压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺
钛_钢复合板压力容器制造技术
1 前言在某种腐蚀条件下，钛具有比不锈钢、铝、铜有更优良的耐蚀性[1]。
虽然造价比不锈钢设备高，但在一定条件下，钛制设备使用可靠性高，寿命长，因此钛得到了广泛的应用。
我国使用钛材制造化工设备已有40多年历史。
但是，钛制化工设备尤其钛-钢复合板制化工设备，比钢制化工设备在技术上有更多难度，积累经验也少得多，因此，对于钛-钢复合板制化工设备的设计、制造，备受关注。
钛-钢复合板制化工设备中用量最多的是容器，而且是压力容器。
一般情况下，当操作压力和温度（200℃以上）较高时，压力容器的封头和全部筒节均用钛-钢复合板制造，就是常说的钛-钢复合板压力容器。
2 钛-钢复合板生产方法按照目前复合板生产技术，钛-钢复合板生产方法允许使用轧制法、爆炸法、爆炸-轧制法三种方法。
压力容器钛-钢复合板常用的是爆炸法。
3 压力容器用钛-钢复合板级别3.1 压力容器用钛-钢爆炸复合板分为1级、2级、3级。
3.2 1级复合板，未结合率0%，用于过渡接头、法兰等高结合强度，且不允许不结合区存在；2级复合板，未结合率≤2%，是将钛材作为强度设计材料或特殊用途的复合板，如管板等；3级复合板，未结合率≤5%，是将钛材作为耐蚀设计，而不考虑其强度的复合板。
4 压力容器用钛-钢复合板材料主要技术规定4.1 覆材符合GB/T3621 钛及钛合金板材中的TA0、TA1、TA2、TA9、TA10。
4.2 基材符合4.2.1 GB713 锅炉和压力容器用钢板，如Q245R和Q345R；4.2.2 GB24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带，如S30408；4.2.3 GB3531 低温压力容器用低合金钢钢板，如16MnDR；4.2.4 NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件，如16Mn；4.2.5 NB/T47009 低温承压设备用低合金钢锻件，如16MnD；4.2.6 NB/T47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件，如S30408。
钛钢复合板生产工艺
烟囱内衬用钛钢复合板生产工艺简介
1、工艺概述
由于烟囱内衬用钛钢复合板复层薄（1.2毫米厚钛板），单张面积大，故采用直接爆炸复合生产难以实现，采用爆炸—轧制法是生产薄复层、大面积钛/钢复合板的最佳途径。
此方法具有以下几个特点：1、生产效率高；2、产品板型好、且复层无焊缝；3、复合板复层厚度均匀。
参照GB/T8547-2006，其交货状态为BR2,表面抛光处理。
2、生产工艺流程
按照合同编排生产计划→原材料采购→验收→下料（钛板、钢板）表面处理→爆炸复合→检验→热轧、中断→表面处理→复合板成品切割、力学性能取样→检验→刨坡口、去钛边条→产品终检→标记、包装
3、生产流程示意图
钢板坯料
钛板坯料 ｝ → 复合板坯料
→ 爆炸复合 校平 轧制
精整
表面处理 成品包装 现场安装 →
→ → →。
典型材料爆炸焊及爆炸焊安全讲解
爆炸焊
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（二）质量检验方法
爆炸打伤
由于炸药结块或分布不均匀，使局部能量过大，或者炸药内混有固 态硬物，其撞击覆板表面而出现的麻坑、凹陷或小沟等，影响表面 质量，其防止措施主要是净化炸药和均匀布药。
除上述宏观缺陷外，在爆炸焊的复合板内部通过一些非破坏性和 破坏性的方法还可能测出微观缺陷，如微裂纹、显微孔洞、夹杂物 或粗大的组织状态等。这些微观缺陷会造成爆炸复合板的显微组织 不均匀，影响复合板的力学性能。
1
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊 （二）钛-钢复合板爆炸焊接参数选择
从排气角度考虑，覆板越 厚、面积越大，炸药的爆速 应该越低，并且应采用中心 起爆法。为了减小和消除雷 管区影响，在雷管下通常添 加一定量的高爆速炸药。在 爆炸焊接大面积复合板的情 况下，为了间隙的支撑有保 证，可在两板之间安放一定 形状和数量的金属间隙物。 在大厚板坯的爆炸焊接情况 下，间隙柱宜支撑在基板之 外。为了提高效率和更好地 保证焊接质量，可采用对称 碰撞爆炸焊接的工艺来制造 这种复合板坯，如图7-9所示。
钛 / 钢 复 合 板 氧 化 塔
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊 （一）钛-钢复合板爆炸焊接的安装
