不锈钢复合钢板厚壁压力容器焊接.pdf

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第30卷第2期
2001年3
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
文章编号:10007466(2001)2-004U-u2
不锈钢复合钢板厚壁压力容器焊接
麦德华
广州广重企业集团有限公司,广东广州5102521
关键词:压力容器:复合钢板:焊接
中图分类号:TQ052.4;TQ050.4文献标识码:B
高压瓮是我公司定型批量产品,厚度往往大干介质为苯胺、CS2及HS,筒体内径C800mm;主体
25mm。以往由于不锈钢复合钢板供货困难、复层加材质基层为16MnR、厚度50mm;复层1Cr8Ni9Ti
基层的厚度均未超过25mm,故这类设备的制造一(实际由31代替),厚度4mm。対M-A高压釜用
直采用树里或堆焊复合层等方法。衬里工艺复杂,质复合钢板质量有较严格的要求:①复层不得有疏松、
量不稳定结合率不高,生产效率低。堆焊工艺极复裂纹、麻点和划痕等影响腐蚀性的外观缺陷,基层与
杂,劳动强度大,生产效率低因此成本高。
复层贴合面应占总面积的95%以上,局部未贴合面
近年来,随着不锈钢复合钢板技术日益成熟,我积不得超过50mm2。②力学性能符合GB8156-87
公司已成功地将不锈钢复合钢板用于制造高压釜,《不锈钢复合钢板》的规定。③对钢板逐张进行超声
掌挫了不锈钢复合钢板的切割、冲压、卷固、焊接和波探伤,按JB4730-94压力容器无损检测》之8
热处理等制造艺、笔者以M-A高压釜为例,着重压力容器复合钢板超声检测[级验收。①复层按
阐述厚壁不锈钢复合钢板的焊接问题。
GB4334.5-90《不锈钢硫酸-硫酸铜腐蚀试验方
1材料要求
法做晶间腐蚀倾向试验合格。
M-A高压金属于三类压力容器,其主要技术参
实际供货的设备主体基尽和复层材料的力学性
数:设计压力12.5MPea,最高工作压力11MPa,设能见表1,复合板材料的力学性能见表2。从表2可
计温度300C,最高工作温度290℃,体积1,5m3,见,复合板的抗拉强度不低于基层材料标准规定值
表4接头形式与适用参数推荐表的
材
MIP
C
换热管
管板
接头形式
<.5
≤2DM0
光孔(或开槽)强度胀
64.0
≤
碳钢或
双槽强
4.0~10.0
低合金钢
冏换热管
精铵孔,开强度胀,密封焊
C20
强度埠,贴胀(或开轻胀)
<4.0
双强度胀
4.0
>2O
不锈钢
同换热管
低温钢
同换热管
光孔(或开槽)强度胀
≥1,6
20一一40
强度焊,光孔贴
推荐表(表4)的组合是不全面的,か与t的组合[3]邵祖光,袁宗填,济树柏,等?炼油厂设备加热炉设计手册,第
能会变化,但只要一个工况变得更苛刻时即应选
二分篇下册[M].北京:中国石油化工总公司石油规划院
择更高一级的接头形式。
考文献
[43甘建待、换热器[M]」.上海:上海化学工业设计院石油化工设
备建设组,1974,
[1】 ASMEWT-1-195, Appendix a basis for establishing allow[5]颜惑?换热管液袋式被压胀接装备与技术[D-上海:华东
le loads for tube-to-tube sheet ions(s
理工大学1998
[2]2EJ9800]-87,工业锅炉胀接技术条件[S
王编
著野:変菱4:3女取接,东複継人、工程师工学士、以林压力容设け制责工准
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第2期
麦叇毕;不锈钢复合钢板厚壁压力容器焊接
且不大于基层材料标准上限值加35MPa,延伸率不量要高。b.基层焊后热处理的加热温度应当控制在
低于基层材料或复合材料中较低一方的拠定值、结550C以下。c.过渡层的熔焊金属必须完全盖满碳
合率大于98%,剪切强度大于147MPa,完全符合钢层,碳钢处b=1.5~2.5mm,盖过不锈钢与碳钢
GB8165--87的要求。
交界面a=0.5~1.5mm,见图1。d.夏层和过渡层
表1基层和复层材料力学性能
焊接、均应采用小规范参数多道焊,复层的焊层堆焊
さ。常温冲击一20で冲击冷
超探
牌号MPa/AMPa/9% AKY/J AKY/!=,HB套
高度要控制到最小,且不得超过1.8mm
6MnR5353092555
32完好153符合一级
32157427165
表2复合板力学性能
2房≥。则品问腐蚀
54525180完好2198.5通过T法
图1焊褛详图
2焊接爽求
3焊接工艺
为保证不锈钢复合钢板焊接后不失去原有的综
时于筒体的纵、环缝坡口,根据我公司多年的
合性能,分别按原材料要求对基层与复层进行焊接。实践经验,选取如图2所示的接头型式。并应根据
基层与复层交界(即过渡层)的焊接要考虑以下几个JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》,对接
问题:①基层与复层的线膨胀系数差别很大?因此在头进行焊接工艺评定,以确定焊条及焊接工艺参
冷却过程中产生不均匀热收缩,以致于焊接后残余数,见表3。
应力很大,而且用焊后热处理办法不能仞底消除残
基层
余应力。②复层受基层的稀释作用,过渡层将产生马
氏体组织,损害了接头性能③基层焊后热处理将促
使碳元素进一步扩散,在熔合线附近产生脱碳,导致
基层强度下降。④复层在550~850℃将产生敏化
造成耐腐蚀性能和焊接接头韧度降低。为了避免上
述问题,焊接工艺的选择要点是:a,过渡层焊条含镍
图2纵环结坡口图
表3焊接参数
爆接方法焊表材料电源。电流/A电压パ焊接速度/em?minー』预热温度/C焊后热处理
基尽内尽手弧焊J507,5m
反接120~17D22~26
220
基层外层埋弧焊H8MnMa,Z5mH350反接50~70034~38
20~2B
(520+20C
过层手弧焊A302,O4mmn
反接
保温3b
复层手弧爆A132,4mm反接110-~16020~24
焊接工艺顺序为:①采用手弧焊先焊基层内层,4焊接缺陷及预防措施
焊第一层时须特别注意,不得将低合金等基层金属
在制造第一台M-A高压釜时、筒体纵缝所带
积在复层上,并距离复层不小于1.5mm,焊前预的焊接试板側弯不合格,其缺陷发生在焊缝过渡层
热温度不小于120℃。②基层外层挑焊根后,采用埋位置,取缺陷处焊缝作金相分析,发现有马氏体组
孤焊焊满外层,经100%射线探伤和20%超声波织,说明过渡层焊缝有基层金属的沉积。为预防出现
探伤合格。③采用手弧焊焊过渡层,第一道接要采上述缺陷,在过渡层焊接前须彻底清除坡口上的溶
用小规范参数反极直流的多道焊、焊前预热不小于渣、飞溅及附着物,并增加1次严格检验。
100℃。④采用手弧焊焊复层,焊前必须彻底清除过5结语
捷层熔渣及其它表面附着物,层间温度控制在50C
对于具有耐腐蚀耍求的厚壁压力容器,只要根
以下。第一层