镍钢复合板封头制造
16MnR+904L复合板封头热处理新工艺
Ｋｅ ｒ ｓ ｈ ａ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｄ； Ｃｌｄ ｓ ｅ ｌｐ ａ ｅ ｏ ６ ｎ ａ ｔ ｅ ｌ ｔ ｆ１ Ｍ Ｒ＋ ９ ４ ｕ ｃ ｏ ｍｉ ｇ；ｈ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ０ Ｉ ；ｐ ｎ ｈ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔｔ ｅ ｔ ｎ
我 厂承 制的某 原料气 分 离罐 和渣 收集槽 主体 材
ｆ ｍ ｉ ｇ ｏ ６ ｎ ｓ ｅ ｌａ ｄ ｓ ｒ ａ ｉ ｇ ｏ ０ Ｉ ｏｒ ｎ ｆ１ Ｍ Ｒ ｔ ｅ ｎ ｕ ｆ ｃｎ ｆ９ ４ ｗ ｅ ｅｉ ｔ ａ ｉｅ ｔｓ ｅ ｏ ｍ ｉ ｆｃａ ｔ ｅ ａ ｅ ｒ ｎｓ ｅ ｄ ｄ ｒ ｃ ｈｅ ｔｆ ｒ ｎｇ ｏ ｌ ｄ ｓ ｅ ｌｐｌｔ １Ｍｎ — ０ ６ Ｒ 卜９ ４Ｌ． Ｐｒ ｉ ｅ ｃ ｄｅ ｉ ｉｔａ ｒ ｃ ｉ ａ ｏｎｓ ｌ ｏｒｈｅ ｄ ｍ ａ ｆ ｃ ｕ ｉ ｌ ｄ ｓ ｅ ｌ ｏｖ ｄ ｄ ａ ａ ｍ ｃ ｇ ｓ ｎｄ ｐ ａ ｔｃ ｌｃ ｕｔｆ ａ ｎｕ ａ ｔ ｒｎｇ ｏｆｃａ ｔ ｅ ｐｌ ｔ ６ ｎ ＋ ９ ４Ｉ． ａｅ １ Ｍ Ｒ ０
料 为 １ Ｍ ｎ ＋ ９ ４ 合 钢 板 ， 于 产 品 技 术 要 求 ６ Ｒ ０Ｉ复 由 高 ， 果 按 常 规 工 艺 制 造 该 设 备 的 封 头 ， 尢 法 达 到 如 将
１ １ Ｍｎ ６ Ｒ＋ ９ ４ 复 合 钢 板 封 头 ０Ｌ
某 原料 气分 离罐 主 要 受压 元 件 材料 按 文献 ［］ １
１ Ｍ ｎ 钢 板 冲 压 成 型 后 堆 焊 ９ ４ 的 方 法 改 为 １ Ｍｎ ＋ ９ ４ 复 合 铜 板 直 接 冲 压 成 型 ， 为 其 他 ６ Ｒ ０Ｌ 板 封 头 的 制 造 提 供 参 考 。 ６ Ｒ ０Ｌ
关 键 词 ： 封 头 ；１ Ｍｎ ９ ４ Ｒ＋ ０ Ｌ复 合 钢 板 ；冲 压 成 型 ；热 处 理 ６
压力容器安全技术监察规程》
GB12337-1999规定：凡符合下列条件的球 规定： 规定 壳用钢板，应逐张进行UT： 壳用钢板，应逐张进行 ：
A 厚度大于 厚度大于30mm的20R和16MnR钢板； 钢板； 的 和 钢板 B 厚度大于 厚度大于25mm的15MnVR和15MnVNR钢板； 钢板； 的 和 钢板 C 厚度大于 厚度大于20mm的16MnDR和09Mn2VDR钢板 的 和 钢板 D 调质状态供货的钢板； 调质状态供货的钢板； E 上下极板和支柱连接的赤道板。 上下极板和支柱连接的赤道板。 钢板的UT应按 应按GB/T4730的规定，热扎、正火状 的规定， 钢板的 应按 的规定 热扎、 态供货的钢板质量等级不低于Ⅲ 态供货的钢板质量等级不低于Ⅲ级，调质状态供 货的钢板质量等级应不低于Ⅱ 货的钢板质量等级应不低于Ⅱ级。
G、疲劳分析设计的压力容器； 、疲劳分析设计的压力容器； H、采用电渣焊的压力容器； 、采用电渣焊的压力容器； I、使用后无法进行内外部检验或耐压试验的压力 、 容器； 容器； J、符合下列之一的铝、铜、镍、钛及其合金制压 J、符合下列之一的铝、 力容器： 力容器： （A）介质为易燃或毒性程度为极度、高度、中 ）介质为易燃或毒性程度为极度、高度、 度危害的； 度危害的； （B）采用气压试验的； ）采用气压试验的； （C）设计压力大于等于 ）设计压力大于等于1.6 MPa的。 的
四、压力容器分类： 压力容器分类：
1、按设计压力等级分： 、按设计压力等级分： 低压容器（ ） 低压容器（L）0.1MPa≤p＜1.6MPa ＜ 中压容器（ ） 中压容器（M）1.6MPa≤p＜10MPa ＜ 高压容器（ ） 高压容器（H）10MPa≤p＜100MPa ＜ 超高压容器（ ） 超高压容器（U）p≥100MPa
6、焊缝检测方法选择原则： 、焊缝检测方法选择原则：
TZLK(2)-MC-GS-001 镍合金复合板设备设计制造检验和验收技术要求
文件名称CNPC中国石油天然气集 团 公 司项目名称 吐孜洛克气田地面工程（二期）项目号 S2010-47/2E设计阶段施工图设计825镍合金复合板设备设计、制造、检验和验收技术要求中国石油集团工程设计有限责任公司西 南 分 公 司文件编号 TZLK（2）-MC-GS-001页码 1/15版次 00 供制造及存档用825镍合金复合板设备设计、制造、检验和验收技术要求CNPC集 团 公 司项目号 S2010-47/2E 设计阶段施工图设计825镍合金复合板设备 设计、制造、检验和验收技术要求中国石油集团工程 设计有限责任公司 西 南 分 公 司文件编号TZLK （2）-MC-GS-001页码2/15版次目 录1. 适用范围....................................................................................................................................................................................3 2. 名词定义....................................................................................................................................................................................3 3. 