大面积钛-钢复合板爆炸焊 接时，其安装工艺多采用平 行法，起爆方式多采用中心 起爆法，少数情况下在长边 中部起爆，各类安装工艺示 意如图7-8所示。图中有两 个投影视图，分别表示板的 长度和宽度方向。图7-8a、 b分别表示雷管的安放位置 不同；图7-8c～e分别表示 有高速起爆混合炸药时的雷 管安放位置。
装配时应在固定的夹具上装配，要控制好间距，通常间距为0.7～0.8mm。 然后装好炸药，用药量也根据锆合金管壁厚而定，如壁厚为1mm时，用药 量65 ～ 70g；壁厚为1.5 ～ 2.0mm时，用药量75 ～85 g；壁厚为2.0 ～ 3.0mm时，用药量80 ～ 100g。
复合钢板压力容器制造工艺
复合钢板压力容器制造工艺沈阳东方钛业股份有限公司 销售部 摘要：文章首先分析了复合钢板压力容器生产前的准备工作，并对加工过程中所应用到的各项技术方法和安全措施进行探讨，总结出加工中的注意事项，避免在加工制造过程中，有影响到复合板材料质量安全的问题出现。
关键词：复合钢板；压力容器；制造工艺一、复合板制作前准备复合板由基层材料和复层材料（或包含过渡层）通过爆炸或爆炸---轧制等方法复合而成的双层（或三层）金属板。
复合板具有强度高、耐蚀、耐磨等特殊性能和造价低等优点，主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。
复合板目前主要有两类：一类是基层材料与复层材料焊接性较好，如不锈钢复合板、镍基合金复合板等；另一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接，如钛/钢复合板、锆/钛/钢复合板等，对这两类复合材料，在压力容器产品设计、制造和检验时，都有很大的不同，应区别对待。
以GB150.2-2011《压力容器—材料》和NB/T47002-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》为依据，复合板容器在制造前，应对复合板的贴合率进行检验。
如果基层和复层间的贴合率达不到要求，不仅不能满足防腐、耐磨等特殊性要求，而且还有可能产生容器壳体鼓包或大面积脱层，严重降低设备使用寿命和安全性能，贴合不紧还将造成容器壳体的组装和焊接困难。
因此，贴合率检查对复合板容器制造至关重要。
复合板材料稳定性的控制，以加强技术手段来解决调控办法。
容器制造前，使用超声波探伤对复合板的贴合率再次进行复验。
复合板合成过程中，及时检测材料厚度（考虑到爆炸复合可能带来的减薄，有时需要对复层材料适当加厚），确保合成后的复合板满足标准要求和图样规定。
二、复合板筒体制作与组焊复合板筒体卷圆时，以中性层周长为基准，及时测量筒体外圆周长，确保筒体周长与对接的另一筒体（或封头）周长保持一致。
筒体与筒体（或封头）拼接前，要对筒体或封头的直径进行测量，观察是否一致，并从技术性角度探讨误差的解决方案，避免压力容器使用功能最终受到影响。
钛钢复合板组成、成形制造方法、用途
钛钢复合板的制造技术与其广阔的用途钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高。
特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。
钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材，既有钛的耐蚀性，又有普通钢板作为结构物的强度，重要的是成本也大幅度下降了。
近年来，钛钢复合板又增添了新用途，即在海洋土木领域开始适用于钢构造物的防蚀材。
这不仅是因其成本较低，作为主体的钢构造物的焊接安装来看，也必须采用钛钢复合板。
钛钢复合板的概述何谓钛钢复合板？在《英和词典》上的「CLAD」是指「特别是将防蚀金属包覆在别的金属上」。
《钢铁便览》上的「复合钢板」则是指将「一般普通钢板与其它金属复合」。
即钛钢复合板是指将在一般普通钢板的表面用耐蚀性好的金属钛包覆，普通钢板的耐蚀性自然就提高了。
在JIS标准中，该板主要用于压力容器、锅炉、核反应堆、贮存器等，采用的均是厚度达8mm以上的复合钢，其规格号为G3603。
钛钢复合板的历史日本钛加工材的生产始于1954年，钛钢复合板则始于1962年。
那时的生产方法称之为「爆炸复合法」，凭借炸药的爆发能而接合的一种方法。
1986年开发了热轧法，厚板轧制法。
1990年又开发了连续热轧带卷的生产法，主要是指薄板的生产。
钛钢复合板的应用领域爆炸法、厚板轧制法制造的钛钢复合板为厚板，其用途主要用作耐蚀性构造材料。
高纯度对酞酸设备等的化工设备、冷凝器的管板用在发电设备上。
连续热轧制造的钛钢复合板为薄板，主要用在海洋钢构造物的衬里，应用领域为海洋土木。
