浙江至德鋼業有限(xian)公司生產的100萬噸(dun)／年延(yan)遲焦(jiao)化裝置均由主體材(cai)質為(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合鋼制作的容器，產品規格：直(zhi)徑(jing)為(wei)(wei)1400～2200mm，復合鋼板厚為(wei)(wei)（18＋3）mm，設計標準(zhun)為(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設計壓力為(wei)(wei)1.43MPa設計溫度(du)為(wei)(wei)73℃，介質為(wei)(wei)柴油(you)、汽油(you)、焦(jiao)化干氣，要求設備(bei)焊后對塔體內表(biao)面進(jin)行酸洗和鈍(dun)化處(chu)理(li)。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼(gang)焊接性(xing)
1. 化(hua)學成分及(ji)力學性能
20R／06Cr13Al復合鋼屬(shu)于鐵素體(ti)復合鋼板，復層為(wei)鐵素體(ti)不銹鋼，基層為(wei)珠光體(ti)鋼，其化學成分(fen)見表5-38和(he)表5-39。
表(biao)5-38 20R／06Cr13AI復合(he)鋼板的(de)化學成分(fen)及力學性能 、表(biao)5-39 20R／06Cr13Al復合鋼板(ban)的(de)力學性能
2. 焊(han)接特點
該類復合鋼(gang)板的焊接(jie)性主要取決于(yu)鐵(tie)素體鋼(gang)的物理性能(neng)、化(hua)學成分、接(jie)頭形式及填充材料的種(zhong)類。
焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)容(rong)易(yi)產(chan)生冷(leng)裂紋，復(fu)合(he)鋼板的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)也屬(shu)于異(yi)(yi)(yi)種(zhong)鋼的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)，其(qi)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母材在(zai)成分、性(xing)能等方面(mian)有較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)(yi)(yi)，而且(qie)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料也同樣存(cun)在(zai)較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)(yi)(yi)，因此稀釋作用(yong)強烈，增大(da)(da)了結晶裂紋傾向(xiang)，導致異(yi)(yi)(yi)種(zhong)鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)在(zai)焊(han)(han)后冷(leng)卻時(shi)容(rong)易(yi)形成淬硬(ying)組織(zhi)，同時(shi)珠光體(ti)與鐵(tie)素體(ti)的(de)(de)(de)線脹系數相差(cha)(cha)較(jiao)大(da)(da)，接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)中會產(chan)生較(jiao)大(da)(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)應力，都會促使焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)冷(leng)裂紋的(de)(de)(de)產(chan)生。此外焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭(tou)易(yi)產(chan)生脆性(xing)：基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)鉻含(han)量差(cha)(cha)別(bie)較(jiao)大(da)(da)，促使碳(tan)向(xiang)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)遷移擴散(san)，而在(zai)其(qi)交界面(mian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)縫金屬(shu)區域形成增碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)和脫碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)，加劇熔合(he)區的(de)(de)(de)脆化(hua)。
二、焊(han)接方(fang)法的選擇
根據設計(ji)圖樣的要求(qiu)，采(cai)用焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)施焊(han)，但生(sheng)產單位(wei)可(ke)以(yi)自選其(qi)他焊(han)接(jie)方法。由于(yu)延遲焦(jiao)化(hua)裝置(zhi)的塔器規(gui)格大(da)，且數量多(duo)，選用焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)＋埋弧(hu)焊(han)相結合(he)的焊(han)接(jie)方法，既能保證產品的焊(han)接(jie)質(zhi)量，又能滿足客戶的工期要求(qiu)。
三、焊(han)接材料的選擇
為了保證復(fu)合鋼板的焊接質量，首(shou)先要恰當地選(xuan)擇復(fu)層(ceng)和基層(ceng)的焊接材料，有效地防止稀釋和碳的遷移等問題，在基層(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)之間要焊過渡層(ceng)。
復層用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)應保證(zheng)熔敷金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)主要合(he)金(jin)(jin)(jin)元素不(bu)低于(yu)復層母(mu)材(cai)標準規(gui)定的(de)(de)下(xia)限值，對于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)接(jie)采用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)A062；基(ji)(ji)層按基(ji)(ji)層鋼材(cai)合(he)金(jin)(jin)(jin)含量(liang)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)，以(yi)保證(zheng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)不(bu)低于(yu)基(ji)(ji)層母(mu)材(cai)標準規(gui)定的(de)(de)抗拉強(qiang)度(du)下(xia)限值，基(ji)(ji)層根部選