标准、规范及偏差....................................................................................................................................................................3 3.1 适用标准.............................................................................................................................................................................3 3.2 偏差.....................................................................................................................................................................................4 4. 设计要求....................................................................................................................................................................................5 4.1设计寿命.............................................................................................................................................................................5 4.2设计参数.............................................................................................................................................................................5 4.3 适用材料.............................................................................................................................................................................5 5. 材料要求....................................................................................................................................................................................6 5.1 基层材料.............................................................................................................................................................................6 5.2 覆层材料.............................................................................................................................................................................7 5.3 复合钢板.............................................................................................................................................................................8 6. 制造、检验与验收..................................................................................................................................................................10 6.1 一般要求..........................................................................................................................................................................10 6.2 材料复验..........................................................................................................................................................................10 6.3 焊接工艺评定及焊接.......................................................................................................................................................11 6.4 焊后热处理.......................................................................................................................................................................11 6.5 产品试板...........................................................................................................................................................................12 6.6 硬度检查...........................................................................................................................................................................12 6.7 耐蚀性能...........................................................................................................................................................................12 6.8 厚度允许偏差...................................................................................................................................................................13 6.9 覆层的表面质量...............................................................................................................................................................13 6.10无损检测.........................................................................................................................................................................14 6.11 压力试验.........................................................................................................................................................................14 7. 油漆、包装、运输..................................................................................................................................................................14 8. 现场施工..................................................................................................................................................................................15 9. 吊装 (15)CNPC集 团 公 司项目号 S2010-47/2E 设计阶段施工图设计825镍合金复合板设备 设计、制造、检验和验收技术要求中国石油集团工程 设计有限责任公司 西 南 分 公 司文件编号TZLK （2）-MC-GS-001页码3/15版次1. 适用范围本技术条件仅规定本工程中以Q345R 为基层，以825镍合金为耐蚀合金覆层的复合板压力容器设备制造、检验和验收的最低要求2. 名词定义本文件中适用的定义包括： 买方对某类商品有需求，并愿意通过支付一定的货币获得商品的所有权的自然人、法人或其他社会经济组织。