钛钢复合板的制造方法一般复合钢板的制造方法有：填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。
钛钢复合板的场合，考虑到钛的特性，工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法，而实际的生产方法则包括①爆炸复合法，轧制压接法又包括②厚板轧制法③与连续热轧法。
爆炸复合法通常是在常温下进行的，轧制压接法是将板组装、加热轧制。
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺摘要：随着经济的飞速发展和社会的不断进步，当前复合钢板压力容器在很多行业广泛应用，其应用领域包括；化工、石油、医疗等，其对于环境保护具有重大的现实意义。
这主要是因为复合钢板压力容器相对于碳钢压力容器来说，具有更强的压力承受能力和抗腐蚀能力。
这在一定程度上拓展了容器的使用范围，且在价格上也比不锈钢材料的压力容器更加便宜，节约了制造成本。
因此本文分析复合钢板压力容器的制造工艺具有极大的现实意义。
关键词：应用复合钢板；压力容器；制造工艺一、复合钢板压力容器制造工艺流程与关键点1、工艺流程复合钢板压力容器制造工艺的流程可以概况为：“钢板复合→筒体下料→排版→焊接”，具体工艺环节如下所示：（1）钢板复合。
复合钢板压力容器制造的准备需要解决复合板基层与覆层复合问题，如基层使用材料为Q345-R，覆层选用06Cr19Ni10不锈钢钢板，复合钢板具备的钢板较长、较薄特性也需要得到关注。
此外，封头、筒体实际板长的确定需要结合压力容器尺寸，如下料基层板材的长度、宽度分别为L+100mm、B+50mm，产品复合板适宽度接近B+25mm，拼接部分焊缝的抹平、渗透无损检测、覆层与基层板平整检查等准备工作完成后进行爆炸焊接作业。
（2）筒体下料。
由于覆层较薄，需准确控制筒体和封头直径，为保证封头和筒体组对，也需要保证筒体和封头直径一致。
相较于传统压力容器制造工艺，复合钢板压力容器筒体下料环节需保证筒体与封头对接的错边值小于钢板覆层厚度的50%，且同时小于2mm。
（3）排版。
需按照顺时针展开筒体，接管孔在筒体中的位置需结合实际情况确定，板材尺寸的确定需结合纵环焊缝错开接管孔原则，同时还需要保证边缘与纵环焊缝距离控制在100mm以上。
（4）焊接。
需结合复合钢板压力容器实际确定焊接材料的材质与坡口尺寸，一般需使用焊条电弧焊、二氧化碳气体保护焊等焊接技术。
例如，在Q345-R/06Cr19Ni10复合板的焊接中，具体焊接流程可描述为：使用J507、J507R焊条进行基层焊接施工→使用砂轮进行覆层侧面打磨→使用A302焊条进行过渡层焊接→使用A132焊条进行覆层焊接→控制线能量保证一次性焊接完成。
复合板压力容器制造流程
前期准备
组对
焊接
试压
下料:下料应 认真阅读图 纸及工艺文 件,确保下料 准确无误。 由于封头冲 压减薄,都会 适当加厚,筒 体下料时,应 当先确定封 头成型尺寸, 再划线下料 。
坡口加工及剥皮:坡 口加工宜采用冷加 工方法.坡口及两侧 各20mm范围内应进 行表面清理,复层距 坡口100mm范围内应 涂防飞溅涂料。剥 皮应选择合理,剥皮 过宽及过深,焊接金 属填充量增大;剥皮 过窄及过浅,将影响 焊缝力学性能及焊 缝探伤。
接管组 对:接 管组对 时,接 管长度 一般不 能超过 复层, 焊接时 堆焊至 与母材 平齐。
焊接顺序: 先焊基层, 后焊过渡层 和复层,且 焊接基层 时,不得将 基层金属沉 积在复层应选用小 能量，多道焊接 。焊接复层前必 须将过渡层焊缝 表面和坡口边缘 清理干净。容器 纵缝焊接后，应 将过渡层及复层 焊缝两端各留 30~50mm不焊， 待环缝基层焊接 时，再将纵缝两 端焊接成型。
二次号 料:下 料后一 定要进 行二次 号料, 确保组 对时有 极小的 对口错 变量。
筒体组对:组对前, 应清理板材表面, 防止组对过程中对 板材表面造成损伤 。组对时，应确保 内平齐,保证复层 错变量(b1≤50%δ 复且≤2mm)。组对 在基层点焊定位, 如必须在复层点焊 时,必须用相应不 锈钢焊条,防止渗 碳。
试验介 质为清 洁水, 氯离子 含量不 超过 25PPM, 试验合 格后应 立即将 水渍清 除干净 。
焊后检验：不锈 钢复合板要经过 多道探伤(RT、 MT、PT)等,探伤 次数多，基层、 过渡层、复层焊 接完都要经过探 伤，每层探伤合 格后才能进行后 续工作。施工人 员要避免焊缝漏 检。
焊接缺陷:不锈钢 复合板容易出现的 缺陷有,基层焊缝 的裂纹或夹渣;基 层与过渡层结合面 处的裂纹或夹渣； 复层的气孔。焊接 时,要严格控制焊 接参数，尽量减少 热输入。过渡层和 复层焊接前，要将 焊缝和坡口表面打 磨清理干净。
