鋯及鋯合金爆炸復合板的制造方法

【摘 要】本文介紹了一種鋯及鋯合金爆炸復合板制造的詳細過程，檢驗和驗收辦法。

【關鍵詞】鋯及鋯合金；爆炸復合板；制造方法

0 前言

隨著我國石油化工、煤化工、精細化工等行業的迅速發展，對設備的耐腐蝕性能提出了更高的要求。鋯材具有優異的抗腐蝕性能，高導熱率、足夠的熱強性以及良好的機械性能，被廣泛應用于醋酸工程、燒堿及原子能工業等重要領域的部件、設備和容器制造。但是因受其產量低和價格昂貴的制約，使得采用純鋯材制造設備、管道等不僅耗資巨大，而且浪費稀有資源。而是用利用爆炸復合技術制備的鋯及鋯合金復合板做為容器和管道的主體材料，不僅大大降低了設備的制造成本，并且很好的綜合利用了鋯材的耐腐蝕性能和鋼材的加工技術成熟、強度可靠等優點。

1 制造過程

鋯及鋯合金復合板為三層金屬復合板，由基層鋼板、覆層鋯板和夾在基層鋼板和覆層鋯板之間的中間層夾板三個組件復合而成。

1.覆層鋯板；2.基層鋼板；3.中間夾層板

其制造按照以下步驟：

步驟一，表面拋光處理：分別對組成所述三層金屬復合板的各組件的待復合面進行表面拋光處理，并使得覆層鋯板、基層鋼板與中間層夾板的待復合表面粗糙度Ra均鎮≤12.8μm；且經表面拋光處理后，覆層鋯板的板厚為1～10mm，基層鋼板的板厚為6～200mm，中間層夾板的板厚為1～5mm；所述中間層夾板為中間銅板或者中間鈦板。

步驟二，組合裝配及爆炸復合：采用一次裝配復合法對所述三層金屬復合板的三個組件進行組合裝配及爆炸復合處理。

采用一次裝配復合法對所述三層金屬復合板的三個組件進行組合裝配及爆炸復合處理時，其處理過程如下：

（1）將基層鋼板水平鋪放在地基或水平操作臺面上；

（2）通過布設在上下兩個平面上的多個硬質金屬支撐件，將中間層夾板水平固定安裝在基層鋼板正上方且將覆層鋯板水平固定安裝在中間層夾板正上方，且中間層夾板與基層鋼板間的間距為2～14mm，中間層夾板與基層鋼板間的間距為6～14mm；

（3）在覆層鋯板上部均勻布設一層爆炸過程中保護覆層鋯板的上表面不被損壞的保護層；

（4）在保護層上部均勻布設一炸藥層，炸藥層中的主體炸藥為粉狀乳化炸藥或TNT炸藥且其高度為20～80mm；

（5）在覆層鋯板幾何中心部位正上方的炸藥層中布設引爆裝置；

（6）爆炸復合：點燃引爆裝置且經瞬間爆轟后，同步完成中間層夾板與覆層鋯板之間以及中間層夾板與基層鋼板之間的爆炸復合，并制成三層金屬復合板初步產品。

1.覆層鋯板；2.基層鋼板；3.中間夾層板；4.硬質金屬支撐件；5.保護層；6.炸藥層；7.引爆裝置；8.地基

步驟三，退火處理：采用熱處理爐對所述三層金屬復合板初步產品進行退火處理，退火溫度為450～650℃且退火時間為2～6h。

步驟四，矯平處理：采用油壓機或矯平機對經退火處理后的所述三層金屬復合板初步產品進行矯平，直至達到設計所需的平整度要求。

2 實際應用

某復合板加工廠承接一壓力管道用鋯復合板，覆層鋯板1為10mm厚的Zr01板，中間層夾板3為3mm厚的TA2板，基層鋼板2為80mm厚的Q345R鋼板。

（1）將基層鋼板2水平鋪放在地基8或水平操作臺面上。

（2）通過布設在上下兩個平面上的多個硬質金屬支撐件4，將中間層夾板3水平固定安裝在基層鋼板2正上方且將覆層鋯板1水平固定安裝在中間層夾板3正上方，且中間層夾板3與基層鋼板2間的間距為2～14mm，中間層夾板3與基層鋼板2間的間距為6～24mm。

（3）在覆層鋯板1上部均勻布設一層爆炸過程中保護覆層鋯板1的上表面不被損壞的保護層5。

（4）在保護層5上部均勻布設一炸藥層6，炸藥層6中的主體炸藥為粉狀乳化炸藥或TNT炸藥且其高度為20～80mm。

（5）在覆層錯板1幾何中心部位正上方的炸藥層6中布設引爆裝置7。

（6）爆炸復合：點燃引爆裝置7且經瞬間爆轟后，同步完成中間層夾板3與覆層錯板1之間以及中間層夾板3與基層鋼板2之間的爆炸復合，并制成三層金屬復合板初步產品。實際操作過程中，根據覆層錯板1、基層鋼板2和中間層夾板3的板厚、尺寸與材質及炸藥性能，對基層鋼板2中間層夾板3間以及中間層夾板3與覆層錯板1間的間距進行對應調整。

3 結語

鋯及鋯合金復合板面積可達到1～15m2，長度1000～5000mm，寬度600～3000mm，且具有良好的加工工藝性能，經爆炸復合后其結合率可達到99.5%以上，結合性能優良，剪切強度均高于國內外所有技術標準要求且達到100MPa，完全滿足壓力容器等化工裝備對材料的要求。有效提高了鋯材的利用率，也解決了一次工程投入過大及推廣應用前進路上的最大障礙問題。使得設備造價大大降低，對于節約稀有的貴重金屬，有著重要意義。

[責任編輯：湯靜]