復(fù)合鋼板壓力容器制造工藝應(yīng)用研究

范慶利 楊凱峰 吳文強(qiáng)

摘要：從制造工藝層面出發(fā)，原料為復(fù)合鋼板的壓力容器具備復(fù)雜性與獨(dú)特性特征。隨著復(fù)合鋼板在國(guó)內(nèi)使用范圍的不斷擴(kuò)大，更多的團(tuán)隊(duì)與個(gè)人加入到了復(fù)合鋼板技術(shù)的探究與剖析中。本文以復(fù)合鋼板為中心展開(kāi)論述，簡(jiǎn)要闡釋了壓力容器相關(guān)的制造工藝，希望能為有關(guān)企業(yè)擬訂科學(xué)、合理的制造方案提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：復(fù)合鋼板;壓力容器：制造工藝：應(yīng)用

引言：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的穩(wěn)步發(fā)展，復(fù)合鋼板壓力容器已被運(yùn)用至我國(guó)的多個(gè)行業(yè)中，例如化工、醫(yī)療以及石油行業(yè)等。同碳鋼壓力容器相比，由復(fù)合鋼板構(gòu)成的壓力容器在壓力承受能力與抗腐蝕性這兩個(gè)方面都更勝一籌。所以，本文的討論主題具有重要的價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。

1鋼板復(fù)合前的準(zhǔn)備工作

若將復(fù)合鋼板作為壓力容器的制造原料，就要在生產(chǎn)工作開(kāi)始之前，科學(xué)落實(shí)準(zhǔn)備工作，為后期工藝流程的順序、有序開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

1.1解決復(fù)合板基層與復(fù)合層的問(wèn)題

如果基層材料是Q345-R，那么復(fù)合層中使用的不銹鋼復(fù)合板就應(yīng)為06Cr19Ni10。除此之外，在實(shí)際的操作中，操作人員要特別關(guān)注不銹鋼板厚度，同碳鋼相比，不銹鋼板較薄，而且板廠的實(shí)際規(guī)格偏小，所以要根據(jù)實(shí)際情況組織拼接。因此，就基層材料及復(fù)合層材料而言，要按照具體的制造要求做出選擇。

1.2要根據(jù)容器的尺寸限定封頭以及筒體的實(shí)際板長(zhǎng)

在拼接工作開(kāi)始前，封頭與筒體的具體長(zhǎng)度不能隨意確定，必須以容器的實(shí)際尺寸作為參考依據(jù)。就拿長(zhǎng)度為100毫米，寬度為100毫米的基層板材來(lái)說(shuō)，在下料開(kāi)始前，要組織人員測(cè)量容器的各項(xiàng)尺寸參數(shù)，要注意的是，此時(shí)的下料簡(jiǎn)體必須有明確的尺寸規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，寬度不能大于100毫米。此外，就材料長(zhǎng)度而言，下料長(zhǎng)度決不能小于500毫米，并且復(fù)合層的實(shí)際長(zhǎng)寬同基層的實(shí)際長(zhǎng)寬相比，要多25毫米。與此同時(shí)，還要關(guān)注拼接區(qū)域的焊縫情況，針對(duì)焊縫區(qū)域開(kāi)展?jié)B透無(wú)損檢測(cè)活動(dòng)，仔細(xì)檢查鋼板拼接部分有無(wú)超標(biāo)裂縫情況，檢測(cè)基層板同負(fù)荷板間的實(shí)際平整度。最后，還要認(rèn)真研讀廠家指出的生產(chǎn)規(guī)格與標(biāo)準(zhǔn)，以此為指導(dǎo)，科學(xué)開(kāi)展修改與拼接活動(dòng)。

2復(fù)合板壓力容器的具體制造工藝

2.1筒體下料及排版

在下料時(shí)，要合理控制封頭直徑與筒體，要確保二者直徑一致，方便簡(jiǎn)體與封頭組對(duì)。就傳統(tǒng)容器制造而言，筒體實(shí)際直徑的確定要參照封頭直徑，采用此方法的基層鋼材與復(fù)層鋼材必須為均質(zhì)板材。所以，筒體展開(kāi)后，就能自動(dòng)避免筒體與封頭焊接環(huán)縫錯(cuò)邊偏大這一問(wèn)題。然而此種方法不適用于復(fù)合板，如果強(qiáng)行使用，可能會(huì)造成環(huán)縫錯(cuò)邊超標(biāo)。總而言之，在下料時(shí)，一定要確保二者直徑一致。

除此之外，若中徑的實(shí)際長(zhǎng)度大于復(fù)合板簡(jiǎn)體以及封頭中性層的實(shí)際直徑，此時(shí)，有關(guān)部門就要組織人員對(duì)筒體實(shí)際展開(kāi)長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。無(wú)論出現(xiàn)怎樣的結(jié)果，在實(shí)際的焊接工作中，都要確保筒體與封頭對(duì)接時(shí)的錯(cuò)邊值低于2毫米。

在排版工作的落實(shí)中，必須依次展開(kāi)下料筒體，展開(kāi)方向?yàn)轫槙r(shí)針，還要根據(jù)實(shí)際情況合理確定筒體當(dāng)中接管孔的實(shí)際位置，位置確定之后要標(biāo)記，還要以接管孔位置為基礎(chǔ)，確定孔徑大小。此外，還要科學(xué)確定板材實(shí)際尺寸，確保縱環(huán)焊縫及邊緣距離都在100毫米以上。