钛钢复合板施工技术要求
钛钢复合板施工技术要求一、钛钢复合板的制作1.1吊卸板料：为了避免对复层TA2板面的损伤，钢内筒复合板搬运需用特殊的吊装工具进行吊装，其卡具与钢板复合层接触面需进行保护处理，以防损坏钛板表面。
通常做法是：钢板卡子与钛板接触部位必须垫耐磨性好软质薄木板或麻布等。
1.2下料切割：由于钛板受高温后会在空气中氧化，为防止钛面气割过程中遇高温氧化，所以钢板下料最好采用剪板机进行剪切。
若采用火焰气割法进行切割时，必须预先在切割处钛板表面涂刷防氧化的保护液，再用气割进行切割。
或者先用角磨机将钛板切割开来，并用扁錾子去除切割部位的钛板，后用气割工具切割基板（Q235B）。
1.3卷制：钛钢复合板加工过程中，钛板表面不允许有超出复层一半（即0.6mm）的划伤、凹坑、压痕等缺陷。
因此钢板卷制前必须采取以下保护措施：①将卷板机上滚筒表面的焊疤打磨光滑，若滚筒表面有凹坑，则用电焊填补平齐后，再用角磨机打磨光滑。
将卷板机上滚筒表面清洗干净后，用硬质塑料膜包裹平整。
钛钢复合板表面包裹的塑料膜不要拆除。
②先将钛钢复合板两端头送入卷板机进行预压头处理。
③卷制复合板时，应注意释放应力，分次逐步加压，多次反复碾压卷制，及时用圆弧样板校对。
不得一次加压过大防止复合层钛板与基板分离。
1.4除锈：钛钢复合板外壁进行喷砂除锈作业时，必须对钛板表面进行隔离遮挡，防止钢砂飞溅划伤钛板表面。
1.5组对、拼装：单节钢内筒组装时一定要在钢平台的固定模具上进行，模具与钛板接触部位一定垫硬质塑料板，保证钛板不受污染和表面划伤。
二、钛钢复合板的焊接流程：卷制好的钛钢复合板运至烟囱内部进行组对、拼接成圆柱形筒体后，再进行焊接。
先焊竖向对接焊缝、后焊环向水平对接焊缝。
焊接流程如下所示：2.1基层钢板点焊：采用手工电弧焊，J427焊条点焊，焊缝错边量不超过0.5mm；特别注意：点焊前，焊缝坡口应清洁，焊条应经过3500C 2h烘干使用前保持干燥，否则将有可能性导致在焊接过程中产生裂纹和气孔等缺陷。
钛钢复合板生产工艺
钛-钢复合板制压力容器设计概述
148化工机械2020年钛-钢复合板制压力容器设计概述李桓罗永智王治刚王芳钰（兰州兰石重型装备股份有限公司）摘要介绍了钛-钢复合板制压力容器的设计特点，主要对筒体、接管、法兰复层间的连接结构进行了分类概括，并总结了钛-钢复合板制压力容器的设计注意事项。
关键词压力容器钛-钢复合板特点连接结构注意事项中图分类号TQ051.3文献标识码A文章编号0254-6094（2020）02-0148-04随着我国经济的发展，钛材的生产和应用快速增长，钛材能够在高温和低温工况下，对海水、湿氯气、二氧化氯、硝酸、醋酸、浓度低于4%的硫酸、氯化铁、氯化烃类及尿素等中性、氧化性、弱还原性介质具有优良的耐腐蚀性能［1$。
在化工设备上用钛代替碳钢、不锈钢及铜等材料可以大幅提高设备的使用寿命,虽然造价投资大，但经济效益良好。
目前，我国钛-钢复合板生产经验成熟可靠，钛-钢复合板制压力容器［2$已在石油化工、制盐、制碱及制药等行业中广泛应用。
1钛-钢复合板制压力容器的特点钛-钢复合板制压力容器的特点如下：a.钛-钢复合板材料经济性好。
钛材单位重量的价格约是一般普通钢材的50倍，约是不锈钢的6倍。
若采用纯钛材结构，不但价格昂贵，而且当钛板厚度大于25mm时，焊接困难，工艺复杂，焊接质量无法保证％b.严格避免钢、钛互熔的焊接结构［3$。
钛的熔点高、无磁性，铁在钛中的溶解度仅为0.05%~ 0.10%，两者焊接困难，不能熔焊％除此之外，铁等其他金属熔于钛焊缝金属中会形成硬而脆的金属间化合物，极大地降低焊接接头塑性，除爆炸焊接和钎焊外，钛不能直接焊在钢上。
C.焊接部位要用惰性气体保护。
钛的化学性能极为活泼，会迅速与空气中的氧、氮及氢等气体进行化合作用，形成脆性化合物％氧和氮会使钛材塑性下降而强度和硬度增高，其中氮的危害程度更大；而氢会使焊接接头的冲击吸收能量值急剧下降，塑性变化小,产生氢脆现象％d.外壳设置一定数量的检漏孔％在正常运行时，检漏孔可以检查钛-钢复合层是否泄漏，还可以作为设备温度升高时壳体和衬层间遗留气体的出口；在制造和检修时由此通入保护气体，对焊缝背面进行保护％e.设备操作温度不超过350"。
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺在当前社会不断发展的过程中，复合钢板的性能已经得到了有效的提升，这一材料在许多行业中都得到了广泛的应用。
不过其制造工艺相当复杂，要想使复合钢板的质量得到保证，首先需要保证压力容器的制造工艺，这样才能为复合钢板制造奠定良好的基础。
本文主要对复合钢板的压力容器制造工艺的应用进行具体分析，以期能够为相关部门提供参考。