大型复合板球形封头的制造
采用冷压成形 ，板材不需 加热 ，避 免了基层产生氧
体过程 如下 。
（ ）施 工准备 １
在车 间内搭设 １ ｍ×ｌｍ 的钢平 ｌ ｌ
化皮 和复层抗腐蚀性能降低 。具体过程如下 ：
（ ）准备工作 清除 复合 板表 面氧 化皮及 其他 杂 １
台 ，平 台水平度 ＜２ 。在钢平 台上划 出组装 基准 圆， ｍｍ 其基准 圆直径按封头 内径 ９０ ｍ ００ ｍ即可。焊缝 收缩 量 由
定位板调整 。
物， 保持板面清洁平整 ，复层侧覆盖两层 牛皮纸保护复
层表 面。对上模进行清理 ，使 上模表面平整 、光滑 ，不 存在铁锈 、油污 、杂物等。 制作专 用 测量模 板 两个 ，一个 模板 直径 ９０ ｍ ０ ０ ｍ，
弦长 ４ ０ ｍ ００ ｍ；另一个模板直径 ９０ ｍ ０ ０ ｍ，弦长 ８０ ｍ。 ０ｍ
＜１５ ｍ 为 止 。 ．ｍ
ｒ
Ｉ
（ ）切割坡 口 压制合格后 画极顶和各瓣片的切割 ４
线 和检验线 ，用氧乙炔切割机进行余量 和坡 口切割 ，坡
图４ 定位板布置
口留 ２ ｍ打磨余 量。留一个瓣 片不 切割余 量。坡 口表 ｍ
面及及外侧 ５ ｍ ０ ｍ范围内涂可焊性 防锈涂料。
椭 圆度 （＜ ０ ｍ） ２ ｒ 、具支撑瓣 片，使瓣片固定 ，见 图 ５ 。
各瓣 片间留 ２ ｍ 间隙 ，并点焊 固定。 ｍ
量 ，不合格部位进行压形修理 ，全部合格后给各瓣 片编
写序号 ， 并标记极顶与各瓣片的连接位置 和角度。做好
预热范围是坡 口两侧各 ≥１０ ｍ。 ５ｍ
基 层 焊 接 完 成 后 立 即进 行 消 氢 处 理 ，温 度 为
镍钢复合板压力容器的制造
镍钢复合板压力容器的制造谭聚生(西北有色金属研究院压力容器厂宝鸡 721014)摘要主要介绍了镍钢(N6与16MnR)复合板制造的压力容器工艺结合镍钢复合板的特点镍层与钢之间使用Ni112焊条过渡严格控制加工工艺Ｂ类焊缝棱角度控制在3mm 以下不直度1.5mm²ÉÓÃÌØÊâµÄº¸½Ó¹¤ÒÕ¶àµÀ´Î¿ØÖƲã¼äζÈÔÚ80ʹº¸½Ó½ÓÍ·¼ÈÂú×ãÁËÇ¿¶ÈÒªÇóÓÖ¼õÉÙÈÛ³ØÖиֵÄÏ¡ÊͲ¢¼õÉÙÁËÄøµÄ¹ýÁ¿ÉÕËð¶ø½µµÍº¸·ìµÄÄÍÊ´ÐÔÓÖÄÜÂú×ãÄ͸¯Ê´ÐÔÒªÇóÒò¶ø¹ã·ºÓÃÓÚʯÓÍ»¯¹¤É豸ÖоßÓÐÓÅÒìµÄÄ͸¯Ê´ÐÔÄܽϺõÄÄÍÈÈÐÔÄܼ°ÌØÊâµÄµç´ÅºÍÈÈÅòÕÍÐÔÄܵ«ÓÉÓÚÄø²Ä¼Û¸ñ°º¹ó¶øʹÆäÓ¦ÓÃÊܵ½ÏÞÖÆ´óÃæ»ýÄø¸Ö¸´ºÏ°åÊÇÒ»ÖÖÐÂÐͲÄÁÏÒòΪÎÒ¹ú¹ØÓÚÄøÖÆѹÁ¦ÈÝÆ÷µÄÖÆÔìÑéÊÕÉÐδÖƶ©Í³Ò»±ê×¼2 镍钢复合板在压力容器上的应用西北有色金属研究院(下称西北院)利用镍材良好的耐腐蚀能力和钢材的强度作用用镍钢复合板制造容器的筒体与封头取得了良好的效果16MnR镍钢复合板碳钢之间采用手工电弧焊镍表1 反应釜技术要求指标名称单位设备内夹套内工作压力MPa 2.5 0.6设计压力MPa 2.75 0.66工作温度300 330 水质NaOH70% 导热油水压实验 4.0 1.01钢之间焊接采用GB/T13814-92Ni112焊条焊条选用ERNi-1B类焊缝镍层与钢之间使用Ni112焊条过渡设备本体AÄÚͲ100%射线探伤夹套20%射线探伤全部C¼¶ºÏ¸ñ×é×°Íê±ÏÒÔ1.01MPa对夹进行水压试验在釜口处测定向跳动不大于0.3mm釜口处搅拌轴垂直度偏差为0.3mm20 稀有金属快报 2001年第7期稀有金属快报 2001年第7期 21下端摆动量不大于1mm ÖÆÔ칤ÒÕв¢½áºÏÄø¸Ö¸´ºÏ°åµÄÌص㼰ͼֽ¼¼ÊõÒªÇóÑϸñÖ´ÐÐ16MnR 镍钢复合板卷制拼焊而成钝边2mm为了保证制造精度Ｂ类焊缝棱角度在3mm 以下不直度1.5mmÒÔ·ÀÖ¹º¸½Ó¶ø²úÉúµÄ¾Ö²¿ËúÏÝÓÃÑù°å¼ì²éͲÌåÄÚÔ²ÓÉÓÚÄøµÄÁ÷¶¯ÐÔ²îÒò´ËÆ¿ڽǶȼ°Ô²»¡°ë¾¶Ó¦ÉÔ´óЩº¸½Ó˳ÐòÈç±í2所列1 手工电弧焊 E50154.0140~180 3 手工电弧焊 E50153.2170~210 5 手工电弧焊 E50154.0180~220 7 手工氩弧焊ERNi-13.2160~190钢材之间采用手工电弧焊3.2mm4.0mm,Äø¸ÖÖ®¼ä²ÉÓÃNi112º¸ºó¾-Íâ¹Û¼ì²éÒÔ¼°°´ÕÕJB4730-94标准对A·ûºÏÉè¼ÆÒªÇóÑ¡ÓÃERNi-1焊丝选用较小电流多道次焊接不采用脉冲减少熔池搅动钢的稀释量应控制在4%以下,适当减少焊接速度和控制层间温度在80ÓÉÓÚÄøµÄÁ÷¶¯ÐԲ½Ó¹æ·¶Ïê¼û±í2ÓøÖË¿Ë¢»ò±ß²ù½«º¸·ìÁ½²à·É½¦ÎïÇå³ý¸É¾»ÒÔÃâÔÓÖʽøÈ뺸·ìÈÛ³ØÐγÉÆø¿×ÔÚ¹¤Òµ´¿Äøº¸½Ó¹ý³ÌÖÐÑõÓëÄø¼´ÐγÉÑõ»¯Äø)Ôڽϸߺ¸½Ó²ÐÓàÓ¦Á¦×÷ÓÃÏÂÍùÍùµ¼Öº¸·ì¼°ÈÈÓ°ÏìÇø²úÉúÁÑÎÆÕâÖÖÁÑÎÆÓÃÒ»°ãX 光射线探伤仪不易检测到焊后全部Cµ«Î´·¢ÏÖÁÑÎƺ¸½Ó½ÓÍ·µÄÀ-Éì³å»÷ÐÔÄܾù´ïµ½GB150-98和图纸设计要求从焊接接头的金相组织可以看出能有效减少钢在镍焊缝的稀释量22 稀有金属快报 2001年第7期表3 焊接接头力学性能试样编号 