不锈钢爆炸复合板设备断裂处理
爆炸焊304／Q345R复合板热处理工艺及分析
磨性 、 抗 磁性 、 豪华 性 和装饰 性 ， 又 具 有 碳 钢 良好 的
焊接性 、 成型性 、 拉 延性 和导 热性 ， 因 而 它 是 一 种 多
功能材料 ， 由于 节 约 镍 铬 合 金 的使 用 降 低 了成 本 ， 同
时适 用 性 很 强 。
试 验 所采 用 的 材 料 为 ３ ０ ４ ／ Ｑ ３ ４ ５ Ｒ爆 炸焊 复 合 板 。 爆炸 焊工 艺为 采用 ４ ７ 拌沙 的膨化 硝铵 炸药 ， 间距 为 １ ０ ａ ｒ ｍ（ 使用 重金 属皮 制作 的 间 隙作 为支撑 物 ） ， 炸 药 高度 为３ ８ ｍｍ， 如图 １ 所 示 。其 中复板 ３ ０ ４不锈 钢主要 化学 成分 、 力 学性 能见 表 １ ， 尺寸规 格 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ× ３ ５ ０ ｍｍ Ｘ ４ ｍｍ； 基板 Ｑ ３ ４ ５ Ｒ主要 化 学 成分 、 力 学 性 能见 表 ２ ， 尺
３ ０ ４ ／ Ｑ ３ ４ ５ Ｒ复合板最佳 的热处理方案为 （ ８ ８ ０±１ ５ ）ｏ Ｃ， １ ｈ ， 风冷 。
关键词 ： 爆 炸焊 复合板 热 处 理
中图分类号 ： Ｔ Ｇ ４ ２ ２
０ 前
言
属 材料 的表 面 氧化 膜 破 碎 并 消 除 ， 再 加 上 在 冲 击 及 摩
寸规 格 为 ３ ０ ０ ｍｍ Ｘ ３ ５ ０ ｍ ｍ×２ ２ ｍ ｍ。
复合 板 的复 合 方 法 有 爆 炸 复 合 、 轧制 复合 、 爆 炸
轧 制 复 合 等 Ｊ 。文 中 爆 炸 复 合 板 的生 产 工 艺 是将 覆
板 重 叠 置 于 基板 上 ， 覆板 和基 板 之 间用 垫 子 间 隔 一 定
采 用上 海 中加 电 炉 有 限 公 司 制 造 的 １ ２—１ ２型 号
不锈钢复合板筒体出现裂纹的原因及防止措施
不锈钢复合板筒体出现裂纹的原因及防止措施作者：赵刚来源：《科技创新与应用》2014年第02期摘要：复合板设备成型时有其自身特点，对焊接工艺和坡口形式有特殊要求。
在生产不锈钢复合板筒体的过程中经常会出现裂纹等问题，直接影响到其质量。
文章就针对这方面问题进行阐述，并提出相应的解决措施。
关键词：不锈钢复合板；坡口；过渡层；焊接1 概况因为不锈钢复合板兼有不锈钢的耐蚀性和碳钢的价格及强度优势，随着它的制造技术日渐成熟，在容器器制造中的应用日益广泛。
某容器制造厂，制作了几台主材为16MnR+OCr18Ni9的不锈钢复合板，规格有（25+3）mm，（28+3）mm的压力容器。
在首台压力容器制造中筒节既没有留型遒，也没预压的情况下，筒节纵缝全部焊完后，校圆时发现在焊缝中及热影响区有裂纹出现，裂纹方向沿着焊缝，有的在复层，有的在基层，有的甚至从基层裂到复层。
为此技术人员分析原因，制定处理措施。
2 原因分析筒节发生裂纹后，查看了原材料，基层、复层及复合板的化学成分，机械性能都符合相关标准要求。
由于裂纹出现在筒节校圆后的焊缝和焊缝的热影响区，故从以下方面进行分析。
2.1 16MnR和OCrI 8Ni9是两种不同的材质，其化学成分、物理性能及晶体组织存在很大差异，导致在焊接中容易出现以下问题。
2.1.1 16MnR和OCrl 8Ni9在焊接过程中稀释作用强烈，使过渡层、复层焊缝中含碳量增多，增大了结晶裂纹倾向；焊接熔合区则可能出现马氏体组织而导致硬度和脆性增加；同时由于基层与复层的含铬量差别较大，促使碳向复层迁移扩散，在其交界处的焊缝金属区域形成增碳层和脱碳层，即在基层侧（16MnR）形成脱碳层，而在复层侧（OCrI 8Ni9形成增碳层，两侧性能相差悬殊，这一过渡层的存在往往使塑性性能局部恶化，该过度层导致筒节在校圆承受压应力时容易出现裂纹。
2.1.2 由于复层和基层材料的导热系数和线膨胀系数相差较大，不锈钢的导热系数约为碳钢的1I3，线膨胀系数是碳钢的1.5倍，随着温度的升高，膨胀的差值也相应地增加。
不锈钢爆炸复合板设备断裂处理
不锈钢爆炸复合板设备断裂处理摘要：复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。
这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。