标签：复合钢板；压力容器；制造工艺；应用在实际的复合钢板的生产中，常用的压力容器基层是某种钢材料，然后将其与有色金属或者其他钢材料进行复合，通过爆炸或者热轧以后就会形成复合钢板压力容器。
但是随着目前市场上复合钢板种类越来越少，在进行钢板制造前期还需要对材料进行加工，这样就大大降低了产品的制造效率，另外由于复合钢板压力容器制造工艺本身比较复杂，生产这一产品的厂家相应也是比较少的，本文主要根据当前复合钢板的压力容器制造的实际情况，对其的制造工艺进行分析。
1 复合钢板的压力容器制造工艺1.1 复合前准备复合前准备是整个工艺的前提和基础，准备阶段的主要工作是复合钢板的基层以及复层材料的问题。
这两部分的材料需要按照相关的标准确定，生产中常用复层材料为OCrl8Ni9的不锈钢复合钢板，基层材料为16MnR。
在选择复合钢板的时候，必须确保材料的质量，同时外观必须完好，否则就有可能造成使用中的缺陷，同时应该注重钢板的延伸率、机械性能以及抗拉强度。
最后，复合钢板在投入生产以前，需要利用超声波检查其内部是否存在有害分层，以免造成后期生产以及使用上的问题。
1.2 下料、排版因为复合钢板的基层以及复层的材料本身在规格上存在差异，尤其是复层材料在壁厚以及长宽方面的问题，所以需要通过排版拼接以后才能投入生产。
在拼接以前，首先需要进行下料，下料的过程中，应该注意封头以及简体的尺寸，下料的尺寸需要完全按照压力容器的尺寸进行确定。
在基层板下料的过程中，下料的最小长度以及宽度应该比实际需要的长度长100mm。
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺
论述应用复合钢板的压力容器制造工艺【摘要】复合钢板因其良好的适用性和经济性而在石油、化工、航海、医疗、食品行业中被广泛应用,但其制造具有特殊性。
文章主要从应用复合钢板的压力容器制造中的板材复合、筒体下料、排版、焊接工艺及相关要求进行阐述。
【关键词】复合钢板；压力容器；制造工艺；筒体下料；排版；焊接；复层；过渡层；基层材料；纵焊缝1.用作压力容器的复合钢板概述复合钢板在石油、化工、航海、医疗、食品行业和军工生产中得到越来越广泛的应用。
但是由于压力容器用复合钢板一般是在石油化工等具有重大危险的环境中使用,既承受压力,工作介质几乎又都是具有强烈腐蚀作用的物质；且由于压力容器用复合钢板的制造工艺较为严格,一般的厂家因接触少,工艺不成熟,在制造中经常会出现一些问题,如筒体下料尺寸不合适、焊缝蠕变断裂等。
常用的压力容器复合钢板是以某种钢作为基层,以另一种钢或有色金属作为复层,通过热轧或爆炸成型工艺等方法复合而成的双金属板。
其基层主要满足结构强度和刚度的要求,一般用低碳钢或低合金钢；而复层主要是满足耐腐蚀性的要求,一般用铬或铬镍不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛板。
复合钢板既有优质或贵重金属具备的特殊性能,又可以节约大量的不锈钢或钛等贵重金属,在保证技术要求的同时可大幅降低成本,具有很大的经济价值。
2.复合钢板的压力容器制造工艺2.1准备阶段复合钢板基层与复层的材料因需要而定。
基层材料为16MnR,复层材料为0Crl8Ni9的不锈钢复合钢板较为常用。
在复合前,复合钢板应符合以下条件:（1）被选用的复合钢板应符合国家现行标准的质量证明书,并确保板面平整。
（2）复合钢板不得有使用上的有害外观缺陷。
基层与复层的结合面积应占总面积的95%以上,局部未结合面积不得超过50cm2。
基层与复层表面的浅平缺陷,如果不可磨掉,则复层表面的全部缺陷面积总和不得超过复合面积的20%。
（3）对复合钢板的机械性能,其抗拉强度和作延伸率原则上应等于或大于母材值；抗弯试验标准应与总厚度相等的母材相同,抗剪强度对任何总厚度<100mm 的钢板应≥20kgf/mm2；贴合弯曲3个试样中有两个试样弯曲部分两边不能有50mm以上的分层现象。
分析复合钢板的压力容器制造工艺
分析复合钢板的压力容器制造工艺相比较而言，复合钢板压力容器比同规格的不锈钢压力容器更具价格优势，所以，在满足一般使用需求的条件时，用户经常选择复合钢板压力容器。
但是，由于各种情况，目前市面上复合钢板的规格、型号较少，经常还要进行额外的加工，延长了商品制造的时间。
另外，由于复合钢板压力容器制造的工艺相较于一般制造工艺来说更为复杂、要求更为严格，所以只有较少的厂家接触，相关的工艺还有待发展提高。
下面本文根据复合钢板压力容器制造中的实际情况，介绍一些复合钢板压力容器制造的相关工艺。
1 复合前的准备阶段复合前的准备阶段是整个制造工艺的基础，是其后下料、拼接、焊接阶段顺利完成必不可少的。
准备阶段主要关注的是复合钢板基层、复层的问题。
