浙江至德(de)鋼業有限公司生產(chan)的100萬(wan)噸／年延(yan)遲焦化裝置(zhi)均由主體材質(zhi)為(wei)20R／06Cr13Al復(fu)合鋼制作的容器，產(chan)品規(gui)格：直徑(jing)為(wei)1400～2200mm，復(fu)合鋼板厚為(wei)（18＋3）mm，設(she)計標準為(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設(she)計壓(ya)力為(wei)1.43MPa設(she)計溫度為(wei)73℃，介(jie)質(zhi)為(wei)柴油、汽(qi)油、焦化干氣，要(yao)求(qiu)設(she)備焊(han)后(hou)對塔體內表面進行(xing)酸(suan)洗和鈍(dun)化處理。
一、20R／06Cr13Al 復合(he)鋼焊接性
1. 化(hua)學成(cheng)分及力(li)學性能(neng)
20R／06Cr13Al復合(he)鋼屬于(yu)鐵素體(ti)復合(he)鋼板，復層為鐵素體(ti)不銹鋼，基層為珠光體(ti)鋼，其化學成分見表5-38和(he)表5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的(de)化學成分及(ji)力學性能 、表(biao)5-39 20R／06Cr13Al復合(he)鋼(gang)板的力學性(xing)能
2. 焊接特點
該(gai)類復合鋼板的焊接性主要取決于鐵(tie)素體鋼的物理性能、化學成分(fen)、接頭形式及填充材(cai)料(liao)的種類。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭容易(yi)產生(sheng)(sheng)冷裂(lie)(lie)紋，復(fu)(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)也屬于異(yi)種鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)，其(qi)(qi)基(ji)(ji)層與復(fu)(fu)(fu)層母(mu)材在成(cheng)分、性能等方面(mian)有(you)較大(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)，而且基(ji)(ji)層與復(fu)(fu)(fu)層的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料也同(tong)樣存在較大(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)，因此稀釋作用強烈，增大(da)(da)了結晶裂(lie)(lie)紋傾向，導致異(yi)種鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭在焊(han)(han)(han)(han)后冷卻時容易(yi)形成(cheng)淬(cui)硬(ying)組(zu)織(zhi)，同(tong)時珠光體與鐵素體的(de)(de)(de)線脹(zhang)系(xi)數相差(cha)(cha)較大(da)(da)，接(jie)(jie)頭中(zhong)會產生(sheng)(sheng)較大(da)(da)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)應力，都會促使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)冷裂(lie)(lie)紋的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)。此外焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭易(yi)產生(sheng)(sheng)脆性：基(ji)(ji)層和復(fu)(fu)(fu)層的(de)(de)(de)鉻(ge)含量差(cha)(cha)別較大(da)(da)，促使碳向復(fu)(fu)(fu)層遷移(yi)擴散，而在其(qi)(qi)交界面(mian)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬區(qu)域形成(cheng)增碳層和脫(tuo)碳層，加劇熔合(he)區(qu)的(de)(de)(de)脆化(hua)。
二、焊接方法的(de)選擇
根據設計圖(tu)樣(yang)的(de)要求，采用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)施焊(han)(han)，但生(sheng)產單位(wei)可以自選(xuan)(xuan)其(qi)他焊(han)(han)接方法(fa)。由于延遲焦化裝置(zhi)的(de)塔器規格大，且數(shu)量(liang)多，選(xuan)(xuan)用(yong)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)＋埋(mai)弧焊(han)(han)相結合的(de)焊(han)(han)接方法(fa)，既能保證產品(pin)的(de)焊(han)(han)接質量(liang)，又能滿足客戶的(de)工期要求。
三、焊接(jie)材料的選(xuan)擇(ze)
為了(le)保證復合鋼板的(de)焊接質量，首先要(yao)(yao)恰(qia)當地(di)選擇復層和基(ji)(ji)層的(de)焊接材料，有效地(di)防止稀釋和碳(tan)的(de)遷移等問題，在基(ji)(ji)層與(yu)復層之間要(yao)(yao)焊過渡層。
復層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)(yong)焊(han)(han)接(jie)材料應保證(zheng)熔敷(fu)(fu)金屬的(de)(de)主(zhu)要合金元素不低(di)于(yu)復層(ceng)(ceng)(ceng)母材標準規定的(de)(de)下(xia)限值(zhi)，對(dui)于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)接(jie)采用(yong)(yong)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)，焊(han)(han)條(tiao)選(xuan)用(yong)(yong)A062；基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)按基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)材合金含量選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)接(jie)材料，以(yi)保證(zheng)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度不低(di)于(yu)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)母材標準規定的(de)(de)抗拉(la)強(qiang)度下(xia)限值(zhi)，基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)根部選(xuan)用(yong)(yong)焊(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)，焊(han)(han)條(tiao)為J427；埋弧焊(han)(han)選(xuan)用(yong)(yong)填充(chong)焊(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)劑為HJ431；過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)材料選(xuan)用(yong)(yong)A062，以(yi)保證(zheng)能補充(chong)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)對(dui)復層(ceng)(ceng)(ceng)造(zao)成的(de)(de)稀釋(shi)。焊(han)(han)接(jie)20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板用(yong)(yong)焊(han)(han)條(tiao)和(he)焊(han)(han)絲的(de)(de)熔敷(fu)(fu)金屬的(de)(de)化學成分(fen)見(jian)表5-40。
