探讨应用复合钢板的压力容器制造工艺

【摘 要】复合钢板在使用中能够体现出非常好的性能，所以在化工、医疗和食品等诸多行业都有着非常好的应用效果，其容器制造的质量对整体性能的展现有着十分重要的影响，本文主要分析了应用复合钢板的压力容器制造工艺，以供参考和借鉴。

【关键词】复合钢板；压力容器；制造工艺；筒体下料；排版；焊接

复合钢板在实际的使用中拥有非常强的优势，其抗腐蚀性非常好，同时在应用的过程中可以有效的减少工艺制作的过程中所使用的材料，在保证其性能的同时也大大的降低了成本，但是这种复合型的钢板通常是在一些特殊的环境中使用，所以对其制作的工艺也提出了更高的要求，如果不对施工环节进行有效的控制，就很有可能会出现一些质量方面的问题，因此要对其制作工艺予以高度的重视。

1 压力容器复合钢板制造前的准备

1.1 复合钢板的准备

（1）在制作和加工的过程中，所使用的复合钢材必须要符合国家制定的相关标准和要求，同时还要保证板面平整、光洁。

（2）复合钢板在外观上不能存在任何的缺陷，基层和复层的接触面积应该在总面积的95%以上，同时局部没有结合的面积一定要控制在50平方厘米的范围之内，对加工中会出现较大的应力或者是需要使用较大负荷予以制作的钢板更是要多加注意，基层和复层上不能有任何缺陷，如果不能避免，应该在复层的表面去选择和表面的质量完全适应，同时厚度方面又非常均匀的类型，公差也应该在合理的范围之内。

（3）对复合钢板的机械性和拉伸的强度也要予以严格的控制，在原则上，其具体的拉伸强度和伸缩率都应该在基层材料值之上，同时还要确保其抗剪能力对任何厚度的钢板都能很好的适应，3个式样当中，两个式样的弯曲处在两侧不能有超过50毫米的分层。

（4）复合钢板在进厂之前就应该进行严格的超声波探伤检验，保证复合钢板的质量，同时还要对复合钢板的修补与标记进行合理的设置，标记的位置一般要和普通钢材压力容器的原料控制相一致。

1.2 下料、拼接

压力容器复合钢板在制造前，厂家应按照要求将16MnR与0Crl8Ni9板材下好料。由于2种板材规格不同，尤其是复层材料不锈钢板壁厚较薄，板长和板宽都较小，故需要拼接。下料及拼接时应注意：

（1）按容器尺寸确定封头和简体实际需要的板材长度L和宽度B。

（2）L+100mm和B+100mm为基层板材的最小下料长度及宽度，下料时最好将宽度圆整合到与B+100mm最相近的标准宽度。如果要从长度方向截取焊接试板，则下料长度至少为L+500mm。

（3）为满足复合工艺的要求，复层的长度和宽度应比实际所下基层的长度和宽度大50mm，即每边大25mm。

（4）按照实际所需复层板材的长度和宽度以及现有复层板材的规格进行拼接，拼接焊缝应焊透磨平，并作渗透无损检测，应无裂纹及其他超标缺陷，基层板与复层板应平整。

2 筒体下料

（1）复合钢板的筒体与封头对接焊接，二者直径应一致。

（2）相关学者认为，板材在卷圆过程中受到弯曲作用，其中应力为0的那一层称为中性层，中性层周长不变。按封头的中性层周长来确定筒体展开长度是合理的。另外，复合板筒体或封头的中性层所处的直径小于中径，简体展开长度应按下式计算：

L=π（Di+2Yh）

式中，Di——封头实测内径；

Yh——封头中性层离内壁的距离。

（3）无论是纵焊缝还是环焊缝，复合钢板筒体与封头对接处的错边量不得大于钢板复层厚度的50%，且不得大于2mm。

3 筒体排版

筒体排版，即先将筒体以顺时针的方向展开，然后在筒身标出所有接管孔的位置及孔径，并按纵环焊缝错开接管孔的原则确定板材的长度和宽度，纵环焊缝距边缘的距离应大于100mm。