针对某石化公司500万吨/年常减压蒸馏装置20台复合板换热器壳程筒体断裂的工程实例，对筒体断裂的原因从焊接工艺、断口形貌、硬度及化学成分、力学性能及金相试验、扫描电镜、主要原因等方面进行了研究分析。
通过热处理方案的对比试验，最后确定出最佳的正火热处理方案，使筒体断裂的问题得到圆满的解决。
【关键词】：爆炸复合板；换热器；筒体断裂；进入新时代，石油化工行业得到了前所未有的发展。
装置的操作条件(压力、温度、介质等)日益苛刻，使得金属的腐蚀问题变的更加突出。
复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。
这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。
爆炸复合工艺是指利用炸药爆炸的能量驱动，把不同金属部件焊接起来的技术。
由此方法把一块金属板以覆盖的方式，焊接到另一块金属板上得到的两种或两种以上的金属板所组成的新型板材，称为爆炸复合板。
某石化公司常减压蒸馏装置换热器的材质为(16MnR+SUS405)不锈钢爆炸复合板。
这些复合板符合标准GB/T 8165-1997《不锈钢复合钢板和钢带》BⅡ级要求。
基板采用16MnR钢板，厚度有12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、30mm八种规格；复板采用SUS405(相当于国产的0Cr13Al)钢板，厚度均为3mm。
这批复合板换热器在制造的过程中，当基层焊缝焊完后对筒体进行校圆时，先后出现筒体断裂的现象，这种情况以前从未发生过。
主要原因的分析：通过对复合板的硬度、化学成分、力学性能、金相组织及扫描电镜的研究分析，认为发生筒体断裂的主要原因有以下三点：为了证实这一点，我们从同一张(16+3)mm复合板的不同部位分别取样进行0℃的冲击试验，试验结果表明，从同一张复合板的不同部位取样时，板头横向平均冲击功(96J)约为板中横向平均冲击功(34.3J)的3倍；板头纵向平均冲击功(209J)约为板中纵向平均冲击功(53.6J)的4倍，充分证明了组织不均匀是由于热处理原因所造成的。
不锈钢开裂补焊方法
不锈钢开裂补焊方法1.引言1.1 概述不锈钢是一种常用的材料，具有耐腐蚀、耐高温和美观等优点，在许多领域得到广泛应用。
然而，由于各种原因，不锈钢在使用过程中可能会出现开裂的情况，影响其性能和使用寿命。
为解决该问题，补焊方法成为一种常见的修复手段。
本文将介绍不锈钢开裂的原因以及两种常用的补焊方法。
首先，我们将探讨不锈钢开裂的原因，包括材料本身的缺陷、焊接过程中的应力集中、外界因素等。
深入了解不锈钢开裂的原因有助于我们选择合适的补焊方法并预防开裂的再次发生。
随后，本文将详细介绍两种常见的不锈钢补焊方法。
第一种方法是使用氩弧焊进行补焊，其通过在开裂处进行局部加热和熔融，将两侧的裂纹重新焊接在一起，以恢复材料的完整性和强度。
第二种方法是利用激光焊接技术进行补焊，其通过高能激光束在裂纹处产生瞬态加热和熔融，实现材料的再结合。
这两种方法各有优劣，我们将从实际应用、修复效果等方面进行比较和分析。
最后，在结论部分，我们将对本文进行总结，并提出一些建议。
不锈钢开裂问题对许多行业都具有一定的影响，因此，我们需要加强对材料质量的控制和焊接工艺的改进，以减少不锈钢开裂的发生。
同时，在补焊过程中，应根据具体情况选择合适的补焊方法，并结合预防措施，提高不锈钢的使用寿命和性能。
通过本文的阐述，相信读者能够更好地了解不锈钢开裂补焊方法，并在实际应用中做到理论与实践相结合，为相关行业的发展和生产提供有益的参考。
1.2 文章结构文章结构的设计是为了使读者能够清晰地了解整篇文章的框架和内容安排。
本文将按照下述结构进行分析和论述:2.正文：2.1 不锈钢开裂的原因2.2 补焊方法一2.3 补焊方法二2.1 不锈钢开裂的原因在这一部分，我们将详细探讨导致不锈钢开裂的可能原因。
不锈钢是一种耐腐蚀材料，但在特定条件下仍可能发生开裂现象。
我们将介绍热裂纹和冷裂纹两种常见的开裂形式，并深入分析它们的成因。
同时，我们会探讨一些特殊情况下引起开裂的特殊因素。
奥氏体不锈钢复合板焊接裂纹分析及对策
业出版社, 1984. 6～8, 14, 17～18 2 郑承资, 胡具瞻, 吴瑞祥编译. 中日焊接技术交流资料. 北
京: 中国石油化工总公司供应制造公司, 1987. 103～108 ( 收稿日期: 1998-07-30) ( 张编)
第6期 孙维玲: 奥氏体不锈钢复合板焊接裂纹分析及对策
·49 ·