四、焊接次序
復合鋼板的焊(han)(han)接次序(xu)如(ru)圖5-20所示，即(ji)先焊(han)(han)基層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，再焊(han)(han)過渡層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)，最后焊(han)(han)復層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)。過渡層(ceng)(ceng)的熔焊(han)(han)金屬在基層(ceng)(ceng)的厚度(du)為1.5～2.5mm為宜(yi)，在復層(ceng)(ceng)處(chu)的厚度(du)為0.1～1.5mm為宜(yi)。
五、焊接要點
1. 基層的(de)焊接
先焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，使用J427 焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)打(da)底，打(da)底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)的厚度(du)不能太薄，以(yi)防(fang)埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)時(shi)因焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu)太大而燒穿(chuan)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)進(jin)行(xing)350℃烘干2h，以(yi)防(fang)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)產生氣(qi)孔。然后用埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)進(jin)行(xing)施焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，要嚴格控制(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)等(deng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu)，保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)一次合格率。用磨光機徹底清理根(gen)部(bu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，用焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)從背面(mian)進(jin)行(xing)打(da)底焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)，以(yi)保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)背面(mian)良(liang)好的成形和內在的質量。
2. 過(guo)渡層的焊接(jie)
復合(he)鋼板(ban)焊(han)(han)接(jie)的重點(dian)和(he)難(nan)點(dian)均在過(guo)渡層(ceng)(ceng)的焊(han)(han)縫上，在焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫時(shi)，預留(liu)出1.5～2.5mm的基(ji)層(ceng)(ceng)厚度，用A062焊(han)(han)條進行電弧焊(han)(han)，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行150℃烘干1h，采用小的熱輸(shu)入、反極性(xing)、直(zhi)線運條和(he)多(duo)(duo)層(ceng)(ceng)多(duo)(duo)道(dao)焊(han)(han)。
3. 復層的(de)焊接
復層焊(han)(han)(han)(han)(han)接時，采用A062焊(han)(han)(han)(han)(han)條，焊(han)(han)(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)(han)(han)條進行(xing)150℃烘(hong)干1h，采用短弧、小電(dian)流、快速焊(han)(han)(han)(han)(han)、不作橫向擺動，并(bing)且(qie)嚴格控制(zhi)層間溫度(du)不大于150℃。這樣可以有效地防止(zhi)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)在高溫停留時間過(guo)長，否(fou)則會出現粗晶脆(cui)化(hua)傾向，焊(han)(han)(han)(han)(han)接參數見表5-41。
六(liu)、酸洗鈍化處(chu)理(li)
復(fu)(fu)合鋼板的(de)基層要保證(zheng)容器要求承(cheng)受的(de)壓力，而復(fu)(fu)層應滿足需要的(de)耐(nai)蝕(shi)性，在(zai)復(fu)(fu)合鋼制(zhi)容器的(de)生產過程中，復(fu)(fu)層可(ke)能被(bei)污染，故對塔體內表面(mian)要進(jin)行酸洗鈍化處理。
七(qi)、無(wu)損檢(jian)測
20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼(gang)板焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)產生冷裂紋有一定的潛(qian)伏期，當然(ran)與填充材料和焊接(jie)(jie)工藝密切相關(guan)。為了保證獲得(de)優質焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，焊后需要停(ting)留24h再(zai)進行(xing)無損檢測。
對復合鋼板的焊(han)縫進行100％滲透檢測，均符合JB／T4730.5規(gui)定，I級合格(ge)。
對所有塔(ta)器的對接(jie)接(jie)頭進行射線檢測，符合JB／T4730.5規定，II級合格。
八、焊接接頭(tou)性(xing)能
對(dui)20R／06Cr13Al復合鋼板的(de)對(dui)接焊縫先進行過焊接工(gong)藝(yi)評(ping)定，其(qi)力學(xue)性能試驗結果見(jian)表5-42，完全滿(man)足設計圖樣的(de)要求。
表5-42 復(fu)合鋼板對接焊縫的力學性能試驗結果（試樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工藝措施，產品(pin)焊(han)接一(yi)次(ci)合格率達到99％，符合了設計圖樣(yang)要(yao)求也滿足了生產實際需(xu)要(yao)。
