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谈复合钢板的化工压力容器制造工艺

发表时间：2020/6/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：陆晓明

[导读] 摘要：同一规格的压力容器，复合钢板比不锈钢板的价格更低，如果两种容器都符合相关使用标准与要求，人们经常会选择复合钢板压力容器。

        上海贤达美尔森过程设备有限公司上海 201411
        摘要：同一规格的压力容器，复合钢板比不锈钢板的价格更低，如果两种容器都符合相关使用标准与要求，人们经常会选择复合钢板压力容器。但是在实际生产过程中，不同生产厂家存在不同的情况，而复合钢板具有较少的型号，通常需要一些其他企业的协助，才能使产品复合加工得以完成，这就会使产品制造周期有所延长[1]。在制造复合钢板压力容器过程中，对于制造工艺存在非常严格的要求，所以一些厂家进行产品制造过程中，经常会由于工艺使用不合理，导致产品面临一定的质量问题。因此就需要加强对产品制造工艺的了解与掌握，进而提升复合钢板压力容器的制造质量。
        关键词：复合钢板；压力容器；制造工艺
        前言：
        随着现代社会的不断发展，其经济水平显著提升，在当前社会的多个行业中，比如化工和医疗等领域，都对复合钢板压力容器进行了有效应用，复合钢板压力容器对环保工作存在重要意义[2]。其主要原因在于，与碳钢压力容器相比，复合钢板压力容器的承受能力更强，同时存在较高的抗腐蚀性，复合钢板压力容器的出现，进一步拓宽了其容器的应用范围，并且具备一定的价格优势，使容器的制造成本得到了有效节约[3]。但是在我国内部，其容器的生产企业相对较少，在产品生产过程中，由于容器具有比较复杂制造工艺，我国国内的专业人才明显不足，所以复合钢板压力容器在制造过程中仍然面临一些质量问题。
        1 复合前的相关步骤
        1.1 复合钢板
        基层和复层属于复合钢板的两个部分，不同部位存在不同的用处，所以在进行复合前，就需要结合相关需求来确定具体的材料。一般情况下，16MnR为基层的材料强度，而复层材料，一般是选择不锈钢304材质，但是在进行钢材复合时，就需要综合考量不同的条件[4]。第一，要保证复合钢板平面的光滑与平整，严格根据国家相关标准进行复合，还要确保具备相应的质量证书。第二，在使用复合钢板时，要避免损坏钢板的外观，防止出现钢板缺陷等情况，根据设备使用要求采用B2级，在复合钢板总面积中，要确保大比例为基层与复层的结合面积，其比例要高于98%，单个未结合指示长度小于等于50mm，单个未结合面积要小于等于20cm²，在对复合钢板进行加工时，如果需要钢板承受较大的负荷，就要增强加工的严格性。第三，对于复合钢板，其存在比较具体的机械性能要求，要保证复合钢板具有高于基层材料的抗拉强度，其延伸率也要不低于基层材料，因此就需要通过相关实验，对其延伸率与抗拉强度进行确定。第四，在对复合钢板进行应用前期，就需要借助于超声波实验，对钢板内部进行探查，及时了解其内部伤痕情况，一旦复合钢板内部出现了有害分层，就要避免对其钢板的应用。在对复合钢板进行修补时，要根据压力容器原材料的相关标准进行修补，如果应用标记移植法进行修补，也需要根据原材料标准与方式来进行。
        1.2 下料和拼接
        要想对压力容器进行制造，就需要在对复合钢板进行应用前，相关生产厂家结合具体制造要求，对两种材质的不锈钢进行下料，在下料时，要保证两种材质的规格符合要求，不锈钢在复层中会存在比较薄的厚度，所以就要对其进行拼接，而在进行下料和拼接时，就需要对以下几个方面加强重视。第一，要根据压力容器的实际尺寸，对板材进行测量，在测量过程中，要保证测量数据的精准性。第二，在下料时，要适当截取焊接试板，还要对复合工艺进行有效结合，进而使其下料空间比较宽裕。第三，在进行拼接工作时，就需要严格根据相关尺寸进行板材拼接，在拼接完成后，要利用相关工具将拼接处的焊缝磨平整，确保拼接处不存在裂纹，还要保证复合钢板两个部分的平整性，避免其他缺陷的出现。
        2 筒体的下斜
        复合钢板需要焊接其筒体与封头，所以在进行焊接前，就需要保证筒体与封头的口径一致，具有相同的尺寸。在卷圆相应板材时，其中一层会受到弯曲力的影响，导致其不具备应力，将这一层称为中性层，该层不会发生相应的变化，所以就需要结合中性层，对筒体展开的长度进行明确。

