复合钢板制造压力容器分析范文

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1下料

在切割复合钢板时，采用的是等离子切割方式，在划线和切割过程中，要严格控制周长方向的尺寸，这样才能保证错边量符合相关要求。一般均质钢板筒体下料尺寸要以实测封头的外周长为基础来计算，以中径展开长度下料。复合钢板制压力容器的错边量要求比较严格，所以，在制作时，要考虑卷制延伸量、焊缝对接间隙和纵焊缝焊接收缩量等因素。由于制成复合钢板的2种材料的力学性能不同，基层与覆层之间存在过渡的结合面，所以，复合板的性能与基层板和覆层板也都不同，因此，复合钢板筒体的下料尺寸也与普通均质板的下料尺寸不同。在卷制时，钢板的中性面向强度比较高的金属侧，即覆层侧移动。在制作产品时，测得淬冷器封头直段外周长为8338mm和8340mm，取平均值为8339mm，厚度取2个封头直段均布8点厚度的平均值为28.15mm。变换气分离器Ⅰ封头直段外周长为7047mm和7049mm，取平均值为7048mm；变换气分离器Ⅱ封头直段外周长为7044mm和7047mm，取平均值为7045.5mm；变换气分离器Ⅰ厚度取2个封头直段均布8点厚度的平均值为21.9mm；变换气分离器Ⅱ厚度取2个封头直段均布8点厚度的平均值为22.3mm。在制作产品时，对于淬冷器，如果筒体按普通均质钢板理论展开，其长度为8247mm，按复合钢板筒体展开，其长度为8231mm，实际筒体下料尺寸为8231mm。对于变换气分离器Ⅰ，如果筒体按普通均质钢板理论展开，其长度为6982mm，按复合钢板筒体展开，其长度为6963.5mm，实际筒体下料尺寸为6963.5mm。对于变换气分离器Ⅱ，如果筒体按普通均质钢板理论展开，其长度为6982mm，按复合钢板筒体展开，其长度为6958mm，实际筒体下料尺寸为6958mm。对于产品制成后的环缝最大错边量，淬冷器为1.0mm，变换气分离器Ⅰ为0.8mm，变换气分离器Ⅱ为1.1mm。

2坡口的选择

采用等离子弧切割、气割方法加工坡口，应除去坡口表面的氧化层和过热层。用等离子切割坡口时，覆层朝上，从覆层侧开始切割。用气割坡口时，基层朝上，从基层开始切割。坡口型式和尺寸如图1所示。

3焊接

3.1异种钢焊接不锈钢复合钢板基层和覆层过渡部分的焊接为异种钢焊接，异种钢的焊接比同种钢焊接要困难和复杂，既存在因为不同母材之间和母材与填充金属之间相互作用的不同给冶金带来的困难，又存在因为物理性能上存在差异而带来焊接工艺上的困难。基材、覆材和复合钢板的拉伸力学性能如表1所示。

3.2裂纹产生的因素由于基材与覆材的线膨胀系数、热导率和熔点不同，所以，在焊接时，基层与覆层交界处的过渡层容易出现裂纹等缺陷。基材与覆材的成分差异比较大，因此，在焊接过程中，成分稀释会导致裂纹出现。

3.2.1线膨胀系数不同的影响基材与覆材的线膨胀系数不同，当2种金属焊接在一起时，由于彼此的冷却收缩不一致，便会引起较大的焊接应力，进而产生焊接裂纹。

3.2.2比热容和热导率不同的影响基材与覆材的热导率和熔点不同，导致热输入失衡、熔化量不均，改变了焊缝及其两侧的结晶条件。低熔点的金属过早熔化，就会发生流淌或与高熔点金属未熔合的情况。因为熔点高的金属凝固和收缩比较早，所以，使得尚处于部分凝固和薄弱状态的低熔点金属产生应力，进而产生裂纹。

3.2.3成分稀释的影响当奥氏体复合钢板焊接时，由于基层碳钢板的含碳量高于覆层，所以，在熔焊过程中，基材与焊缝金属熔合处就会发生碳迁移，从而产生脱碳层（基材母材侧）和渗碳层（焊缝熔敷金属侧）。焊缝的奥氏化元素含量不足，便会导致焊缝出现脆性的马氏体组织，从而恶化接头性能，进而产生裂纹。

3.3防止裂纹的措施防止复合钢板焊接裂纹可采取的主要措施是：选择正确的焊接方法、焊接程序，合理选择填充材料，正确制订焊接工艺，严格遵守操作规程。

3.3.1选择焊接方法基层的焊接宜采用焊条电弧焊、埋弧焊，覆层和过渡层的焊接宜采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊。根据我厂焊接技术和焊接效率，基层可选用埋弧焊加焊条电弧焊，过渡层和覆层可选用焊条电弧焊。

3.3.2焊接程序定位焊应在基层上进行，焊接工艺可遵循基层的焊接工艺。在定位焊的过程中，当出现裂纹或其他不允许存在的缺陷时，应铲除并移位再焊。在焊接时，应先焊基层，再焊过渡层，最后焊覆层。在焊接基层时，焊道不应触及和熔化覆层，焊道根部应距复合界面1～3mm。在焊接过渡层时，应从覆层侧先将基层焊接时的未焊透、焊瘤等采用碳弧气刨或角磨机清理干净，并补焊后再焊。此时，应采用直径比较小的焊条或焊丝和能量较小的焊接线，并且过渡层的厚度应不小于2mm。在焊接覆层时，应在覆层表面坡口两侧各200mm的范围内涂敷白垩粉或防飞溅剂保护，已黏上的飞溅物必须仔细清除掉，不锈钢覆层不可有划伤或被污染。另外，焊缝余高应不大于1.5mm，焊道间温度应不高于100℃，并尽可能采用能量较小的焊接线。

3.3.3焊接材料和焊接工艺参数焊接材料和焊接工艺参数如表2所示。

4结束语

通过对上述几方面内容的控制，可以很好地完成这几台复合钢板压力容器的制造任务。经过各项检验、试验，其均符合相关标准的规定，并且能达到设计要求。这说明，本文制定的方法和工艺是可行的。

作者：李小东 单位：山西恒泰重型机械有限公司