抗拉强度0.2(MPa)断后伸长率)弯心直径 (mm) 冲击实验 (AKV) A03S-1T 546 381 23 A03S-2T 559 398 23 A03S-3SB 100 48 A03S-4RB 100 48 A03S-5I 166 A03S-6I 172 A03S-7I171纯镍的组织呈树枝状晶方向性强经受多次加热过的焊缝镍焊接接头过热区组织为粗大的单相奥氏体过渡区的焊缝组织致密同时晶粒长大倾向也较小但微裂纹的存在甚至发生破坏事故控制基体金属中杂质元素的含量以防止焊接接头形成过热倾向法兰采用焊环密封结构筒体内壁与接管处采用衬圈密封焊199mmµ«ÔÚÉ豸°²×°ºóÊÔ³µÊ±·ÖÎöÆäÔ-ÒòÊÇÊÔ³µÊ±¼ÓμÓѹʹº¸·ì¿ªÁÑ在上封头凸缘与机座连接处采用整体加工设备完工后按GB150-98标准及设计技术要求进行外观检验夹套内径1.01MPa 水压试验合格轴的窜动手动盘车轴的下端摆动量均达到设计要求在试车过程中发现机械密封系统泄露该设备是一台压力较高设计要求更高的压力容器确定了合理的焊接工艺及焊接次序证明本台设备的制造工艺是完全符合使用要求的25mm~80mm 的厚壁热轧管的生产工艺及小型轧管机又可用作随后冷轧用的管坯在管。
镍钢复合制品的生产工艺及其对成本的影响
镍钢复合制品的生产工艺及其对成本的影响镍钢复合制品是一种具有高强度、高耐磨性和耐腐蚀性的金属材料，广泛应用于船舶建造、航空航天、化工设备等领域。
本文将从生产工艺和成本两个方面探讨镍钢复合制品的相关内容。
一、镍钢复合制品的生产工艺镍钢复合制品的生产工艺主要包括熔覆、轧制和热处理三个环节。
1. 熔覆熔覆是将镍合金和钢基体熔化后通过喷射方式涂覆在一起的工艺。
熔覆工艺可以通过火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂等方式进行。
其中，电弧喷涂是最常用的熔覆工艺，通过电弧产生高温和气压，在钢基体上形成镍合金涂层。
2. 轧制轧制是指将熔覆后的镍钢复合板进行压延，使其较厚的板材变成较薄的薄板，以满足不同领域的应用需求。
轧制工艺包括多道次的热轧和冷轧，通过不同的轧制工艺可以获得不同厚度和表面光洁度的镍钢复合板。
3. 热处理热处理是使镍钢复合板获得一定的力学性能和耐腐蚀性的工艺。
常用的热处理方法包括固溶处理和时效处理。
固溶处理是将材料加热至合金元素溶解，然后快速冷却，使合金元素均匀分布在基体内部；时效处理是将材料经过固溶处理后再加热保温，通过析出相的形成来提高其硬度和强度。
二、镍钢复合制品对成本的影响镍钢复合制品的生产工艺和选材对成本有重要影响。
1. 材料成本镍钢复合制品主要由镍合金和钢基体组成，镍合金是高成本材料，其价格相对较高。
用于镍钢复合板的钢基体可以选择廉价的碳素钢，从而降低制品成本。
因此，在材料选择上需要兼顾成本和性能的平衡。
2. 生产工艺不同的生产工艺会对成本产生不同的影响。
熔覆工艺中，电弧喷涂是常用的方法，但设备成本较高，对成本有一定影响；轧制工艺则需要使用较大型的压延设备和磨削机器，也会增加成本。
热处理工艺中，固溶处理和时效处理需要投入较多的能源和人力，会增加生产成本。
3. 产品质量镍钢复合制品的质量直接影响到成本。
复合板的质量取决于熔覆工艺的控制、轧制工艺的精细化和热处理工艺的优化。
若工艺参数无法控制，可能导致复合层结合不良或者板材表面出现缺陷，从而降低产品的使用寿命和性能，增加维修和更换成本。
15CrMoR(H)+0Cr18Ni10Ti复合钢板的焊接及封头制作
钢材 的淬硬倾 向越 大 ， 接 接 头 中氢 含 量 越 焊 高 ， 容易 产生 冷裂 纹 。根 据 国 际焊 接 学会 推 荐 越
然后 ， 在过 渡层 上堆 焊 接近 复 合 板复 合 层 的焊接
材料 。
（ ） 面层 ２表
的碳 当 量 （ ｅ ） 以 近 似 评 估 钢 材 冷 裂 纹 倾 Ｃｑ 可 向 Ｊ 。一般 当 Ｃ ｑ＞ ． ％ 时 ， 就有 明显 的淬硬 ｅ ０５ 钢
强度点标准值 ， ａｏＩ ＭＰ ；＂一复材抗拉强度下限值 ， ａ Ｏ ｌ １ ＭＰ ；ｒ 一基材屈服强 度点标准值 ， ａ ｏ ２ ＭＰ ；ｒ 一基材抗拉 强度下 限值 ， ａ￡、 ｂ ＭＰ ；ｌ
ｔ 复层 、 层 钢 板厚 度 ， ２ 一 基 ｍｍ。
３ 复合 钢板 的焊接
成脱碳层 ， 高合金 焊缝一侧 形成增 碳层 ． 在 由此形
７ ８ ｏ１ ５ ９ ９。
维普资讯
第 ４期
冯展好等 ． ５ ｒ Ｒ Ｈ）＋ Ｃｌ ＮｌＴ 复合钢板的焊接及封头制作 １ ＣＭｏ （ ０ ｒ８ ｉ ｉ ０
．９ ２ ７．
注 ： 盯 ≥（ ｌ （ ｔ） （Ｉ ｔ） ① 盯 Ｉ ＋ ｒ ２ ／ ｔ ＋ ２ 。②盯 ≥（ ｔ ＋ ｂ ２ ／ ｔ ＋ ２ ， ｔ ｂ 吼Ｉ 盯 ２ ） （ｌ ｔ） 且不大 于基层抗拉标准 上限值加 ３ Ｍ ａ ｌ ｌ ｔ ５ Ｐ 。 一复材屈服
点。
用于 制造 复合钢板 的基层材 料 １ＣＭｏ Ｈ） ５ ｒ Ｒ（ 应 符 合 Ｇ ６ ５－ １９ 和 《 氢 腐 蚀 １ＣＭ Ｒ Ｂ ６４ ９６ 抗 ５ ｒｏ （ 钢板 订货技 术条件 》 Ｈ） 的要求 ， 逐张进行 化学 成
分 、 学 性 能 检 验 和 １０ 超 声 波 探 伤 按 力 ０％
复合板SA-537 CL.1封头成形和焊接的一个解决方案
ft I i8备与管ilPROCESS EQUIPMENT & PIPING第57卷第4期2020年8月Vol. 57 No. 4Aug. 2020复合板SA-537 CL.1封头成形和焊接的一个解决方案朱志刚（森松（江苏）重丁.有限公司，江苏如皋226532）摘 要：为使得封头SA-537 CL.l+SA-240 304L 经热成形和正火后得到满意的力学性能和冲击韧性，对 材料进行了不同类别的模拟热处理试验。
