第八章 不锈钢复合钢板(论文)已排版.doc

浅谈不锈钢及复合钢板的压力容器设计与施工技术 摘要：本文介绍不锈钢及复合钢板的压力容器设计与施工技术。 关键字：不锈钢及复合钢板；设计；施工方案。 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，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。耐腐蚀、耐磨性、抗磁性 表一 覆材和基材[1] 覆材 基材 标准号 牌号示例 标准号 牌号示例 GB/T 2054 YB/T 5253 YB/T 5253 N5 N6 N7 NCu30 NS111 NS112 NS142 NS312 NS334 NS335 GB 713 Q245R,Q345R,15CrMoR JB 4726 16Mn,20MnMo,15CrMo GB 3531 16MnDR JB 4727 16MnD GB 24511 S31603 JB 4728 00Cr17Ni14Mo2 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： 覆材厚度为2mm~16mm[1]； 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3[1]。 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。 表二 结合状态[1] 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，% B1 0 0 0 B2 ≤50 ≤20 ≤2 B3 ≤75 ≤45 ≤5 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。 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。 表三 弯曲性能[1] 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 不锈钢复合钢板焊接 焊前准备 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。 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。 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[3] 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A A1 Q235B、Q235C、20、Q245R、CCS-A、CCS-B E4303、E4315、E4316 H08A H08MnA HJ431 SJ101 H10Mn2 H08Mn2SiA CO2或Ar A2 Q345、Q345R E5003、E5015、E5016 H08MnA H10Mn2 H10MnSi H10MnSiA H08Mn2MoA HJ431 HJ430 HJ350 SJ101 SJ301 SJ501 H08Mn2SiA H08Mn2MoA H10Mn2MoA A3 Q390、Q420 E5003、E5015、E5016、E5501-G、E5515-G、E5516-G A4 13MnNiMoR E6016-D1 E6015-D1 H08Mn2MoA HJ350 SJ101 H08Mn2MoA A5 14Cr1Mo 、1