碳鋼廠家制作不銹鋼產品問題與解決措施

曹蘭劍

摘 要：我公司長期以來，一直生產的是碳鋼設備，去年接了一批脫碳工程，做了十幾臺不銹鋼產品。通過這批不銹鋼產品的制作，將生產中所要注意的問題及解決方法做了陳述，對一直在生產碳鋼設備而又想制作不銹鋼產品的廠家提出了一些行之有效地方法和措施，給出了較為實用的建議，使這些廠家既能保留碳鋼設備制作的能力，又可以開發生產不銹鋼產品。

關鍵詞：不銹鋼復合板；焊接工藝評定；無損檢測

中圖分類號：TG44 文獻標志碼：A

0 引言

不銹鋼是指在大氣、水、酸、堿、鹽或其他介質中具有一定化學穩定性的鋼的總稱。不銹鋼不僅具有很強的化學穩定性，同時也有足夠的強度和塑性，并且在一定高溫或低溫條件下具有穩定的化學性能和耐腐蝕性能。復合鋼板是由較薄的不銹鋼與較厚的珠光體鋼復合軋制而成的雙金屬板。不僅可以保證產品具有較好的耐蝕性，還能夠將材料成本大大降低，提高經濟效益。因此，在很多領域得到廣泛應用。

脫碳工程是油田2016年的重點項目，機械公司負責制造的設備共14臺，其中碳鋼設備3臺（本文忽略不計），復合板設備3臺，不銹鋼設備9臺（詳見表1脫碳項目不銹鋼設備明細）。其中70m3溶液儲罐由于設備尺寸偏大，不便運輸，需現場制造，8臺設備需制作完成后交惠博普公司進行成撬處理，其余設備廠內制作完畢后直接發到現場安裝。

以上不銹鋼和復合板設備均為公司首次生產制作，屬于新設計、新材料、新工藝，整個制造過程，與碳鋼產品都有著明顯的不同之處，最關鍵的是：原材料的準確報采、在生產過程中隔離鐵離子與不銹鋼的接觸、產品制作前的焊接準備及工藝安排，下面我們就主要從這幾方面展開討論。

1 原材料問題

“兵馬未動，糧草先行”。對于產品制造來說，材料就是“糧草”。材料報得準確與否，來的正確不正確，質量可不可靠，在產品制造中可謂是至關重要的一環。

（1）脫碳項目的材料主要是不銹鋼或復合板，公司應用很少，報料時需將圖紙仔細研究清楚。不然，在生產過程中，少了，再報料，一是影響生產，二是因為料少不好單獨采購；多了，對于碳鋼產品制作廠家來說，就會是剩料，造成庫存。在這里報料需注意考慮以下幾點：

①產品要不要帶配對法蘭；

②產品試壓，需要制作的工裝料；

③筒體拼板需根據板副確定，型鋼需考慮加工余量，換熱管需考慮卷制工藝；

④卷制筒體要不要留直邊余量；

⑤制作焊接工藝評定的試板料；

⑥制作過程中需要制作的輔助用料；

⑦在制作過程中對于不確定因素可能造成的廢品的預備料；

⑧包裝、防護需要用到的料。

考慮了以上8點，報料就不會出現不夠或者剩料過多、造成庫存的現象了。

（2）為了讓供貨方準確、迅速供貨，我們需要把材料進行分類并提供詳細地供貨要求和技術參數，為確保有效執行，還要與供方簽訂供貨合同或者技術協議。

2 焊接工藝及控制

（1）焊接工藝是脫碳項目工程中對質量影響最大的一個方面，在某種程度上講，焊接質量決定了產品的整體質量，所以為保證產品的焊接質量，必須做好各項準備工作。因此，在制作前期，我們必須認真做好該項目的焊接工藝評定，如：8mm 304不銹鋼（0Gr18Ni9）板板對接氬弧焊、板板對接埋弧自動焊、8mm 304不銹鋼（0Gr18Ni9）和低合金鋼（Q345R）板板對接焊條電弧焊、16mm304不銹鋼（0Gr18Ni9）和低合金鋼（Q345R）板板對接焊條電弧焊、Ф60×4低合金鋼管（16Mn）表面耐蝕堆焊A302焊條電弧焊、S31603不銹鋼管與20mm S30408不銹鋼板管板角接頭氬弧自動焊等，使產品制作具備了前提條件。

（2）雖然我們在焊接工藝上做了大量地準備工作，但在實際生產過程中還是不可避免地出現了一些問題，歸納起來，主要就是以下兩個方面：

①坡口選擇和焊接方法。在這里需要強調一下，坡口選擇和焊接方法一定要根據本企業現有的焊接設備和焊工的技能水平及企業已評定合格的焊接工藝評定報告來確定產品的坡口和焊接方法，切忌盲目選擇不成熟的方案，以免焊口質量不易保證，影響生產進度，對企業造成影響。

② 焊接變形。不銹鋼熱容量較大，傳熱效率較低，連續焊接易導致一定的形變。在這個問題上，我們從兩個方面想辦法解決：一方面，選擇正確的焊接參數，采用跳焊的方式，使熱量均勻分布，選用參數的范圍為小電流，快焊速，減少焊接部位的熱輸入，盡可能減少變形；另一方面，為了控制焊接變形，很多地方需要制作一些輔助工裝，靠外力控制來減少焊接造成的變形。此外，在復合板的焊接上，應注意覆層和基層的焊接要避免產生冷熱裂紋，在基層和覆層之間采用過渡層，同時注意基體材料的稀釋作用，以防止產生硬脆組織。