试验表明，封头热成形后采用正火（水冷）+回火（NACT ）能有效保证材料的力学性能和冲击韧性。
封头成形等热处理过程与材料供货状态必须一致，在满足 ASME SA-20规范并征得客户同意的前提下，SA-537 CL.1供货状态改为正火（水冷）+回火（NACT ）（SA-537 CL.1标准为正火态）。
对于目前国内钢厂生产的碳钢厚板材料（SA-516 70, SA-537 CL.1等），在经过热压和正火后强度和冲击性能往往变差，甚至低于标准值。
为满足封头焊缝的低温与力 学性能，应选用合适的焊材和母材进行焊接工艺评定。
关键词：热成形和正火；低温冲击；材料供货状态；焊接工艺和热处理工艺中图分类号：TQ 050.6； TH 162文献标识码：A文章编号：1009-3281 （2020） 04-0024-005某国外项目中，有一台低温复合板产品，设 计图纸材料为SA-537 CL.l+SA-240 304L,内径1.D.4216.4X （84+3.6）的压力容器产品，按照ASME VIII-1—2017标准制造，另外还要满足客户规范（Specification ）o 按照设计图纸要求，本体受压件要求-46°C 冲击，31 J 合格。
容器本体封头为左右两件，由于受到板材尺寸 的限制，每件封头由3块拼成，2条拼缝，见图1。
封头先拼焊，再成形和消应力热处理（PWHT ）0图 1 复合板 SA-537 CL.1+SA-240 304L 封头Fig.l Head of SA-537 CL.1 +SA-240 304L clad plate为使封头成形后母材和焊缝都能达到规定的强 度和低温性能，需要对母材供货状态、封头成形工艺进行认真的前期试验。
S32168+15CrMoR(H)复合板热成型封头拼缝开裂原因分析
随着工业技术的不断发展，热成型技术在制造过程中得到了广泛的应用。
热成型封头是最常见的热成型产品之一，其具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等优势。
然而，在热成型封头的生产过程中，可能会出现拼缝开裂等问题，给产品质量带来极大的影响。
本文以S32168+15CrMoR(H)复合板热成型封头为例，对拼缝开裂的原因进行深入的分析和探讨。
一、材料特性及工艺流程S32168 是一种高合金Austenitic 不锈钢，其主要成分包括Cr、Ni 和Mo ，钢板具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
15CrMoR(H)是一种钢材，常用于生产高压容器和锅炉等设备。
复合板是将两种或多种材料通过冷压、热压等复合工艺紧密结合而成的板材。
在生产过程中，首先采用焊接工艺将S32168 和15CrMoR(H)钢材松散地连接起来，随后进行热压复合，最终形成复合板。
在复合板生产完成后，需要通过热成型工艺制成热成型封头。
其中热成型封头的制造过程包括下料、成型、取样、检验等步骤。
成型过程中，热成型封头的外形通过压制、拉伸、切割等工艺完成，随后进行热处理，以改善材料的力学性能和耐高温性能。
最后，对热成型封头进行检验，判断产品质量是否合格。
二、拼缝开裂的原因分析1. 材料的选择和焊接质量在复合板的生产过程中，S32168 和15CrMoR(H)钢材之间存在一定的松散连接。
如果焊接质量不好，就容易产生焊接裂纹和气孔等缺陷。
这些缺陷可能会导致热成型封头拼缝处的应力集中，从而引发开裂现象。
此外，在材料选型过程中，如果材料的选择不合理，例如，两种材料的热膨胀系数差异较大，也会导致在复合板的生产过程中，两种材料之间形成残余应力。
这些残余应力将在成型过程中引起应力集中，从而导致拼缝处的开裂问题。
2. 热成型工艺及工艺参数在热成型工艺中，成型温度、成型速度等工艺参数将直接影响热成型封头的质量。
如果工艺参数选取不当，例如成型温度过高、成型速度过快等，就会导致热成型封头的形态变形过大，从而超过了材料耐受范围，产生开裂等问题。
双相钢复合板制封头成型工艺与材料要求
双相钢复合板制封头成型工艺与材料要求刘英东;胡亚敏;丁日林;孙亚鹏【摘要】The forming process and materials requirements of clad steel plate head are described,according to the characteristics of duplex stainless steel clad plate,some requirements and inspection must be proposed for base plate,cladding plate and clad steel plate when the material purchase check and accept.Through the analysis of material and manufacturing experience,head forming is selected hot forming.According to physical and chemical analysis and mechanical properties test of the test plate,the forming process is verified to be workable and without harmful influence to the properties of the raw materials,also provide a reference for the qualification of future production of similar products.