浙江(jiang)至德鋼業有限公司生(sheng)產的100萬噸／年延遲焦化(hua)(hua)裝置均由主體材質為(wei)(wei)(wei)20R／06Cr13Al復合(he)(he)鋼制作的容器，產品規格：直(zhi)徑為(wei)(wei)(wei)1400～2200mm，復合(he)(he)鋼板厚為(wei)(wei)(wei)（18＋3）mm，設計標(biao)準為(wei)(wei)(wei)GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設計壓力為(wei)(wei)(wei)1.43MPa設計溫度為(wei)(wei)(wei)73℃，介質為(wei)(wei)(wei)柴油、汽油、焦化(hua)(hua)干氣，要求設備焊后(hou)對塔體內表面進(jin)行酸(suan)洗和鈍化(hua)(hua)處理。
一、20R／06Cr13Al 復合(he)鋼焊接(jie)性
1. 化學成分(fen)及力學性能
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼屬(shu)于鐵(tie)素體(ti)復(fu)合鋼板，復(fu)層為(wei)鐵(tie)素體(ti)不銹鋼，基層為(wei)珠光體(ti)鋼，其化學成(cheng)分見表(biao)5-38和(he)表(biao)5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI復合(he)鋼板(ban)的化學(xue)成分及力學(xue)性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復合鋼板的力學(xue)性能
2. 焊接特(te)點
該(gai)類復合鋼(gang)板(ban)的焊接(jie)性主要取決(jue)于鐵(tie)素體(ti)鋼(gang)的物理性能、化學成分(fen)、接(jie)頭形(xing)式及填充材料的種類。
焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭容(rong)易產生(sheng)冷裂(lie)(lie)紋，復(fu)(fu)(fu)合(he)鋼板(ban)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)也(ye)屬(shu)于異(yi)種(zhong)鋼的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)，其(qi)基(ji)層(ceng)與(yu)(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)母材在成分、性(xing)能等(deng)方面(mian)有較大(da)(da)的(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)，而且(qie)基(ji)層(ceng)與(yu)(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材料也(ye)同樣存在較大(da)(da)的(de)(de)差(cha)(cha)異(yi)，因此稀(xi)釋作用強烈，增大(da)(da)了結晶裂(lie)(lie)紋傾向(xiang)，導致(zhi)異(yi)種(zhong)鋼焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭在焊(han)(han)(han)后冷卻時容(rong)易形成淬硬組織，同時珠光體與(yu)(yu)鐵(tie)素體的(de)(de)線脹系數相差(cha)(cha)較大(da)(da)，接(jie)頭中(zhong)會(hui)產生(sheng)較大(da)(da)的(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)應力，都會(hui)促使焊(han)(han)(han)接(jie)冷裂(lie)(lie)紋的(de)(de)產生(sheng)。此外焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭易產生(sheng)脆性(xing)：基(ji)層(ceng)和(he)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)鉻含(han)量差(cha)(cha)別較大(da)(da)，促使碳向(xiang)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)遷移(yi)擴散，而在其(qi)交界(jie)面(mian)的(de)(de)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)區(qu)域形成增碳層(ceng)和(he)脫碳層(ceng)，加劇(ju)熔合(he)區(qu)的(de)(de)脆化。
二(er)、焊(han)接方法(fa)的選(xuan)擇
根(gen)據設計圖樣的(de)(de)(de)要求，采用焊(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)施焊(han)，但(dan)生產單(dan)位可以自(zi)選其他焊(han)接方法。由于延遲焦化裝(zhuang)置的(de)(de)(de)塔器規格大，且(qie)數量(liang)多，選用焊(han)條(tiao)電弧(hu)焊(han)＋埋(mai)弧(hu)焊(han)相(xiang)結合的(de)(de)(de)焊(han)接方法，既能保證產品的(de)(de)(de)焊(han)接質量(liang)，又能滿足客戶的(de)(de)(de)工期要求。
三、焊接材料的選(xuan)擇
為了(le)保證復(fu)合(he)鋼(gang)板的焊(han)接質量，首先要恰當地(di)(di)選(xuan)擇復(fu)層(ceng)(ceng)和基層(ceng)(ceng)的焊(han)接材料，有(you)效地(di)(di)防止(zhi)稀釋(shi)和碳的遷移等(deng)問題，在(zai)基層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)之間要焊(han)過(guo)渡層(ceng)(ceng)。
復層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)應保(bao)證(zheng)熔敷(fu)金屬的(de)主要合金元素不(bu)低于(yu)復層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)(cai)標準規(gui)(gui)定的(de)下限值，對(dui)于(yu)06Cr13Al焊(han)(han)(han)接采(cai)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)A062；基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)按基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)材(cai)(cai)合金含量選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)，以保(bao)證(zheng)焊(han)(han)(han)接接頭的(de)抗拉強(qiang)度不(bu)低于(yu)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)(cai)標準規(gui)(gui)定的(de