奥氏体加铁素体, 复层焊缝组织为奥氏体加少 量铁素体, 过渡层与基层的结合面有渗碳层。 兰州石油化工机器总厂检测中心对焊缝组织 分析结果为: 基层焊缝组织为成块粗大珠光体 加铁素体, 过渡层焊缝组织为奥氏体加铁素 体, 复层焊缝组织为奥氏体加网状带状铁素 体, 过渡层焊缝与基层焊缝之间混合区的金相 组织含有马氏体, 并有一渗碳层, 且此部位晶 粒较粗大。经北京钢铁研究总院对材质进行鉴 定, 复合板的性能及化学成分见表1～表2。
钢焊接工艺评定试板焊后热处理, 应尽可能 在工业炉中进行。另外也可通过多做这方面 的工作来弥补其差异, 并对[ P ] 值最佳数值 进行研究, 从而找出最佳热处理规范。 5 结语
通过对1濎Cr-濎M o-Si 钢的焊接性试验 及在此基础上的焊接工艺评定, 笔者制订了该 产品焊接工艺, 使我厂在国内首次成功地将该 钢用于压力容器制造( 而且是用于加氢反应 器) , 生产出了合格产品, 并已安全使用多年。
界层存在脆性带、基层低塑韧度及较高的应
力水平等多种因素共同作用下, 导致热裂纹 引发冷裂纹向基层扩展, 甚至形成穿透性裂 纹。根据具体情况采取适当的措施, 可以防止 或消除焊接裂纹。
参 考 文 献 1 全国压力 容器标准 化技术 委员会 . GB 150—89 钢制压
不锈钢复合钢板产生裂纹的原因分析及处理方法
不锈钢复合钢板产生裂纹的原因 分析及处理方法
侯 静
(克拉玛依安泰炼化工程有限公司 ,克拉玛依 834003)
摘 要 :通过对不锈钢复合钢板产生裂纹的情况入手 ,对母材的化学成分 、力学性能进 行分析 ,得出了不锈钢复合钢板产生裂纹的原因 ,并利用自己掌握的技术和相 应的措施 ,消除了裂纹的产生 ,保证了容器的生产 。
在爆炸后对钢板结合不良处进行了焊补 。 (2)在容器制造过程中 ,我厂曾对其表
3 裂纹原因分析
面平直度进行了测量 ,发现钢板表面有凹凸 3. 1 裂纹出现在母材基层上
不平的现象存在 。对卷制完成的筒体进行校
在容器的制造过程中 ,我们首先对母材
圆 ,我们所用的卷板机是上辊数控卷板机 ,在 发生了怀疑 ,所以我们从该批钢板上取样 ,对
原材料的质量是后续施工的关键 ,是容 器制造质量的基本保证 ,所以控制好原材料 的验收是以后制造的前提和重点工作 。而对 于复合钢板来说 ,由于其制造过程的特殊性 , 在验收此类钢板时 , 建议对此钢板边缘 200mm 范围和焊补过的钢板周围进行 100% 超声 (UT)检测 ,避免内部存在裂纹 。我们采 用的是数字超声波检测仪 ,型号 CUD2030,耦 合剂采用的是高级车用润滑油 (机油 ) 。
装进行检查 ,发现在母材的复层表面有多处 部位颜色与整体钢板有偏差 ,通过检验人员 确认 ,这些颜色不同的部位均是到货前 ,厂家
2008年第 3期 新疆化工
43
经过后续焊补并打磨后产生的 ,这说明该批 圆 ,其结果就是造成应力向辊子压不到的地
钢板在爆炸成型后的表面质量不理想 ,厂商 方去 ,形成应力集中 ,导致裂纹产生 。
容器在制造过程中 ,检验人员发现卷制的筒 体上有裂纹产生 ,通过检查和测量 ,发现裂纹 长度可达到 7mm。该容器的材质和技术参 数见表 1。
设备开裂修补方案
设备开裂修补方案背景设备在使用过程中开裂是比较常见的情况，经常出现的原因有外力损伤、过载、制造缺陷等。
设备开裂会严重影响设备的性能和使用寿命，因此需要进行及时的修补。
修补前准备在进行设备开裂修补之前，需要先进行以下准备工作：1.仔细检查设备的裂纹情况，并对裂纹的形状、深度以及位置等进行评估。
2.准备好适当的修补工具和材料，例如焊接设备、钎焊工具、填料等。
3.确保修补操作场所干燥并有良好的通风环境。
4.确保修补操作人员具备专业技能和经验，并在操作前认真阅读相关设备手册和操作规程。
修补方案1. 填料法填料法是一种常见的设备开裂修补方法。
填料法主要是通过填充材料使得设备的裂纹得到填补和加固。
填料法可以采取以下几种方式：•使用填料进行填充：这种方法主要是利用填料填补设备的裂纹。
填料的选择必须考虑到设备的工作环境和工作状态等因素，以确保填料的耐磨性、抗腐蚀性等性能。
填充区域必须清洁干燥，填料必须均匀填补，待填料固化后进行打磨，以达到平整光滑的表面。
•利用胶水固定：这种修补方法主要是使用胶水对裂缝进行填充，并用夹具对设备进行压实。
胶水的选择也必须考虑到设备的工作环境和工作状态等因素，以确保胶水的强度和耐久性。
