不锈钢复合钢板(论文)已排版

不锈钢复合钢板的设计和制造摘要：本文介绍覆层为不锈钢复合钢板的压力容器的优点、覆材和基材的要求、不锈钢复合钢板的检测及焊接，并结合武汉项目简要列举一个不锈钢复合钢板搅拌釜的设计实例关键字：不锈钢复合钢板；覆材和基材；检测；焊接。前言不锈钢复合钢板是一种以碳钢为基体单面或双面整体连续地包覆2~16mm不锈钢的金属高效材料。它充分发挥两种材料特性优势，既具有不锈钢的耐腐蚀、耐磨性、抗磁性、豪华性和装饰性；又具有碳钢良好的可焊性、成型性、拉延性和导热性，因而它是一种多功能材料。同时由于它可节约不锈钢，可降低成本，价格低廉，因而被广泛用于石油、化工、制盐制碱等国民经济各行各业，用于取代全不锈钢，甚至取代B30铜和蒙及尔合金，具有巨大的社会经济效益。不锈钢复合钢板压力容器设计2.1材料的选择及要求a）基材基材主要作用是是承受载荷的部分，其技术要求（如交货状态、力学性能检验率、超声波检测）应该符合GB150或JB4732的规定，以锻件为基材时，应采用III级或W级锻件。基材的标准抗拉强度下限值大于或等于540MPa的复合板，须经技术评定后才能使用[1]。b）覆材覆材是与介质直接接触的部分，主要利用其耐腐蚀、耐磨性、抗磁性等特点。覆材选用的不锈钢板，对不计入强度计算的奥氏体型不锈钢覆材，可选用GB24511以外的国家标准中的钢材，该覆材钢号的技术要求（如磷、硫含量，强度指标等）允许低于GB24511相应钢号的规定[2]。选择覆材时，应考虑容器内的介质对覆层不锈钢的影响，比如应力腐蚀和晶间腐蚀等。覆材基材标准号牌号示例标准号牌号示例GB/T2054YB/T5253YB/T5253N5N6N7NCu30NS111NS112NS142NS312NS334NTCCCLGB713Q245R,Q345R,15CrMoRJB472616Mn,20MnMo,15CrMoGB353116MnDRJB472716MnDGB24511S31603JB472800Cr17Ni14Mo2c）常见复合钢板选取可按表一进行选择：表一覆材和基材[1]2.2设计及技术要求的提法1） 按照工艺专业所提委托，选择合适的基材和覆材，并且根据所提设计参数计算基层材料的厚度。确定基层名义厚度时应考虑容器的强度以及刚度等问题，须留有适当的安全余量。在确定覆层厚度时应满足以下两点的要求：（1）覆材厚度为2mm~16mm[1]；（2）基材最小厚度为6mm,且基材厚度与覆材厚度之比通常不小于3E。2） 复合钢板压力容器设计中常常需要涉及的对制造、检验和验收的要求主要有：钢板的超声复验、焊接接头无损检测比例、力学性能、冲击试验、结合状态检验及弯曲性能检验、是否需要做焊接试板、是否需要进行热处理等。（1）超声波检测复合板应经超声波检测，扫查方式采用100%扫查。其结合状态应符合表二的规定。

级别代号单个未结合指示长度，mm单个未结合区面积，cm2未结合率，%B1000B2W50<20<2B3W75<45<5表二结合状态[1]（2）力学性能复合板复合界面的结合剪切强度不小于210MPa,对于双面复合板，分别保留不同侧覆材进行剪切试验。复合板一般只保留一种覆材进行拉伸试验，当基材厚度大于40mm或需方指定时，只进行基材的拉伸试验。复合板只进行基材的冲击试验，冲击温度和冲击功应符合基材标准的规定。如基材标准中无冲击试验要求，则复合板不进行冲击试验。（3）弯曲性能单面复合板内弯曲（覆材表面受压）和外弯曲（覆材表面受拉）试验，双面复合板外弯曲（两种覆材表面分别受拉）试验，其结果应符合表三的规定。基材为锻件的复合板不进行弯曲试验。弯曲角度弯曲直径合格标准180°内弯曲按基材标准的规定，外弯曲d=4a（d为弯曲直径，a为试样厚度）在弯曲部分的外侧不得有裂纹，复合界面不得有分层表三弯曲性能[1]不锈钢复合钢板焊接3.1焊前准备（1）下料不锈钢复合钢板的下料宜采用机械加工方法，也可以采用等离子弧切割、氧熔剂切割气割（从基层表面起割）等方法。采用这些方法下料时，应留有适当的加工余量。（2）接头形式不锈钢复合钢板焊接接头主要采用对接和角接两种形式。（3）焊前清理焊前应采用机械方法及有机溶剂清除焊丝表面和焊接坡口应不小于20mm范围内的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其它污物。多层焊道时，应清除前道焊缝表面的熔渣和缺陷等。3.2焊条选择由于不锈钢复合钢板自身所具有的特点，其焊接材料的选择可按表四进行选择表四焊接材料⑶母材焊条电弧焊埋弧焊气体保护焊类别牌号焊丝焊剂焊丝气体基材AA1Q235BQ235C20、Q245RE4303E4315E4316H08AH08MnAHJ431SJ101H10Mn2H08Mn2SiACO2或ArA2Q345Q345RE5003E5015E5016H08MnAH10Mn2H10MnSiH10MnSiAH08Mn2MoAHJ431HJ430HJ350SJ101SJ301H08Mn2SiAH08Mn2MoAH10Mn2MoAA3Q390Q420E5003E5015E5016E5501-GA413MnNiMoRE§516-G1E5516-GE6015-D1H08Mn2MoAHJ350SJ101H08Mn2MoAA514Cr1Mo、14Cr1MoRE5515-B215Cr1Mo14Cr1MoRE5515-B2H13CrMoAH08CrMoAHJ350SJ101H13CrMoAH08CrMoA覆材BB106Cr13E308-15E308-16B206Cr13AlArB306Cr19Ni1012Cr18Ni9H0Cr21Ni10