4 焊接

（1）复合钢板的焊接方法，可根据材质、接头厚度、坡口尺寸及施工条件等情况确定，通常可采用手工电弧焊、埋弧自动焊、CO2保护焊或氩弧焊等方法。

（2）复合钢板基层、复层和过渡层焊条的选择：如16MnR+0Crl8Ni9复合钢板，基层可用J507、J507R焊条，过渡层用A302或者A402焊条，复层用A132焊条较为合适；如lCr18Ni9Ti-l6Mn复合钢板，基层可选J507焊条，过渡层选A302、A307焊条，复层选A132、A137焊条较为合适。

（3）焊接顺序：对于在焊接时，一般是先焊内侧基层焊缝，反过来外侧挑焊根，用碳弧气刨铲焊根，清除熔渣、夹渣，再将基层焊缝填满；焊好后在复层侧用角砂轮打磨，检查合格后，再进行内侧过渡层焊接，最后焊复层。焊接时，应严格控制内侧基层焊缝高度，使其距复层界面1mm～1.5mm为止，绝对不能焊到复层；过渡层焊缝只焊一层，其熔焊金属应完全覆盖基层，并覆盖复层0.5mm～1.5mm，焊过渡层时应该采用较小的线能量，以防止基层金属渗入复层而引起焊缝缺陷。

5 其他要求

（1）在切割、弯曲和神啦加工复合钢板的时候，应该将复层防止在下方，如果有需要，还需要根据实际情况设置保护层，这样就可以有效的防止上层的材料收到损害。

（2）复合钢板弯曲或者是拉伸的过程中，通常都会采用冷卷加工的方式，如果不能采用热加工的方法时，必须要对以下几方面予以严格的控制。加热之前应该将其表面的杂物处理干净，同时还要选择一些硫元素含量相对较低的材料，每毫米的加热时间为两分钟，加热的总长度要控制在15毫米以内，同时还要保证固体材料燃烧过程中温度的均匀性，防止出现渗碳问题，通常情况下要将加热的温度控制在550到850℃，这样就可以有效的避免晶体间的接触产生非常严重的腐蚀现象，加热的环境应该具备弱氧化性，同时还要根据不同的材料设定不同的温度，加热之后最好以自然的方式冷却。

（3）因为复合钢板2种材料的热膨胀系数有着十分明显的差别，所以在热加工的过程中，很有可能使残余的应力不断的加大，因此必须要采取有效措施对应力退火予以调整和控制，如果一定要用这种方式，必须要在这一过程中谨慎小心，根据容器具体的用途选择不同的方法，如果母材所选用的材料是低碳钢，同时母材的厚度又在25毫米以下的时候，就不需要消除应力，如果母材的厚度在25到28米之间，而预热的温度在100摄氏度以上，也是不需要消除应力的，如果母材的厚度已经超过了28毫米，就必须要对其进行消除应力的调整和处理。

（4）因为基层焊缝对复层的焊缝会产生一定的稀释作用，所以复层焊缝金属中的金属元素含量也会有十分明溪县的下降趋势，所以在焊接的过程中，过渡层的焊接应该选择高铬、镍钢等材料，这样就可以防止焊接冷裂缝的产生。

（5）在正式进行焊接施工之前，应该首先对管路中的空气予以有效的清理，当二氧化碳气体充当焊接的保护气体的时候，一定要保证气体的供应量，防止空气进入到管路当中，同时还要在焊接结束之后及时的清理焊接过程中的飞溅物，焊丝伸出的长度也不能超过15毫米。

（6）除按图样规定对复合钢板焊缝进行射线检测或超声波检测外，对所有的复层焊缝也应作渗透检测，以检验焊缝表面有无裂纹；焊缝检验不能在焊后立即进行，最好在退火之前进行，检验方法可用着色、磁粉及射线探伤均可。

（7）在加工中，如果复层表面有非常明显的防腐要求，首先就要对复层的表面进行酸洗钝化处理，这样就可以有效的防止其自身的抗腐蚀性。

6 结语

在复合钢板制作和加工的过程中，还是存在着很多需要不断改进和提高的环节，而这种技术应用在制造压力容器方面的时间也并不是很长，所以要想得到更好的推广和发展，就必须要对这一工艺进行改进和完善，只有这样才能不断的提高其生产和加工的质量。从而也对我国的加工行业健康发展起到重要的推动作用，也为我国其他行业的发展奠定良好的基础。

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[责任编辑：杨玉洁]