使用胶水固定的设备在使用期间必须注意保护，避免重摔等情况，以免胶水因受力过大而脱落。
2. 焊接法焊接法通常用于修补设备的重要部位，例如工作台、支撑架等。
焊接方法的选择必须根据设备材料和裂纹的位置、长度等因素进行评估，以确定最优的焊接方法。
焊接过程中要注意以下几点：•选用合适的焊接材料和填充材料进行焊接和填补。
•修补区域必须坚固且干净，并移除所有可能影响焊接质量的污垢和杂质。
•焊接期间要保持稳定的焊接温度和焊接速度，并在焊接过程中进行不断检查，以避免焊接质量不佳。
•焊接完成后要对焊接区域进行打磨和光洁处理，以达到平整光滑的表面。
3. 替换法在某些情况下，设备的裂纹已经太过严重，无法进行填料或焊接修补，此时只能采取替换法。
不锈钢复合钢板封头裂纹成因分析及检验评定探讨
质量技术监督研究2019年第3期（总第63期）Quality and Technical Supervision ResearchNO.3.2019General NO.63不锈钢复合钢板封头裂纹成因分析及检验评定探讨吴高峰（福建省锅炉压力容器检验研究院，福建 福州 350008）摘要：随着不锈钢复合钢板压力容器被广泛应用在化工领域，制造和运行过程产生的各类缺陷也引发检验机构的高度关注。
文中着重分析了裂纹缺陷产生的原因、检验对策和处理方法，同时针对复合钢板的结构特点探讨了焊缝缺陷的安全状况等级评定。
关键词：不锈钢复合钢板；裂纹；检验检测；评定收稿日期：2019-03-21作者简介：吴高峰，男，福建省锅炉压力容器检验研究院，检验师，硕士1 前言不锈钢复合钢板是一种采用爆炸或爆炸-轧制等方法，由基层材料和覆层材料复合而成的双层金属钢板[1]。
其基层主要满足结构强度和刚度的要求，覆层满足耐磨损、耐腐蚀等特殊性能的要求。
随着石油化工行业的蓬勃发展，这种复合钢板被广泛应用与各类设备、装置的制造中，不仅显著降低制造成本，还满足了设备的使用工况要求[2]。
2 设备简介和缺陷概述表1 设备主要参数表福建某大型石化企业PTA 装置中一台PTA 结晶器于2010年10月投用，设备参数详见表1。
该台设备封头部位采用不锈钢复合钢板旋压制造，基层材料为16MnR，厚度28mm，主要满足结构强度和刚度的要求；覆层材料为00Cr19Ni10，厚度3mm，主要满足耐蚀、耐磨等特殊性能的要求。
2017年对该设备进行定期检验时，通过渗透检测发现该容器内表面下封头内衬覆层环缝的热影响区存在大量裂纹缺陷，沿环焊缝整圈呈纵向分布，缺陷形貌详见图1。
设备在运行过程中，如果未及时发现并修复此类缺陷，可能造成覆层裂纹扩展成穿透性缺陷，介质侵蚀基层材料，危及设备的安全运行。
图1 定期检验中检出缺陷的形貌图3 缺陷产生的原因分析由图1可见，裂纹方向与焊缝垂直，分布在焊接热影响区。
设备开裂修补方案
设备开裂修补方案在生产和使用过程中，设备外壳可能出现开裂的情况，一旦发现需要及时修复，否则会影响设备的正常使用和寿命。
本文将介绍设备开裂的原因以及修补方案。
开裂原因设备在长时间的使用过程中或者运输过程中都会面临各种各样的外力影响，常见的开裂原因如下：1.振动和冲击：设备在运输或使用过程中受到频繁的振动和冲击，导致外壳的材料受到破坏，最终形成裂缝。
2.温度变化：在极端的温度下，不同材料的热胀冷缩系数不同，容易导致温度变化引起的开裂。
3.腐蚀：容器、管道等设备的金属外壳在长时间受到腐蚀，也会导致裂纹的产生。
4.人为错误：设备在安装或使用过程中，由于人为错误引起的外壳损坏会导致裂缝的产生。
修补方案针对不同原因造成的裂缝，采取不同的修补方案，以下分别介绍。
振动和冲击导致的开裂针对振动和冲击造成的开裂，可以采用以下方法进行修补：1.焊接：对裂缝进行焊接可以弥合裂缝，使其恢复到原有状态。
但是，需要保证焊接技术水平，才能避免二次损坏。
2.胶黏：可以使用强力胶水，主要分为环氧树脂、丙烯酸酯、聚氨酯等多种型号的胶水，通过胶水填充和黏合来修补裂缝。
温度变化导致的开裂针对温度变化造成的开裂，可以采用以下方法进行修补：1.改变材料：可更换为耐高温/低温材料，避免材料本身的强度受到高低温热胀冷缩的影响。
2.机械强化：通过增加设备的强度和刚度，降低材料受到温度变化的影响。
腐蚀导致的开裂针对腐蚀造成的开裂，可以采用以下方法进行修补：1.更换被腐蚀的部位：将被腐蚀部位切除，重新更换新材料。
2.扶正：通过机械加固成为一种效果较好的修补方法。
人为错误导致的开裂针对人为错误造成的开裂，可以采用以下方法进行修补：1.预防措施：在安装和使用过程中严格遵守操作规程和注意事项，以确保设备的正常使用和保养。