一般而言，基层和复层的材料按要求而定，常用的基层材料为16MnR、复层材料为OCrl8Ni9的不锈钢复合钢板。
复合钢板应该满足以下要求：第一，质量上要有保证，要满足相应的国家标准。
第二，复合钢板不能有影响使用的外观缺陷。
基层材料与复层材料的结合面积整体而言应占总体面积的95%以上。
剩余可以不结合的5%，复层表面的缺陷面积之和不能超过复合面积的20%。
第三，复合钢板的机械性能、抗拉强度、延伸率一般而言应该大于或者等于母材的值，对于总厚度小于100mm的钢板而言，抗剪强度的试验标准都应大于或者等于20kg/mm。
第四，复合钢板在使用之前，都应该要先进行一下超声波试验，以检测复合钢板内部有没有影响使用的有害分层。
2 复合钢板基层、复层的下料与拼接由于复合钢板的基层、复层材料的规格不同，特别是复层材料板长板宽较小，壁厚较薄，需要进行拼接。
拼接和制造压力容器复合钢板之前，需要将基层和复层板材下好料。
下料时候需要注意的有：第一，筒体和封头的尺寸，要按照压力容器的要求来确定下料的板材的长度和宽度。
第二，下料时基层板材的最小长度应为实际所需长度加上100mm，最小宽度应为所需宽度加上100mm，最好把宽度调整到与下料所需宽度最为接近的宽度。
钛钢轧制复合板的制备工艺研究
钛钢轧制复合板的制备工艺研究钛钢轧制复合板制备工艺研究摘要：针对现有钛钢复合板生产工艺的不足，本文设计了一种新型钛钢复合板的制备工艺。
通过控制轧制参数，制备出具有高强度、高耐蚀性、低密度的钛钢复合板。
关键词：钛钢复合板；制备工艺；轧制参数；1.引言钛钢复合板是一种由钛金属层和不锈钢层复合而成的材料，具有高强度、高耐蚀性、低密度等特点，广泛应用于船舶、航空航天等领域。
目前，钛钢复合板的制备工艺主要包括爆炸复合、轧制复合、爆炸轧制复合等方法，其中轧制复合是一种较为成熟的制备工艺。
但是，现有的钛钢复合板制备工艺存在一些问题，如制备难度大、层间结合力不够强等。
因此，研究新型钛钢复合板制备工艺具有重要的意义。
2.实验方法2.1 实验样品本文选用TA1钛板和304不锈钢板作为钛钢复合板的基材，厚度分别为0.2 mm和0.8 mm。
2.2 轧制工艺首先将TA1钛板和304不锈钢板表面进行清洗处理，然后用冷轧机将两板材一起压制，轧制速度为3 m/min，轧制比为10%，轧制温度为室温。
2.3 材料测试对制备出的钛钢复合板进行弯曲试验和耐蚀试验。
弯曲试验采用三点弯曲法，耐蚀试验采用盐雾试验。
3.实验结果和分析经过实验制备的钛钢复合板，可以清晰地观察到钛金属层和不锈钢层的分界线明确，两层之间的结合紧密。
经弯曲试验，钛钢复合板表现出较好的韧性，无明显的剥离现象。
经过盐雾试验，钛钢复合板表面无显著的氧化腐蚀迹象。
4.结论本文设计的钛钢复合板制备工艺，通过控制轧制参数，制备出具有高强度、高耐蚀性、低密度的钛钢复合板。
该制备工艺简单、效果良好，可以为钛钢复合板的生产提供参考。
钛钢复合卷的制备工艺
钛钢复合卷的制备工艺
钛钢复合卷制备工艺
1、前期准备：
（1）选用优质的钛、钢材料，确定材料的厚度，等性参数；
（2）根据制作要求，准备好所需的工具和设备；（3）选择合适的焊接工艺，并熟悉焊接参数和焊材安装方式；
（4）检查钛钢复合卷的尺寸准确、平整和内外头部的光滑度；
2、卷材焊接：
（1）根据卷材厚度及宽度和圆卷尺寸，选择数控自动焊接机器，将钛、钢材料按照设计算法精确加工；
（2）将熔点较低的钛厚板和钢厚板分别放置在调节台上，将其两板材牢固紧密焊接在一起，层与层之间实现正确的抗拉强度和抗压强度；（3）将钛钢复合卷定样焊接，采用行星转轴立体焊接技术，焊接头部采用三维定位焊接方法，采用头尾两段组合焊接，并确保焊接质量；
3、检测检验：
（1）确保焊接头部光滑、结实，无裂缝；（2）根据设计要求完成检验，检查抗拉强度、抗压强度、机械性能等；
（3）及时处理资料，提交检查报告，及时反馈生产情况，保证生产质量；
4、包装发货：
（1）将焊接好的钛钢复合卷放置在专用的封装设备上，采用高压气封保护；
（2）按照质量检查要求，对复合卷眩进行质量检查和检测，确保产品质量；
（3）将打包好的钛钢复合卷按照交货要求，及时配送到客户处；
5、加工结束：
（1）完成钛钢复合卷的加工，对设备做出最全面的保养、清洁和润滑；
（2）复核加工资料，归入资料库，准备下一批生产；
（3）上级对加工过程进行审核，并根据实际情况做出相应的整改措施；
（4）完成钛钢复合卷的生产，确保质量合格，积极满足客户的需求。
钛-钢复合板压力容器改造工艺
钛-钢复合板压力容器改造工艺
张照进
【期刊名称】《石油化工建设》
【年(卷),期】2012(034)006
【摘要】通过某PIA装置因生产工艺变动对原氧化反应器进行改造的过程,介绍了钛-钢复合板加工、焊接、无损检测等方面的工艺.