2.2焊接

針對(duì)復(fù)合鋼板開(kāi)展壓力容器的焊接工作時(shí)，容器材質(zhì)及坡口尺寸是決定焊接方案及焊接材料的主導(dǎo)因素。筆者在長(zhǎng)期調(diào)查中得知，使用頻率較高的焊接技術(shù)有二氧化碳保護(hù)焊以及焊條電弧焊兩種。以型號(hào)為Q345-R/06Cr19Ni10的復(fù)合板來(lái)說(shuō)，焊接步驟如下：第一，在基層焊接工作的實(shí)際落實(shí)中，可以選擇J507和J507R型焊條，焊接完成之后，要借助砂輪對(duì)復(fù)層側(cè)面實(shí)施打磨，提升側(cè)表面的實(shí)際光滑度;第二，選擇A132焊條落實(shí)復(fù)層焊接任務(wù)，在過(guò)渡層的實(shí)際焊接中，可以選擇A302以及A402焊條。要注意的是，在落實(shí)過(guò)渡層的焊接任務(wù)時(shí)，必須有效控制線能量，進(jìn)而確保有關(guān)焊接工作一次完成。如果進(jìn)行二次焊接可能引發(fā)施工進(jìn)度拖延、產(chǎn)品質(zhì)量低下等問(wèn)題。

此外，在實(shí)際的焊接中需注意，要先從復(fù)層側(cè)入手落實(shí)基層焊接工作，之后再反過(guò)來(lái)針對(duì)焊縫開(kāi)展碳弧氣刨與打磨工作，清除內(nèi)部熔渣，以設(shè)計(jì)與生產(chǎn)要求為基礎(chǔ)填滿基層焊縫，還要對(duì)復(fù)層實(shí)施二次打磨，確保基層平整度與光滑度。之后要依次開(kāi)展過(guò)渡層與復(fù)合層的焊接工作，不能直接去焊接復(fù)層。

3復(fù)合鋼板壓力容器的制造時(shí)需要注意的問(wèn)題

3.1注意復(fù)層位置

在復(fù)合板彎曲與切割時(shí)，一般來(lái)說(shuō)，復(fù)層要在下方。如果條件允許，可以對(duì)其施加保護(hù)層，防止復(fù)合板彎曲與切割時(shí)發(fā)生斷裂與劃傷等缺陷。

3.2注意復(fù)合板加熱的過(guò)程.

在復(fù)合板彎曲與拉伸時(shí)，有一個(gè)地方要注意，它會(huì)對(duì)壓力容器的成品質(zhì)量造成影響與制約。許多企業(yè)在制造工作的開(kāi)展中都會(huì)忽略這點(diǎn)，導(dǎo)致生產(chǎn)結(jié)果極不理想。

筆者通過(guò)長(zhǎng)期的探究與剖析得出結(jié)論，在落實(shí)復(fù)合板的彎曲與拉伸工作時(shí)，盡量選擇冷卷加工。如果實(shí)際條件不允許，必須熱加工時(shí)，具體步驟如下。第一，加熱前必須簡(jiǎn)要處理復(fù)合板，清除其表面的附著物與油污，還要涂抹適量的抗氧化材料。第二，要有效控制燃料中的硫含量，還要根據(jù)實(shí)際情況控制加熱總時(shí)長(zhǎng)，加工總時(shí)長(zhǎng)必須低于15分鐘。第三，要確保復(fù)合板可以均勻受熱，火焰與燃料不能同復(fù)合層相接觸，防止碳元素滲入。

3.3加熱要考慮復(fù)合板的材料差異

由于復(fù)合鋼材的實(shí)際膨脹系數(shù)不同，所以在加熱時(shí)，殘余應(yīng)力會(huì)大幅提升，所以要結(jié)合實(shí)際情況擬訂科學(xué)的應(yīng)力退火措施。

3.4基層焊接對(duì)于復(fù)層焊縫存在稀釋作用

當(dāng)基層焊接完成后，要針對(duì)復(fù)層焊縫開(kāi)展金屬填充活動(dòng)，在此過(guò)程中，難免會(huì)導(dǎo)致金屬含量稀釋，影響焊接實(shí)際質(zhì)量。面對(duì)這種情況，在焊條選購(gòu)中，可選擇鉻、鎳材質(zhì)焊條。

3.5焊接之前排凈管路里面的空氣

如果要在焊接工作的實(shí)際落實(shí)中引入二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊技術(shù)，一定要保證保護(hù)器充足，還要防止外部空氣對(duì)于焊接部位的入侵。此外，還要合理控制焊絲的實(shí)際長(zhǎng)度，一般要控制在10到15毫米之間。

4結(jié)束語(yǔ)

本文以復(fù)合鋼板為中心展開(kāi)論述，簡(jiǎn)要闡述了壓力容器相關(guān)的生產(chǎn)工藝。文章從準(zhǔn)備工作、制造工藝以及焊接工作等三個(gè)維度展開(kāi)分析，希望能為有關(guān)人員今后工作的順利、有序開(kāi)展提供理論依據(jù)，為我國(guó)壓力容器制造事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展添磚加瓦。

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