2.修补：同振动和冲击导致的开裂修补方案，可以采用焊接或胶黏的方式进行修复。
结论设备开裂的原因主要包括振动和冲击、温度变化、腐蚀和人为错误等因素，针对不同原因造成的裂缝，采取不同的修补方案。
复合钢板加工中常见裂纹及解决方法探讨
・结构与容器制安技术・复合钢板加工中常见裂纹及解决方法探讨张立新(中国石化集团第二建设公司,山东淄博255400)摘 要:复合钢板是一种由基层钢板和复层钢板复合而成的双层金属钢板,文章针对复合钢板设备制作加工过程中常见的裂纹问题,从加工顺序、焊接工艺、坡口形式等方面分析了原因,并提出了解决的办法。
关键词:复合钢板;加工;裂纹中图分类号:TG115.62 文献标识码:A 文章编号:1002-3607(2004)02-0010-03Crackle Phenomena analysis and resolvent in the Process of complex steel PlateZHANG Li2xin(The second construction C onpany of SI NPEC255400)Abstract:T w o2layer com plex steel plate is com posed of basic layer and conpound layer.This paper analy2sis the reas ons about crackle phenomena in the process of com plex steel plate from weld process and gra2dient form,m orcover,bring the res olvcnt how to s olve this problem.K ey w ords:com plex steel plate;processing;crackle0 前言不锈钢、碳钢复合钢板是一种由基层和复层复合而成的双层金属钢板,其基层主要满足结构强度和刚度的要求,复层满足耐蚀、耐磨等特殊性能的要求,通常复层只占总厚度的10%～20%,可节约大量不锈钢或者钛、镍等贵重金属,具有很高的技术经济价值,因此被广泛应用于石化行业的常、减压装置、催化装置中常压塔、减压塔、分馏塔、汽油塔等壳体;但是由于复合钢板是由两种化学成分、力学性能等差别都很大的金属复合而成,复合钢板设备制造过程中机加工工艺及各种质量检查的控制指标比普通钢设备要求很高,而复合钢板的焊接属于异种钢焊接,要求比较特殊和严格,制作加工过程中最易出现的也是最难处理的是裂纹现象。
不锈钢复合钢板简体预制过程中出现裂纹分析及解决措施
如 图２ 所示 ，这种坡 口形 式是先将复层 剥离去４ ～５
ｍ 以上 ，这样焊工操作 时能避免焊接基层 时对复 层的 ｍ 影响 ，可 在基层焊 接工作完成 时进行探 伤检验 ，既能 保证焊接质量又便于焊缝 的返修。为了确保复合板创坡
口时 ，能把坡 口边缘的不锈钢层和旋涡 区的金 属去除干 净 ，要求把坡 口边缘的复合层创低 于３ ｍ（ ｍ 复合层厚度
一
般为２ ｍ），亦即 比复合厚度多ｌ ｍ ｍ ｍ ，加工后检查 ，
发现仍有未去除的复层 用砂 轮机磨掉。
３３筒体 Ａ 类 焊缝 焊接 时采取 的措施 ． Ｂ
在焊接基层时，对复层表面加以保护 ，除按上述型
裂 纹几乎全部为横 向裂纹 ，即始于焊缝边缘（ 熔合线） ，
终 止于焊 缝的 中心 ，从边缘 向中心 延伸 由粗 变细 ，裂
１板材基层出现裂纹及原因分析
１ １基层 裂纹 ．
采取第一种施工工艺 ：加工坡 口——焊接基层——焊 接过渡层——射线检验和表面渗透检验——进行矫 圆成 形——焊接复层——射线检验 。
钢的１／ ，线膨胀系数却 比碳钢大得多，随着温度的升 ３
高 ，膨胀的差值相应地增加。 因此复合钢板在基层、过 渡层 、复层的焊接过程中，多次热循环会使焊 接接头 内
部产生很 大的内应力。同时 由于焊接过程中 ，加热和冷
却 的不均匀，使得沿基层厚度的方向上产生很 大的残余
３ １
维普资讯
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不锈钢复合钢板简体预制过程中出现裂纹 分析及解决措施
刘喜会
（ 中国石油前郭炼 油设备制造分厂 ，吉林松原 １８ ０ ） ０８ ３
不锈钢复合钢板的焊接缺陷及解决方法