【总页数】4页(P82-84,89)
【作者】张照进
【作者单位】北京燕华工程建设有限公司北京102502
【正文语种】中文
【中图分类】TE682
【相关文献】
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3.压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺 [J], 杨旋;史长根;葛雨珩;史和生;赵林升
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5.钛-钢复合板制压力容器设计概述 [J], 李桓; 罗永智; 王治刚; 王芳钰
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压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺杨旋S史长根S葛雨珩S史和生2,赵林升1(1.解放军理工大学，江苏南京210007;2.南京润邦金属复合材料有限公司，江苏南京211803)摘要:由于钬材优异的耐蚀性能以及钢材的低成本特性，钬-钢复合板被越来越多地应用于压力 容器等领域。
为了促进钬-钢复合板的标准化生产，通过对爆炸焊接、爆炸+轧制以及真空轧制这 3种复合材料制备技术机理的综合分析，比较其制造工艺和技术参数，并进一步分析3种制造工艺 的特点和适用范围，对3种制造工艺下的复合板各项性能进行测试，结果表明，爆炸焊接复合板适 用于高压容器和超高压容器;爆炸+轧制复合板适用于中、高压容器;真空轧制复合板适用于低压 容器。
关键词:钦-钢复合板;爆炸焊接;爆炸+轧制；真空轧制中图分类号:T H49;T G392 文献标志码：B文章编号=1001 -4837(2016) 12 -0064 -07doi：10. 3969/j.issn.1001 -4837.2016. 12.010Three Kinds of Manufacturing Technologies of Titanium-SteelComposite Plate for Pressure VesselYANG Xuan1, SHI Chang - gen1, GE Yu - heng1, SHI He - sheng2, ZHAO Lin - sheng1(1. PLA University of Science and Technology,Nanjing210007 ,China;2.Nanjing Runbang Metal Cladding Material Co. ,Ltd. ,Nanjing211803 ,China)Abstract ：Titanium-steel composite plates are increasingly used in pressure vessels and other fields due to the excellent corrosion resistance of titanium and the low cost of steel.In order to promote the standardization of titanium-steel composite plate production,the mechanisms of explosive welding,explosion+ rolling and vacuum rolling have been analyzed comprehensively.With the manufacturing process and technical parameters compared,the advantages and the limitations of these technologies have been obtained.The analyses point differences of interfaces and properties of three manufacturing technologies.Meanwhile,the properties of three kinds of composite plates have been tested.The results indicate that the explosive welding composite plate is applied to high pressure and ultra-high pressure vessel,the explosive+ rolling composite plate is applied to medium and high pressure vessel and the vacuum rolling composite plate is applied to low pressure vessel.Key words ：titanium-steel composite;explosive welding；explosion+ rolling；vacuum rolling基金项目：国家自然科学基金资助项目（51541112)• 64 •第33卷第12期压 力容器总第289期〇引言钛及其合金由于具有重量轻、比强度高且耐腐蚀性能优异等特点，在各种压力容器、热交换器等石油化工和航空航天领域中均获得极其广泛的运用，但钛的价格昂贵，使用成本较高，制约了其应用范围[14。
钛-钢复合板兼有性能和成本上的双重优势，在不影响钛材耐腐蚀性能及其他特点的同时，大大降低了稀有金属的消耗，并且具备钢材优异的力学性能，因此，钛-钢复合板在各领域中的应用有逐渐取代钛合金的趋势[34。