%主要阐述复合板材料封头的成型工艺及材料要求,针对双相不锈钢复合板材料本身的特性,在原材料采购和验收时分别对基层、覆层以及复合板提出相关要求与检查.通过对封头板材料的分析及制造经验,封头成型时选择热压成型,并对随炉试板进行理化分析和力学性能试验,验证原材料的性能没有降低,确定封头成型工艺的可行性,为今后制造类似材料的封头提供一定经验.【期刊名称】《压力容器》【年(卷),期】2018(035)001【总页数】6页(P73-78)【关键词】复合材料;双相不锈钢;封头;成型;检查与试验【作者】刘英东;胡亚敏;丁日林;孙亚鹏【作者单位】大连菱日电力设备有限公司,辽宁大连 116032;大连菱日电力设备有限公司,辽宁大连 116032;大连新重集团有限公司,辽宁大连116113;巨涛海洋船舶工程服务(大连)有限公司,辽宁大连116021【正文语种】中文【中图分类】TH49;TG142.71;TG440 引言封头是压力容器的重要受压元件之一，它不但直接影响容器的制造质量和成本，而且影响生产装置的安全长期运行，因此，采用合理的封头制造工艺极其重要。
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该装置经多次试验和改进, 达到了预期的要求, 它既能自紧密封, 又能自动夹紧管子, 使管头的密封 与夹紧同时实现。 不仅适用于 U 形管试压, 也适用 于中小直径的直管试压, 已推广使用 4 年多。
参考文献:
[ 1 ] 谭伟雄 1 小管径传热管的试压装置 [J ] 1 石油化工设备, 1991, 20 (1) : 352361 [ 2 ] 成大先 1 机械设计手册, 第一卷 [M ] 1 北京: 化学工业出版社, 19931 ( 张编)
01001
质保书
头质量, 如椭圆度、 毛刺及端面不齐等偏差无具体要 求, 适应性好, 试验压力可高达 40 M Pa。 ③L 形密封 元件和装置本体的结构均简单, 加工难度小, 成本 低。④ 密封元件使用寿命长。尽管管头毛刺对橡胶 有划伤作用, 但是由于丁腈橡胶的柔韧性很好, 试压
5 000 根次管子之后, 密封元件仍然能有效地密封,
气分原料泵振动处理 ( 摘要)
付丽华, 裴春明, 杨凤霞
( 黑龙江石油化工厂, 大庆 163713)
吊装运输过程中, 尽量用吊钩, 须用夹具时, 在
2201 侧垫不锈钢、 树脂或软布。 每次热处理前须酸
洗风干以后装炉, 装炉时尽量单层, 如需双层时, 中 间隔的垫块与 2201 侧接触时焊上不锈钢板且同样 酸洗吹干。所用酸洗液经船材所化验确认含 S 量低 后才允许使用。 在 EH 封头冲压时, 圆片 2201 侧贴 上 SPV 膜保护, 检查上下模及压边, 必要处作抛光 处理, 冲压用润滑剂也经船材所化验后才允许使用。 在 CH 封头旋压时, 成型轮全经抛光后清洗去除油 锈, 旋压时为了方便成型且保证贴合率不受影响, 选 用了 80 ℃加热成型, 温度用红外测温笔测量。每次 热处理及成型加工后都作 PT 抽检, 坡口加工后对 坡口部位作全面 PT 检查, 未发现任何问题。
陶纤衬里在转化炉中应用 ( 摘要)
关新国
( 辽河油田石油化工总厂, 盘锦 124022)
至 直 接 产 生 龟 裂, 此 次 2201 材 料 含 S 量 为 01001% , 因此笔者采取了正常速度升温至 650 ℃, 保温一定时间后以正常速度冷却至 600 ℃立即进行 开炉的工艺。 为了保证炉氛的含硫量, 采用电炉加 热, 并专门开炉不与其它钢铁产品混装。
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第 28 卷 第 6 期 石 油 化 工 设 备 Vol . 28 N o. 6 1999 年 11 月 PETRO 2 CH EM ICAL EQU IPM EN T N ov. 1999 文章编号: 100027466 ( 1999) 0620047202
3 现场管理
我厂制氢转化炉由 120 个附墙燃烧器供热, 为制氢装置 的主要能耗设备。 在 1997 年生产运行中, 其炉外侧护板, 特 别是火嘴周围护板出现鼓包变形, 油漆脱落, 炉内衬里拉砖 出现多条裂缝, 火嘴周围涂料剥落。 为延长转化炉使用寿命, 采用内贴陶纤衬里方法进行修补: 清扫炉内壁灰尘, 刷高温 粘接剂, 粘贴内层陶纤毡, 内层干燥后刷隔离层粘接剂, 贴外 层陶纤毡, 再刷耐高温防冲涂料, 干燥后依次刷 3 遍该涂料, 使其厚度达 215 ～ 3 mm 。 改 造 后 转 化 炉 外 壁 平 均 温 度 32～ 39 ℃, 热 效 率 由 81132% 提高到 8817% , 每年可节约燃料费用 140 多万元, 改善了操作环境, 减少了维修费用。
一般寿命为 8 000 根次。⑤操作方便, 工效高。只须 3 人即可正常操作, 劳动强度也明显减轻, 并提高工 效 6 倍以上。 3 结语
收稿日期: 1999205220 作者简介: 冯志猛 ( 19732) , 男 ( 汉族) , 江苏东台人, 工程师, 学士学位, 主要负责封头制造加工的工艺技术问题。 © 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
致谢: 封头加工中得到洛阳船舶材料研究所复合室彭初 廉主任的指导和帮助, 在此表示感谢。 参考文献:
