(li)。
七、無(wu)損檢(jian)測(ce)
20R／06Cr13Al復合鋼板焊(han)接(jie)接(jie)頭產生冷裂紋有一(yi)定的潛伏期，當然與填充材料和焊(han)接(jie)工藝密切相關(guan)。為了保(bao)證獲(huo)得優質焊(han)接(jie)接(jie)頭，焊(han)后需要(yao)停(ting)留24h再進行(xing)無損(sun)檢測。
對復合鋼板(ban)的焊縫進行100％滲透檢測，均符合JB／T4730.5規定，I級(ji)合格。
對所有(you)塔(ta)器的對接接頭進行(xing)射線檢測，符合(he)JB／T4730.5規(gui)定，II級(ji)合(he)格(ge)。
八、焊接(jie)接(jie)頭(tou)性能
對20R／06Cr13Al復合鋼板(ban)的(de)對接焊縫先進(jin)行過(guo)焊接工(gong)藝評定，其力學性能試(shi)驗結果見表5-42，完全滿足設計(ji)圖樣(yang)的(de)要(yao)求。
表5-42 復合鋼(gang)板(ban)對(dui)接焊縫的力學(xue)性能試驗結果(guo)（試樣尺(chi)寸(cun)：5mm×10mm×55mm）
采取上(shang)述工藝措施，產品焊接一次(ci)合格率達到99％，符合了(le)設計圖樣要求也滿(man)足了(le)生產實(shi)際(ji)需要。