钛与钢之间的各项性能差距较大，钛的热导率只有钢的1/6,弹性模量只有钢的1/2[5]，这对钛钢之间的复合产生较大的阻碍。
爆炸焊接复合技术作为钛-钢复合板的主要制造工艺，其缺点与局限性日益显现，国内外很多学者对钛-钢复合板的制造工艺进行了大量的理论及试验研究，并在爆炸焊接的基础上提出了爆炸+轧制复合技术[6]，得到了较好的应用。
而真空轧制复合技术作为新型的金属材料复合技术[7]，也被越来越多地应用于实际生产中。
爆炸焊接、爆炸+轧制与真空轧制这3种制 造工艺的研究状况各不相同，亦有利有弊。
总结 国内外有关方面的理论研究和实践经验，得到各 自的技术特点，对钛-钢复合板的标准化生产具有重要意义。
1爆炸焊接复合技术目前，爆炸焊接复合技术是国内外生产钛- 钢复合板最主要的制造工艺。
其原理是利用炸药 爆轰所产生的巨大能量，在一瞬间完成同种或异 种金属复合材料的固/固相冶金结合。
其优点在 于工艺简单，成本较低，并且界面处产生的波状结 合增大了基体金属间的结合面积，使复合材料的 结合强度大大提高[8]。
图1(a)所示为国内外现行的平行式爆炸焊 接方法，在此方法中，炸药产生的能量仅向下方被 利用，能量利用率较低。
图1 (b)所示为新型双立式爆炸焊接方法[1’9]，相较传统的平行式可以节省约2/3的炸 药，且能够提局焊接效率。
图1爆炸焊接示意1.1 爆炸焊接的机理关于爆炸焊接复合板界面成波机理的研究是 爆炸焊接理论中的重点和难点，也是国内外学者 研究的热点领域，其主要包含刻入机理、失稳机 理、卡门涡街机理、应力波机理、金属物理学机理 等[1°_13]。
而对爆炸焊接成波状结合的机理研究 是提高复合板结合强度的前提，任何一种机理均 与爆炸焊接的工艺参数息息相关。
合理选用爆炸 焊接的工艺参数会改变波形的大小，从而改变复 合板的结合强度、力学性能等质量特征。
爆炸焊接的工艺参数包括金属基材与炸药的 材料性能参数、装药量及板间间隙等静态参数以 及爆速和撞击角等动态参数，其中，静态的安装参 数对复合材料性能起到了决定性作用，即装药量 和板间间隙。
装药量过大会导致界面过熔，而过 小则减少了两板的复合率;板间间隙过小会导致 焊接过程中排气困难，产生较多缺陷，过大则可能 错过炸药的稳定爆轰阶段从而导致焊接失败。
有 学者在研究过程中发现了爆炸焊接过程中的最小•65 •CPVT压力容器用钛-钢复合板的三种制造工艺Vol . 33 No . 12 2016作用量原理，确立了装药量的下限法则和板间间隙的上限法则[1’14]，推导出新型只-5f - type 爆炸 焊接窗口 [15]，在减少装药量的同时大大提高了复 合板的性能。
1.2钦-钢爆炸焊接复合板界面性能复合板的性能受到其结合界面的微观组织 以及界面波形的影响。
国内外研究学者通过金相显微镜（0M )、电子显微镜（SEM )、能谱分析 仪（EDS )、透视显微镜（TEM )等先进测试手段 对爆炸焊接结合界面的微观特征、分布规律和 结合形式等进行了深入研究。
图2(a )所示为TA 2 - Q 235B 爆炸焊接复合板的界面波状形貌 SEM 图。
界面的微观特征主要分为塑性变形、界面熔化和界面扩散等几种，具体表现为缝隙、 漩涡、过渡层、绝热剪切线和界面硬化等现象[16_17]。
其中，塑性变形是在高压、高速、高 温、瞬时和绝热的冲击过程中发生及形成的，是 实现焊接的最基本条件，并且随着金属变形量 的增加，双金属的结合强度也是直线增加的；在爆炸焊接过程中，由于外界载荷的90%〜95% 都会转变成热能，使得界面金属发生熔化，表现 为界面处的熔化层和漩涡内的熔化块，并包含 着大量的微观裂纹和空洞物，极大地削弱了复 合板的结合强度和耐疲劳强度；界面扩散分为 金属基体的自扩散和基体之间的互扩散两种形 式，有利于金属原子间的相互渗透，并缩小金属 原子间的距离，从而促进结合界面及冶金过程 的进行，然而过高温度下由扩散而形成的脱碳、 增碳和硬脆性金属间化合物也会对复合材料的 质量产生很多不利的影响。
(a )爆炸焊接复合板界面(b )爆炸+轧制复合板界面图2TA 2-Q 235B 复合板界面显微图(c )真空轧制复合板界面爆炸焊接的界面波形直接影响着复合材料的 结合质量，掌握界面波的分布规律对爆炸焊接的 质量控制具有重要作用。
研究表明[18]:爆炸复合 材料界面的波形参数与炸药的爆轰特性和材料特 性有直接的影响，在同一块复合板中，随着爆速和 爆轰压力的增大，波形呈增大趋势;但在边界附 近，由于空气的稀疏作用导致波形有所减小。
因 此，在爆炸焊接过程中通过增大复板面积、合理选 择起爆点与布药形式和适当的安装工艺等手段来 控制界面波形的合理分布，可以得到良好的结合 质量。
1.3爆炸焊接的局限性爆炸焊接复合技术的发展较为成熟，是目前 钦-钢复合板制造的首选技术之一s 但其也存在 一定的局限性，对于厚度大于2 mm 的钛层复板，复合率及结合强度均较高，然而对于厚度小于2mm 的特薄钛层，由于复板平整度难以保证，容易产生起鼓、开裂等现象，复合材料质量参差不齐，难以控制，且爆炸焊接技术难以完成长度超过4m 的复合材料的焊接，这是因为大面积装药会产生爆炸焊接过程中的爆轰不稳定现象，从而导致 复合率不高、复合材料分层等焊接失败的现象。
由于钛的热导率和弹性模量均较低，因此在爆炸 焊接中的热量及动能的传递下，钛的变形会更加 明显，这也说明了钛-钢复合板的爆炸焊接窗口 比较小，工艺参数的限制较为苛刻。
爆炸焊接复合板较厚，适用于高压容器以及 超高压容器。
在用于中低压容器时，虽然性能较 好，但实现不了节约成本以及节约稀有金属的设 计理念。