[ 1 ] 黄嘉琥 1 压力容器材料实用手册——特种材料 [M ] 1 北京: 化
料软, 在吊装和加工过程中容易形成伤痕, 影响表面 质量, 使用时成为腐蚀介质滞留处, 增加腐蚀的危 险。 同时, 在高温下镍与硫混合产生硫化物, 首先出 现在晶界上并变脆, 材料受应力或弯曲时, 脆化的晶 界就形成一个网状裂纹, 硫脆化的材料不能再用, 必 须报废 。
镍钢复合板封头制造
冯志猛 关 键 词: 封头; 制造工艺; 镍钢复合板 中图分类号: TQ 050. 4; TQ 050. 6 文献标识码: B 镍和镍合金在强腐蚀性介质中耐腐蚀性比不锈 钢好, 抗高温氧化性能和高温强度比耐热钢好。 纯镍 在氧化性介质中有良好的耐蚀性, 在还原性酸性系 统中常常具有与铂相等的开路电位, 在热浓碱液中 耐蚀性极好, 而且不产生碱脆型应力腐蚀, 纯镍耐盐 酸腐蚀性能极好, 但其价格昂贵, 一般仅在与腐蚀介 质接触侧使用, 强度和刚度由碳钢及低合金钢承受, 从而制造了镍钢复合板[ 1 ]。 我国对镍制压力容器的 制造和验收尚无统一标准, 洛阳船舶材料研究所 ( 简 称船材所) 生产了一些镍钢复合产品 [ 2 ] , 但没有制造 封头的成功经验。 此次, 船材所为吉化集团生产的氯
2 加工工艺
[3]
学工业出版社, 19941
[ 2 ] 李文军, 王国玉, 王润甫, 等 1 镍钢复合板管壳式换热器的制
工艺主线为: 爆炸复合3 热处理 下料拼焊3 ( 卷锥体) 热处理 冲压 ( 旋压) 成型 热处理 酸洗检查。 其中带3 工艺由船材所进行。 上述 3 次热处理作用各不相同, 第一次是为了 消除爆炸复合产生的应力并使破碎晶粒回复。 第二 次为去除焊接应力, 防止成型时焊缝开裂。 第三次为 了去除冷加工应力。 因为产品在高应力腐蚀和剧毒 介质中使用, 因此这 3 次热处理都不可少。 虽然其作 用不同, 但采用工艺相同。 由材料分析可知, 此种材 料对硫污染敏感。 德国供应商的资料显示, 2201 在 450 ～ 600 ℃中加热, 当 w ( S ) ≥01000 9% 时, S 会与
我厂聚丙烯车间的原料泵为 50YT 240×12 型单吸筒式 离心油泵, 运行中泵故障率较高, 维修量大, 动静零部件磨 损严重, 振动较大。为此, 对泵进行了改进: ①将导轴承中 毂衬套及导叶套的材质均改为聚四氟乙烯, 可对泵振动起阻 尼作用。 ②导轴承与轴颈的配合间隙由 0123 ～ 0135 mm 改 为 0108 ～ 0115 mm , 中毂衬套与叶轮轮毂间隙由由 0125 ～ 0133 mm 改为 0108 ～ 0115 mm , 导叶套及口环与叶轮轮毂 及叶轮口环间隙均为 0115 ～ 0125 mm , 且间隙值尽可能取下 限, 以消除口环部位先接触的现象。③取消 1 个叶轮, 在此 位置加一轴套与口环相配合, 形成一支点, 配合间隙取 0108 ～ 0115 mm , 这样可使轴自然频率提高近 25 倍。 ④在泵吸入 管和排出管间加一跨线并用阀门控制, 可避免泵在抽空状态 下运行。 改造后的泵故障频率降低, 维修次数减少, 已安全运行 2 年多。
合格 合格 275 285
134 164 162
产品加工完成后, 几何尺寸全部合格, 2201 侧 基本无伤痕, 表面保护极好, 船材所在产品回厂后又 检查了尺寸并对成型加工部分作了 100%U T 检查, 没有发现脱层影响结合率的现象, 说明镍钢复合板 封头加工成功, 为中国的特殊材料封头生产积累了 经验。
表 1 镍板化学成分及力学性能
化学成分 %
C SB 2162 Si Mn Cu Fe S Ni 9910 99165
力学性能 Ρ012 M Pa
80 322
Ρb M Pa
345 443
∆5 %
40 41
≤0102
0109
≤0135
0110
≤0135
0112
≤0125
0101
≤0140
0111
≤0101
①
( 中日合资宜兴北海封头有限公司, 江苏 宜兴 214212)
化反应器和聚化反应器使用的材料即为纯镍2钢复 合板, 其封头由我公司加工, 规格为标准椭圆形封头 锥度锥体封头 CH 2 500 × EH 2 500× ( 3+ 16 ) , 90° ( 3+ 16) 。
1 材料分析
复合板材料牌号 2201+ 16M nR , 厚度 3 mm + 16 mm 。镍板材料从德国进口, 其硬度要求 HRB 64, 相当于 HB 114 [ 4 ]。 16M nR 由我公司提供, 船材所施 实爆炸复合成型。 镍板的化学成分及力学性能见表 1 , 复合板力学性能见表 2。 由表 1 和表 2 可知, 镍板 及 2201+ 16M nR 复合板的加工性能较好, 但其材
・4 8 ・
石 油 化 工 设 备 1999 年 第 28 卷 表 2 复合板力学性能
冷弯 d = 3a
4 结语
剪切 Σb
M Pa
Ρs M Pa
Ρb M Pa ∆5 % d = 4a 180 内弯 外弯
495 30
冲击功
13℃A J
KV
350
N i 加速结合, 产生硫化镍, 造成冷脆现象, 加工后甚
造 [J ] 1 压力容器, 1998, 15 (2) : 552571
[ 3 ] A SM E bo iler and p ressu re vessel code, D iv 1992118921901 [ 4 ] A SM E bo iler and p ressu re vessel code, D iv [ S ]. 19921 11721331 ( 张编) Part B SB 2162 Sec11 [ S ].