3 制作工藝和過程控制

工藝的執行和過程控制是產品質量得以保證的前提和途徑。工藝方案可以是多個，經過分析比較后選出最佳方案，以此編制出指導生產用的工藝文件。

3.1 物料流轉

因公司常年生產的為碳鋼設備，所以生產過程中如何防止不銹鋼與鐵離子的接觸便是首先要解決的問題。

3.1.1 利用介質隔離存放

我們采用木料、毛氈或膠皮等不含鐵離子的介質將其隔開，單獨存放在清潔、干燥的專用場地。

3.1.2 設置專用工具設施

不銹鋼產品在制造過程中應使用專用滾輪架（如滾輪襯有橡膠等）、吊夾具及其他工藝設備。起吊容器或零部件的吊纜宜采用繩制吊纜或柔性材料（橡膠、塑料等）鎧裝的金屬吊纜。

在生產過程中，卷板機是我們必須要用的設備之一，但根據我公司實際情況不可能為了這一批產品專門購進一臺設備，這不僅是成本問題也涉及場地、采購、安裝、驗收等一系列的問題。我們權衡了幾種方案，最后采取了在滾輪上加襯這一方法，簡單易行且省時省力，對設備還沒影響，而且做完不銹鋼產品依然可用于碳鋼產品的制作。

3.1.3 對生產人員提出要求

生產不銹鋼產品的生產人員，工作前應檢查自己的著裝，防止將鐵離子帶入。工作鞋要求鞋底不帶有鐵釘等尖銳異物，以免劃傷不銹鋼表面。

3.2 針對每臺設備，工藝人員應從頭到尾設想制作過程中可能會遇到的問題，并給出相應地應對方法

在這些設備中，地下槽與消泡劑只需考慮板的焊接變形問題。而70m3罐因為體積大而板薄所以要考慮的因素較多：比如罐頂的瓜皮板制作、筒體制作、底座拼板等問題，從下料就得考慮如何拼板省料、制作方便；對于大直徑的筒體如何保證圓度；在車間產品制作到何等程度不妨礙出車間大門；運輸中又如何保證物料的完好，現場又如何組對等都是要事先考慮的問題。而復合板設備還要考慮應該開什么樣的坡口才能保證焊縫的質量等，這些都是在編制每臺工藝前需要考慮的問題。

3.2.1 下料及現場制作注意事項

70m3溶液儲罐主要在現場制作，除了下料費心思拼板省料外，就是如何現場制作。考慮到現場制作，就要對拱頂的制作和筒體的卷制及如何運到現場進行拼接與對方做詳細的技術交底。拱頂的瓜皮板如何進行卷制，才能最大限度地方便工人現場制作，更好地保證產品的質量。筒體板薄而且直徑大，在廠內因門高的限制無法制作完成后再運輸到現場，只能在單位進行卷制后直接發運到現場制作，考慮到運輸中如何保證卷板弧度不受影響，特地做了專門的支座。但是現場制作筒體還是要借助一些簡單的工裝來保證筒體的圓度。

3.2.2 編制工藝需注意的問題及解決方法

設備內部及內部構件防腐及酸洗鈍化和藍光檢測的工藝安排。產品如再生塔底重沸器內部碳鋼構件需要防腐的，還要考慮在哪個工序、各部件做到何種程度時進行防腐，比如：在內部構件防腐時，需考慮能提前焊接上的先焊接再防腐；不能在防腐之前焊的，需考慮構件在設備內部的位置，并盡可能地在防腐時預先留出焊接構件的位置，以免在防腐后還需要工人花費時間和人力物力去消除焊縫上的防腐漆才能進行焊接；而對于防腐后要焊接的構件同樣需考慮防腐時留出焊接的地方，待焊接到設備上清除焊渣與鐵銹和油污后才能進行二次防腐，這就需要人工去完成這項工作了。

3.2.3 酸洗鈍化工藝

酸洗鈍化工藝是不銹鋼設備常用的，需要工藝人員提前做好準備，編制出切實可行的酸洗鈍化工藝并加以驗證。

3.2.4 吊裝考慮不足

活性炭過濾器在埋弧焊組對完筒體和一個封頭準備轉運到組焊班組進行下部工序時，發現總質量超過埋弧焊車間內吊車的最大起重，只能安排汽車吊進入廠房配合吊裝，但是因為車間高度有限，吊裝位置有限，倒運設備不僅費時費力，而且還存在較大的安全風險，需要多人和多臺設備嚴密組織、同時配合、統一協作才能共同完成。

以上就是我們在制作這批不銹鋼產品時所遇到的種種問題，需要我們在生產不銹鋼設備時加以注意，并根據本單位實際情況提前考慮解決的方法和應對的措施，希望通過以上所述，可以對碳鋼廠家制作不銹鋼設備時有借鑒作用。

參考文獻

[1] GB 150.1～ 150.4—2011，壓力容器[S].

[2] NB/T47015—2011，壓力容器焊接規程[S].