1.前言随着我国现代石化工业的发展,石油化工装置中采用复合钢板的设备越来越多,其复层和工作介质相接触,保证了材料的耐腐蚀性能,强度主要靠基层获得,成本较低,尤其是带减压装置、催化装置中的常压塔、减压塔、分馏塔、汽提塔等壳体,大都采用复合钢板,然而由于不锈钢复合板是由不锈钢和低碳钢或合金钢两种材料经爆炸、轧制或爆炸轧制而形成的,而两种组合之间的热物理性能、化学成分和组织上存在较大的差别,焊接操作不当会造成焊缝裂纹等,这些缺陷直接影响制造加工正常进行,针对这一情况,根据有关资料和生产实践经验进行了总结以供参考。
2.不锈钢复合板的焊接性不锈钢复合板的焊接分三部分进行,基层的焊接、复层的焊接及过渡层的焊接。
基层的焊接和复层的焊接属于同种材料的焊接,工艺比较成熟;过渡层的焊接则是异种材料的焊接,是不锈钢复合板焊接质量的关键,也是复合板焊接难度较大的区域,焊接过程中存在以下几个问题。
2.1由于复层中的Cr 、Ni 元素部分被烧伤损和基层焊缝的稀释作用,使焊缝中的Cr 、Ni 含量降低,增加复层焊缝的含碳量,易导致复层焊缝中产生马氏体组织,从而降低焊接接头的塑性和韧性,并影响复层焊缝耐腐蚀性。
马氏体组织易在焊接或设备运行中导致裂纹,使接头过早失效。
2.2基层焊接时易于熔化不锈钢复层,使得合金元素掺入而导致碳钢基层焊缝金属严重硬化和脆化,使过渡层硬化带的厚度可达2.5m m,该硬化带对冷裂纹极为敏感并易于产生裂纹。
2.3由于不锈钢复层具有低的热导率(仅为基层的1/2)和较大的线膨胀系数(为基层的1.3倍),因而焊接过渡层时会产生较大焊接变形及应力,导致焊接裂纹的产生。
3.制作加工过程中裂纹产生的情况3.1筒体冷加工过程纵缝出现裂纹:在某厂汽提塔的筒体制造中(筒体直径800mm,板厚10+3mm,材质16M nR+316L )坡口型式采用剥离复层的方法,纵缝在基层和过渡层焊接完成后,在三辊滚板机进行筒体矫圆后,纵缝外侧热影响区有肉眼可见的裂纹,而且大部分集中在筒体的两端。
爆炸-轧制不锈钢／钢复合板复层表面裂纹分析
技术与研究
中国材料科技 与设备 （ 双月 刊）
从 表 １ ｍ 铜 的 熔 化 温 度 为 １ ８ ℃ 。从 表 ２可 知 复 合 看 ０３ 板 加 热 时 的温 度 为 １ ５ ℃ ，开 轧 温 度 较 高 ， 同 时 坯 料 加 热 ２０
轧制过程 中还会产生塑性变形热 ，使得铜材处于熔化状 态 ， 导致基复材此处 因铜间 隙的存在 而处 于分离 状态 。 （ 图 见 ５ ）高温下高合金奥 氏体 不锈钢塑 性降低 ，变形抗 力增 大 ，
断了不锈钢与钢材之 间 的原 子扩散路 径 ，在此部 位高 温下
用放大镜或着色法 ，明确观察到不锈钢 一侧存在裂纹 。
高合金奥 氏体不锈钢 的表面 冶金状态 发生 了变化 ，变 形时
不 锈 钢 不 能 在 基 层 钢 板 的 带 动 下 与 基 复 材 同 步 变 形 ，变 形
２ 分 析 与 实 验
全喷 出也是不现实 的。作 为铜 间隙柱 的金属 片与基复 材之
间 同样 存 在 焊 接 现 象 ， 由 于 铜 间 隙 柱 的数 量 不 多 ，他 们 对 双 金 属 的结 合 强 度 和 使 用 性 能 不 会 产 生 太 大 的影 响 。 表 １ 几 种 金 属 材 料 的熔 点
行超声波探伤 ，同样通过 回波判 断基本 正常 ，可 以判 定为
３ 结 论
图 ３可以显示 。所 以在 高温状 态下 ，铜 的熔化使 基 复材处
于 分 离 状 态 。 轧制 时 两 种 材 料 的 变 形 不 同 步 性 和 相 互 之 间
补焊部位 的抗腐蚀性 能较差 ，直 接影 响设 备使 用寿命 、增
加制盐企业 检修工作 量和修 补的工作 难度 ，所 以客户要 求 对 于不 锈钢 复合板 复层应尽可能避免熔焊修补＿ 。 ｌ 。］
爆炸焊接复合板基板断裂问题的分析与预防
２ ０ １ ７ 年１ １ 月
天
津
化
工
Ｖ０ １ ． ３１ Ｎｏ ． ６ ＮＯ Ｖ ． ２ ０１ ７
Ｔ ｉ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
爆炸焊接复合板基板 断裂 问题 的分析 与预 防
宋磊 ， 蒙苏 利 。 仵谦 增
础 叫炮 台， 其工艺布置如 图 １ 。在冬季爆炸焊接过 程中， 时 常会 出 现 基 板 断 裂 现 象 ， 严 重 影 响爆 炸 复 合板的成材率和使用价值。
１ 产生 断裂的机理分析
