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不锈钢复合板压力容器焊接特点

更新时间:2020-04-25 14:04:44 星期六
摘要:

基本特点 为了避免焊接对复合钢板优良综合性能的损害,通常分别焊接基层和堆焊层。也就是说,复合钢板的焊接可分为三 […]

基本特点
为了避免焊接对复合钢板优良综合性能的损害,通常分别焊接基层和堆焊层。也就是说,复合钢板的焊接可分为三个部分:基层的焊接、复合层的焊接、基层与复合层结合处过渡区的焊接。其中,过渡区的焊接属于异种钢的焊接,其焊接性主要取决于基层和包层的化学和物理性能、接头形式和填充金属等。
如果过渡区异种金属缺乏溶解性,而且没有成熟的焊接工艺和焊接材料,过渡区不能焊接,只能将基层和熔覆层分开焊接,熔覆层焊接时不能熔入基层。

焊接方法
考虑到基层的力学性能要求,基本上采用碳钢、普通低合金钢等焊接性能好的结构钢作为基层材料,厚度较厚。一般采用电弧焊、埋弧焊和CO2气体保护焊。

目前,不锈钢和铁素体不锈钢被广泛应用于不锈钢复合板的堆焊,因此这种堆焊和过渡区的焊接通常采用电弧焊和氩弧焊。

焊接材料

基层的焊接材料应确保接缝具有预期的机械性能。一般按等强度原则选用。

熔覆层的焊接材料原则上应与熔覆层材料相同或相似。

过渡区的焊接材料应根据异种钢焊接的特点选择。必须考虑母材焊缝对过渡区焊缝的稀释效应。

焊接接头的设计

焊接接头的设计应在保证焊接质量的前提下,尽量减少填充金属的用量,降低熔合比,便于操作。一般情况下,大部分焊接工作安排在底座侧,可减少过渡层与熔覆层之间的焊接工作量,防止碳钢或低合金钢电极与不锈钢复合层接触,有助于控制熔覆金属的化学成分和熔覆层的焊接。

GBT 985.4-2008《复合钢推荐坡口》给出了一般熔焊的坡口形状和尺寸。

当覆层焊缝耐腐蚀性要求较高,或覆层为超低碳不锈钢时,应在覆层与焊接区基层结合处加工1-2mm的母材,并用过渡层焊材填充。同时,应减少母材及其焊缝对熔覆焊缝化学成分的稀释,以保证熔覆焊缝的合金元素含量,从而保证其耐腐蚀性。

焊接接头的无损检测
基层是保证复合板强度的主要部分,因此基层的A、B类焊缝必须进行严格的射线或超声波检测,检测比例和合格等级由设计确定。

由于熔覆层焊接工艺复杂,焊接材料价格高,且不易经历较多的热处理过程,一般在过渡层和熔覆层焊接前对基础焊缝进行检验,发现缺陷及时修复。

基础焊缝合格后,进行过渡层和熔覆层的焊接。焊接前,应将底座侧焊缝打磨平整,去除多余高度,并对表面进行磁粉检测,确保与过渡层的结合面无裂纹等缺陷。

涂层表面应进行100%渗透检测,必要时过渡层表面也可进行渗透检测。

当复合层也参与强度计算时,所有复合板焊接完毕后,需要对整个接头进行射线照相,以确保过渡层和复合层焊缝中没有影响力学性能的缺陷。

此外,对于容器的C、D类焊接接头,以及非受压元件和受压元件(汽缸、汽缸盖、接管等)的焊接接头,如裙座、吊耳、托架和汽缸盖或汽缸的连接,鞍座底板和汽缸的连接,等。设计方可根据容器的具体情况和重要程度,确定此类焊接接头的表面检验方法和合格等级。

焊接接头的热处理

当需要焊后热处理以消除焊接残余应力时,最好在焊接基焊缝后进行,然后焊接过渡层,然后焊接熔覆层。

在选择热处理工艺时,应考虑以下因素:基体与熔覆层热处理工艺参数的差异;对熔覆层耐蚀性的影响;基体与熔覆层之间的元素扩散是否会产生脆性相,这将导致复合钢板性能的恶化;由于基层与包层物理性能的差异,在热处理和冷却过程中会产生残余应力,一般会导致包层裂纹的应力腐蚀等,应取热处理温度下限,并适当延长保温时间。此外,喷丸处理也有利于降低应力。