)抗拉強(qiang)度下限值，基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)根部(bu)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)條為J427；埋弧焊(han)(han)(han)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)填充焊(han)(han)(han)絲為H08A，焊(han)(han)(han)劑(ji)為HJ431；過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)接材(cai)(cai)料(liao)(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)(yong)(yong)A062，以保(bao)證(zheng)能補充基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)對(dui)復層(ceng)(ceng)(ceng)造成(cheng)的(de)稀釋。焊(han)(han)(han)接20R／06Cr13Al復合鋼(gang)板(ban)用(yong)(yong)(yong)焊(han)(han)(han)條和焊(han)(han)(han)絲的(de)熔敷(fu)金屬的(de)化學(xue)成(cheng)分見表5-40。
四、焊接次序
復(fu)(fu)合鋼板的焊(han)(han)接次序如圖(tu)5-20所示，即(ji)先焊(han)(han)基層(ceng)焊(han)(han)縫，再焊(han)(han)過(guo)渡層(ceng)焊(han)(han)縫，最后焊(han)(han)復(fu)(fu)層(ceng)焊(han)(han)縫。過(guo)渡層(ceng)的熔焊(han)(han)金屬在(zai)基層(ceng)的厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜，在(zai)復(fu)(fu)層(ceng)處的厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜。
五、焊接要點
1. 基層的焊接
先焊(han)(han)(han)基層焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，使用(yong)J427 焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)打底，打底焊(han)(han)(han)的厚度(du)不能太薄，以防(fang)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)時(shi)因焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數太大而燒穿，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條進(jin)行(xing)350℃烘干2h，以防(fang)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)產生氣孔。然后用(yong)埋(mai)弧焊(han)(han)(han)進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)，要嚴格(ge)控(kong)制焊(han)(han)(han)接(jie)速(su)度(du)等焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數，保證(zheng)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)一(yi)次(ci)合格(ge)率(lv)。用(yong)磨光機徹底清理根(gen)部焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)，用(yong)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)從背面進(jin)行(xing)打底焊(han)(han)(han)，以保證(zheng)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)背面良好(hao)的成形(xing)和內在的質量(liang)。
2. 過渡(du)層的焊接(jie)
復合鋼板焊(han)接的(de)(de)重點(dian)和(he)難點(dian)均在過渡層(ceng)的(de)(de)焊(han)縫上，在焊(han)基層(ceng)焊(han)縫時，預留出1.5～2.5mm的(de)(de)基層(ceng)厚度，用(yong)A062焊(han)條(tiao)(tiao)(tiao)進(jin)行電弧焊(han)，焊(han)前對焊(han)條(tiao)(tiao)(tiao)進(jin)行150℃烘干(gan)1h，采用(yong)小的(de)(de)熱輸入、反極性、直線運條(tiao)(tiao)(tiao)和(he)多層(ceng)多道(dao)焊(han)。
3. 復層的(de)焊接(jie)
復層(ceng)焊接(jie)時，采用A062焊條，焊前(qian)對(dui)焊條進行150℃烘干(gan)1h，采用短弧(hu)、小電流、快速焊、不(bu)作橫(heng)向(xiang)(xiang)擺(bai)動，并且嚴格控制層(ceng)間溫(wen)(wen)度不(bu)大于150℃。這(zhe)樣可以有(you)效地防止焊縫(feng)在高溫(wen)(wen)停留(liu)時間過長，否則會出現(xian)粗晶脆化傾向(xiang)(xiang)，焊接(jie)參數見表(biao)5-41。
六(liu)、酸洗鈍化處理
復合鋼(gang)板的(de)(de)基層要保(bao)證容(rong)器要求承受的(de)(de)壓力，而復層應滿足需要的(de)(de)耐蝕性，在復合鋼(gang)制容(rong)器的(de)(de)生(sheng)產過程中，復層可能被污染(ran)，故(gu)對(dui)塔體(ti)內(nei)表面(mian)要進行酸洗鈍化處理。
七、無損檢測(ce)
20R／06Cr13Al復(fu)合鋼板(ban)焊(han)(han)(han)接接頭產生冷裂(lie)紋有一定的潛(qian)伏(fu)期，當(dang)然與(yu)填(tian)充材(cai)料和焊(han)(han)(han)接工藝密切相關。為了保證獲得(de)優質焊(han)(han)(han)接接頭，焊(han)(han)(han)后需要停留24h再(zai)進行(xing)無損檢(jian)測(ce)。
對復合鋼板的焊縫進行100％滲(shen)透(tou)檢測，均符合JB／T4730.5規(gui)定，I級(ji)合格。
對(dui)所有塔器的對(dui)接接頭進行射線(xian)檢測，符合(he)JB／T4730.5規定，II級合(he)格。
八、焊接(jie)接(jie)頭性能
對20R／06Cr13Al復(fu)合鋼(gang)板的對接(jie)焊縫先進(jin)行(xing)過焊接(jie)工(gong)藝評定，其力學性能試驗結果見表5-42，完全滿足(zu)設計(ji)圖樣的要求。
表5-42 復合鋼(gang)板對接焊縫的力學(xue)性能試驗結果（試樣尺(chi)寸：5mm×10mm×55mm）
采(cai)取(qu)上述工藝措施，產品焊接一次合格率達到99％，符(fu)合了(le)設計圖樣要求也滿足(zu)了(le)生產實際需要。