爆炸复合板基材 的断裂问题多发生在基板板 幅较大（ 大于 ７ ｍ） 、 厚度较厚 （ 大于４ ０ ｍ ｍ ） 的爆炸焊
ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｂ ｒ ｅ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ ｗｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｅ ｘ ｐ ｌ ｏ ｓ ｉ ｖ ｅ ｗ ｅ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ； ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ； ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ； ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ； ｐ ｒ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｖ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｓ
爆炸焊接是指利用 炸药 的爆轰能量将两层或
多 层 不 同性 质 的金 属 材 料 通 过 高 速 碰 撞 形 成 固态 冶 金结 合 的一种 焊 接技 术 。一 般 将底 部 的被 焊板 材 叫基 板 ， 上部 的 焊 接板 材 叫 复板 ， 基 板 下 部 的基
查， 且锈蚀被 打磨 干净 ， 不应有较 大的塑性变形或
象。
关键 词 ： 爆 炸焊接 ； 基板 ； 断裂 ； 机理 分析 ； 预 防措 施
复合板焊接裂纹的成因及对策
式 在焊接坡ｎ 边缘的复层不锈钢去掉４ 一 ５ ｍ ｍ ， 以
保证施焊基层时， 不锈钢层不被熔人基层内。但是 本 设备的复合板是采用 Ｇ Ｂ ／ Ｔ ８ １ ６ ５ 中爆炸成形的复合板， 复合层与基层的结合面是波形（ 图２ ） ， 图２由波峰、 波 谷的直接结合区和前后旋涡以组成， 波长约为 ｌ ｍ ｍ， 波高约为。５ ｍ ｍ 前后旋涡区在爆炸复合过程中形 成 一 种新刑的合金， 化学成份不同于基层， 也不同于复 层即复合层平均是 ２ ｍ ｍ 厚， 波峰处为 ３ ｍ ｍ 波谷处 为２ ｍ ｍ， 在刨去坡日边缘 ４ 一 ｓｍ ｍ的复层时， 一般按 复层厚度 ２ ｍ ｍ加工， 坡ｎ 边缘 就留有复合层 和旋涡 区金属没有去掉， 在施焊基 图 １ 焊接坡 口 层或过渡层时， 复合层和旋 涡区金属就被熔人基层或 复层 波 齿层 基层 复合层的焊缝金属内 这种 异相成分的棍 合就形成裂 纹， 这一点， 从裂纹的形态、 分布、 特征可以得到证实， 见图３裂纹示意图。 （ ２ ） 由于 复合板是采用 爆炸法进行复合的， 在复合 图 ２ 复合层与基层的结 合 面示 意 图 过程中， 因为工艺因素的影 响， 复合板的四周边缘位 裂纹 置往往是缺陷特别是裂纹 集中的地方。而环焊缝一 般都是处在复合板的边缘 位置， 在施焊时如果有潜 图 ３ 裂纹示意图 在的极微裂点存在， 由于 焊接冶金过程的影响， 有可能延变为焊接裂纹。 （ ３ ） 施焊过程中没有控制基层焊缝高度和宽度。 由于 操作者本身的技术素质问题， 运条不平稳， 电弧高 低不一致 使电弧把 未去除的复合层熔化了， 同时焊 接掌握不准确， 使基层高出 了 母材基体的高度， 而没有 把电弧控制在基层坡口范围内， 也没有把基层焊缝控 制在 Ｌ ＿ 艺要求的低于母材基体 １ 一 １ ． ５ ｍ ｍ范围内， 这 样， 一方面造成多组织的混合。另一方面， 基体焊缝偏 高和不平整， 在焊接过渡层， 过渡层金属与基体金属充
20MnMoNb+304爆炸复合管板穿透裂纹的焊接修复
20MnMoNb+304爆炸复合管板穿透裂纹的焊接修复
周勇;陈中均
【期刊名称】《电焊机》
【年(卷),期】2006(036)011
【摘要】基层为20MnMoNb、复层为进口304钢板的不锈钢复合板,其爆炸后基层出现了严重开裂,但复层未裂的问题.通过分析该复合管板的化学成分和机械性能,并进行了非标准的最高硬度试验、金相分析和模拟试焊,采用800℃×4h焊前空冷热处理、焊后250℃×2h消氢热处理以及最终620℃×4h退火热处理措施,可有效防止裂纹产生.经超声波100%查修补焊缝,未发现任何线性缺陷,质量合格.