B406Cr18Ni11TiE347-15E3417-16H0Cr20Ni10TiH0Cr20Ni10NbB5022Cr19Ni10E308L-16H00Cr21Ni10B606Cr17Ni12Mo2E316-16H0Cr19Ni12Mo206Cr19Ni13Mo3E317-16H0Cr20Ni14Mo3B706Cr17Ni12Mo2TiE318-16H0Cr19Ni12Mo2B8022Cr17Ni12Mo2E316L-16H00Cr19Ni12Mo2022Cr19Ni13Mo3E317L-16过渡层异种刚（A1〜A3）+（B1〜B5）E309-15E309-16E310-15E310-16H1Cr24Ni13H0Cr26Ni21过渡层异种刚（A1〜A3）+（B6〜B8）（A。〜"+（耳〜ByE309Mo-16E310Mo-16H1Cr26Ni21H1Cr24Ni13Mo23.3焊接程序不锈钢复合钢板的焊接与其它钢焊接有所不同，其焊接分为：基层的焊接、过渡层的焊接和复层的焊接，而且各层焊接采用的焊条也不尽相同。因此，不锈钢复合钢板的焊接工艺较为复杂。焊接时，宜先焊基层，经清根及规定的质量检验合格后，再焊过渡层，最后焊复层。若不能按上述顺序进行焊接时，也可先焊复层，再焊过渡层，最后焊基层。但这种情况下，基层的焊接，宜选用性能不低于过渡层焊接的焊条或焊丝。3.4焊接接头检验不锈钢复合钢板压力容器焊接接头可采用射线或超声波检测，其检测比例根据实际情况而定。一般的不锈钢复合钢板压力容器焊接接头可采用检测比例不小于20%的射线检测，检测技术等级为AB级。3.5晶间腐蚀倾向试验和水压试验不锈钢复合钢板压力容器根据所盛装的介质决定是否进行晶间腐蚀倾向试验，对能引起复层不锈钢晶间腐蚀倾向或者不能确定能否引起复层不锈钢晶间腐蚀的介质，都应该进行晶间腐蚀倾向试验。水压试验时应严格控制水中氯离子含量不超过25mg/L，试验合格后应立即将水渍吹扫干净。实际应用4.1设计参数表五设计实例工作压力0.3MPa设计压力0.48MPa工作温度80°C设计温度100C介质聚合液、水、碱液（5%）介质特性易燃、易爆、轻度危害内径Q2000mm搅拌釜规格Q2000X4000X(12+3)筒体4000mm筒体及封头材料Q345R+S31603上表中的设计参数来自武汉鲁华粤达化工有限公司碳五、碳九及裂解燃料油综合利用项目2万吨/年碳五碳九共聚树脂装置碱洗釜工程图设计，此设备采用的是基层为Q345R,复层为S31603（316L）不锈钢的不锈钢复合钢板。基层厚度为12mm,复层厚度为3mm,基层与复层

的厚度之比为4大于3,满足规范的要求。设备的焊接按NB/T47015-2011执行。根据设备所盛装的介质，查SH/T3075-2009《石油化工钢制压力容器材料选用规范》NaOH溶液腐蚀环境可知设备碳钢焊接接头及弯管应进行消除应力热处理。由于NaOH溶液对奥氏体的晶间腐蚀倾向，本设备按GB/T4334.1-2000《不锈钢10%草酸浸蚀实验法》进行了晶间腐蚀敏感性检验。水压试验对水质的要求比较严格，要求水中氯离子含量不得超过25mg/L，试验合格后应立即将水渍吹扫干净。由于工程图的设计比详细设计较为简略，其余针对不锈钢复合钢板容器的设计、制造和检验等要求应严格按相应标准执行，在此就不再赘述。4.2设计图纸下图为武汉项目五碳九共聚树脂装置碱洗釜工程图设计图纸。图一碱洗釜工程图+0003300090H5.■©150制盐2-EHA2<W2（11.7^）GB/T25190-2010工、不锈钢复合钢板由制碱等行业。遍用不锈钢复合钢板压力容的设计，除了须满足设备自身的强度和刚度要求外，还应该满足基材厚度与根据盛装介质考虑应力腐蚀和晶I、诵蚀等情况，并做好相应的检验或预防措施。此类压力容器的焊接应严格按焊接规程进行焊接，并且保证焊缝的质量。在我们实际的工作中，认真严谨的工作态度、扎实可靠的工作经验，以及设计、制造、检验和验收层层的严格把关都是保证压力容器安全必不可少的组成部分。巨大的社会经济效益，广泛应用于石油化工、;、才厚度之比不小于3+0003300090H5.■©150制盐2-EHA2<W2（11.7^）GB/T25190-2010工、不锈钢复合钢板由制碱等行业。遍用不锈钢复合钢板压力容的设计，除了须满足设备自身的强度和刚度要求外，还应该满足基材厚度与根据盛装介质考虑应力腐蚀和晶I、诵蚀等情况，并做好相应的检验或预防措施。此类压力容器的焊接应严格按焊接规程进行焊接，并且保证焊缝的质量。在我们实际的工作中，认真严谨的工作态度、扎实可靠的工作经验，以及设计、制造、检验和验收层层的严格把关都是保证压力