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在焊接过程中，要对焊缝的厚度进行合理控制，使其厚度不高于2毫米，无论是纵向焊缝，还是环向焊缝，都要保证其厚度的合理性。
        3 筒体的排版
        与其他工作相比，筒体排版工作比较简单，首先就需要按照顺时针的方向，对筒体进行展开操作，对于筒身，就要详细标出与管孔相连的具体位置，还要注明孔径大小，以纵向焊缝为标准来进行排版，在进行排版时，要将开接管孔部位合理错开，通过这样的方式，就可以更加明确板材的相应尺寸，在对板材进行纵环焊接时，要对焊缝与边缘的距离进行合理控制，确保其距离不小于10厘米。
        4 焊接工作
        对于复合钢材的焊接，其并不存在局限的焊接方式，一般情况下需要对材质进行充分考虑，还要结合接头的厚度，根据实际施工条件，对焊接方式进行选择，通常情况下，手工电弧焊接方式的应用较多，埋弧自动焊接方式也会有所应用。在进行焊接时，就要先焊接钢板的内侧基层，然后在钢板外侧，对焊根进行挑选，对于焊根周围的溶渣，就要进行有效清除，选择合适的材料，对基层焊缝进行填充，还要利用角砂轮，从复层的一侧开始打磨，打磨完成后，就需要专业人员对焊接处进行检查，只有检查合格后，才能焊接钢材的复层与内侧过渡层。
        5 其他要求
        在对复合钢板进行切割，或者进行深拉加工时，就要保证钢板复层始终处于最下面，在必要时，就要对复层设置相应的保护层，避免划伤最上一层的复层材料。通常情况下会利用冷卷加工方式弯曲复合钢板，如果必须要进行钢板热加工时，就要在进行热加工之前，将表面附着物和油污等清除干净，在进行加热时，要对加热时间进行合理控制，避免钢板复层直接接触火焰，或者与固体燃料接触，加热过程中还要保证温度均匀，避免出现渗碳等情况。在进行热加工时，一定不要在温度范围达到550～850摄氏度的区域内，防止出现晶间腐蚀等情况，对于加热气氛，要使其弱氧化性得到始终保持，复层材料不同，其加热温度范围也有所不同，所以就要结合复层材料，对温度范围进行有效控制，在热加工完成后，空冷属于最好的一种方式。在复合钢板中，不同金属存在不同的热膨胀系数，在进行热处理时，可能会逐渐增加其残余应力，如果非常必要，就要进行相应的残余应力消除工作，有效结合容器的实际用途，对退火方法进行科学的选择。对于复层焊缝，基层焊缝会对其造成稀释，导致复层焊缝中的相关合金元素含量有所下降，所以针对过渡层，就要对高铬等焊材进行应用，防止焊缝发生冷裂纹等问题。在进行焊接之前，就要对管路进行通气，排出其中存在的空气，保证保护气体的流量充足，防止焊接处进入一定量的空气，在焊接完成后，就要对飞溅出来的一些物质及时清除干净。
        6 对复合钢板压力容器的检验
        因为压力容器会存在密封等情况，所以就容易出现爆炸等问题，导致相关人员的安全受到危及，甚至会使环境受到一定程度的污染。所以就可以通过直观、量具、理化性能和水压试验等多种检验方式，全面检查复合钢板压力容器的质量，一旦存在质量缺陷，就要及时采取有效措施进行补修。
        结束语：
        相比于其他发达国家，我国复合钢板技术仍然处于不断发展的阶段，因此就需要不断完善复合钢板的制造工艺，逐渐提高容器整体质量，进一步推动复合钢板压力容器在我国的应用，促进我国化工和环保等行业的稳定发展。
        参考文献：
        [1]刘恩彪.复合钢板压力容器制造工艺应用研究[J].化工设计通讯，2018，44（04）：169-170.
        [2]沈奕欧.谈复合钢板的化工压力容器制造工艺[J].黑龙江科技信息，2017（16）：84.
        [3]王伟.基于复合钢板压力容器制造工艺的思考[J].化工管理，2018（23）：89-90.
        [4]郭优.基于复合钢板的压力容器制造工艺研究[J].化工设计通讯，2018，44（01）：152-153.