【总页数】3页(P62-64)
【作者】周勇;陈中均
【作者单位】四川石油天然气建设工程有限责任公司,四川,成都,610059;四川石油天然气建设工程有限责任公司,四川,成都,610059
【正文语种】中文
【中图分类】TG441
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不锈钢爆炸复合板设备断裂处理
发表时间：2018-08-10T15:37:53.360Z 来源：《科技中国》2018年4期作者：邢赵中[1] ，莫素云[2] ，慕雪梅[1] [导读] 摘要：复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。
这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。
针对某石化公司500万吨/年常减压蒸馏装置20台复合板换热器壳程筒体断裂的工程实例，对筒体断裂的原因从焊接工艺、
摘要：复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。
这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。
针对某石化公司500万吨/年常减压蒸馏装置20台复合板换热器壳程筒体断裂的工程实例，对筒体断裂的原因从焊接工艺、断口形貌、硬度及化学成分、力学性能及金相试验、扫描电镜、主要原因等方面进行了研究分析。
通过热处理方案的对比试验，最后确定出最佳的正火热处理方案，使筒体断裂的问题得到圆满的解决。
【关键词】：爆炸复合板；换热器；筒体断裂；
进入新时代，石油化工行业得到了前所未有的发展。
装置的操作条件(压力、温度、介质等)日益苛刻，使得金属的腐蚀问题变的更加突出。
复合板具有节约材料、价格低廉、按需组合、使用方便等优点。
这就为复合板的推广应用提供了更为广阔的空间，因此被看作是这些耐蚀性材料理想的替代品。
爆炸复合工艺是指利用炸药爆炸的能量驱动，把不同金属部件焊接起来的技术。
由此方法把一块金属板以覆盖的方式，焊接到另一块金属板上得到的两种或两种以上的金属板所组成的新型板材，称为爆炸复合板。
某石化公司常减压蒸馏装置换热器的材质为(16MnR+SUS405)不锈钢爆炸复合板。
这些复合板符合标准GB/T 8165-1997《不锈钢复合钢板和钢带》BⅡ级要求。
基板采用16MnR钢板，厚度有12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、30mm八种规格；复板采用SUS405(相当于国产的0Cr13Al)钢板，厚度均为3mm。
这批复合板换热器在制造的过程中，当基层焊缝焊完后对筒体进行校圆时，先后出现筒体断裂的现象，这种情况以前从未发生过。
主要原因的分析：通过对复合板的硬度、化学成分、力学性能、金相组织及扫描电镜的研究分析，认为发生筒体断裂的主要原因有以下三点：
为了证实这一点，我们从同一张(16+3)mm复合板的不同部位分别取样进行0℃的冲击试验，试验结果表明，从同一张复合板的不同部位取样时，板头横向平均冲击功(96J)约为板中横向平均冲击功(34.3J)的3倍；板头纵向平均冲击功(209J)约为板中纵向平均冲击功(53.6J)的4倍，充分证明了组织不均匀是由于热处理原因所造成的。
(2) 由于焊接壳程筒体的基层焊缝时环境温度较低。
筒体校圆时，因过渡层和复层焊缝尚未焊接，坡口根部存在较大的应力集中，加之当时施工环境的温度在-5℃左右，进一步增加了材料脆断的敏感性。
为了证实这一点，我们从同一张(24+3)mm复合板的同一部位取样，分别进行0℃及常温的冲击试验，试验结果表明，从同一张复合板的同一部位取样时，常温的平均冲击功(54.3J)约为0℃平均冲击功(29J)的2倍，充分证明了环境温度对复合板平均冲击功的影响。
(3) 由于复层刨削的深度和宽度不够。
设计要求焊前将基层坡口两侧大于等于10mm范围内的复层刨掉4mm～5mm，即将基层与复层交替的结合线彻底刨掉，防止结合线在焊接过程中因焊接收缩被拉开而发展成为裂纹，甚至扩展至母材深处，造成筒体断裂。
但是我们经过测量后发现，在实际刨削过程中，由于加工机具等多种原因，刨削深度并未达到设计要求，一般都小于4mm，最小的还不到3.5mm；刨削宽度也未达到设计要求，一般为4mm～7mm，正好处于基层埋弧焊的焊接热影响区内，这一区域由于受到焊接热循环的影响，组织粗大，性能较差，扫描电镜的分析结果也证实了这一点。
综上所述，我们认为在复合板本身的冲击性能不合格、施工环境的温度较低、复层刨削的深度及宽度不够等三种不利因素的共同作用下，最终导致了筒体的脆性断裂。
换热器筒体断裂的处理方案：经过进一步的研究分析，我们认为这批复合板的弯曲性能和其它力学性能指标均合格，只有0℃的冲击功未达到标准的规定值(≥31J)，对组织的金相分析也未发现过烧等缺陷，因此完全可以通过热处理的补救措施，来改善复合板的冲击性能。
经过认真研究后，认为正火或退火热处理不仅可以避开铁素体不锈钢475℃的脆化温度，能够细化晶粒，改善组织，提高复合板的加工性能，还能够消除残余应力，防止复合板变形开裂。
由于复层(SUS405)的含C量仅为0.034%～0.037%，在正火或退火热处理过程中复层不会发生相变，其耐蚀性能也不会受到影响。
因此有针对性制定出一种正火、两种退火的热处理工艺。
此次壳程筒体的正火热处理共进行了四炉，每炉要求带两块试板，这八块试板分别从上述规格为(16+3)mm、(22+3)mm的3节断裂筒体上截取，正火热处理后分别对这八块试板
的力学性能进行试验，试验结果如表1所列。
由表1可以看出，正火处理后，上述八块试板0℃的平均冲击功有了大幅度的提高，最低值为66.7J，明显高于标准的规定值(≥31J)。
这批复合板换热器的壳程筒体在后面的校圆过程中，再未出现过类似筒体断裂的事故。
常减压蒸馏装置自开工以来，在装置开停工及正常运行的不同载荷作用下，这20台复合板换热器均能够保持状态完好、运行正常，完全达到了预期的效果。
充分论证了上述筒体断裂处理方案的正确性，同时也避免了较大的经济损失。
参考文献
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