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)為(wei)J427；埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(han)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)填(tian)充(chong)焊(han)(han)(han)(han)絲(si)為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)(han)劑為(wei)HJ431；過渡層焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)A062，以(yi)保證(zheng)能補(bu)充(chong)基(ji)(ji)層對復層造成的(de)(de)稀釋(shi)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復合(he)鋼板用(yong)(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)絲(si)的(de)(de)熔敷金(jin)(jin)(jin)屬的(de)(de)化(hua)學(xue)成分見表(biao)5-40。
四、焊(han)接次序(xu)
復合鋼板(ban)的(de)(de)焊接(jie)次序(xu)如圖5-20所示，即先焊基層焊縫，再焊過渡層焊縫，最后焊復層焊縫。過渡層的(de)(de)熔(rong)焊金屬在基層的(de)(de)厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在復層處的(de)(de)厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的(de)焊接
先焊(han)(han)(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，使(shi)用(yong)J427 焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)打底，打底焊(han)(han)(han)(han)的(de)(de)(de)厚度不(bu)能太薄(bo)，以(yi)防埋弧焊(han)(han)(han)(han)時因焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)太大而燒穿，焊(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)進行(xing)350℃烘干2h，以(yi)防焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時產生氣(qi)孔。然后用(yong)埋弧焊(han)(han)(han)(han)進行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)(han)，要嚴格(ge)控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)速度等焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數(shu)，保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)一次合(he)格(ge)率。用(yong)磨光機徹底清理(li)根部焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)從(cong)背(bei)面進行(xing)打底焊(han)(han)(han)(han)，以(yi)保證焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)背(bei)面良好的(de)(de)(de)成形(xing)和內在的(de)(de)(de)質量(liang)。
2. 過(guo)渡(du)層的焊接(jie)
復合鋼(gang)板焊(han)(han)接的重點(dian)和難點(dian)均在(zai)過渡層(ceng)的焊(han)(han)縫上，在(zai)焊(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)縫時，預留出1.5～2.5mm的基層(ceng)厚(hou)度，用A062焊(han)(han)條進行(xing)(xing)電弧焊(han)(han)，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行(xing)(xing)150℃烘(hong)干(gan)1h，采用小的熱輸入、反(fan)極性、直線運(yun)條和多(duo)層(ceng)多(duo)道焊(han)(han)。
3. 復層的焊(han)接
復(fu)層焊(han)(han)接時，采(cai)用A062焊(han)(han)條，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行150℃烘干1h，采(cai)用短(duan)弧(hu)、小電流、快速焊(han)(han)、不作橫向(xiang)擺動(dong)，并且嚴格控制層間(jian)溫度不大于150℃。這(zhe)樣可以(yi)有效地防止焊(han)(han)縫在高溫停留(liu)時間(jian)過長，否(fou)則會出現粗晶脆化(hua)傾向(xiang)，焊(han)(han)接參(can)數見表(biao)5-41。
六、酸洗鈍化(hua)處理
復(fu)合(he)鋼板的基層要(yao)保(bao)證容(rong)器要(yao)求承(cheng)受(shou)的壓力，而復(fu)層應(ying)滿(man)足(zu)需要(yao)的耐蝕性，在復(fu)合(he)鋼制容(rong)器的生(sheng)產過程中，復(fu)層可(ke)能被污染，故對塔(ta)體內表面(mian)要(yao)進行酸洗鈍化處理。
七、無損(sun)檢(jian)測
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)板焊(han)接(jie)接(jie)頭產生冷裂(lie)紋有一定的(de)潛伏期，當然與填充材料和焊(han)接(jie)工藝密切相關。為了保證獲得優(you)質(zhi)焊(han)接(jie)接(jie)頭，焊(han)后需要停留(liu)24h再進(jin)行無損檢(jian)測。
對復合(he)(he)鋼(gang)板的焊縫進行(xing)100％滲透(tou)檢測，均符合(he)(he)JB／T4730.5規定，I級合(he)(he)格。
對所有塔(ta)器的對接接頭進行射線檢測(ce)，符合(he)JB／T4730.5規定，II級合(he)格(ge)。
八、焊接接頭性(xing)能
對(dui)20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板(ban)的(de)對(dui)接焊縫先(xian)進行過焊接工藝評定，其力學(xue)性(xing)能試驗(yan)結果(guo)見表5-42，完(wan)全滿足(zu)設計圖(tu)樣的(de)要求。
表5-42 復合鋼板對接(jie)焊縫的(de)力學性能(neng)試驗結果（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上(shang)述工藝措施，產品焊接(jie)一次合格(ge)率達到(dao)99％，符合了(le)設計圖(tu)樣(yang)要求(qiu)也滿足了(le)生產實際需要。
