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;TG44

0 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。封头成型方法有很多种，常见的有整板或拼板冷冲压、热冲压、冷旋压、热旋压等，也可以分瓣成型后再拼焊封头。复合材料封头的成型一般可采用冷冲压、中温成型、热成型以及分瓣压型后再拼焊等，主要是根据封头规格、材料特性、设备生产能力以及所需达到的性能指标等来确定。双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各占约50%，一般较少相的含量最少也需要达到30%，由于该材料既具有奥氏体不锈钢的优良韧性和焊接性，又有铁素体不锈钢的较高的强度和耐腐蚀性，因此近些年来越来越广泛地应用于石油化工设备、海水及污水处理设备、造纸机械等工业领域[1-2]。本文结合某公司承揽的双相不锈钢换热器复合板封头的制造，对

双相不锈钢复合板材料封头的成压型工艺与材料要求进行系统的阐述，封头成型后对其外观及尺寸、无损检测进行检查，各项指标均满足封头制造标准中要求的数值；又对随炉的试板进行理化性能试验，验证了封头板材料在成型过程中各项性能指标均满足材料标准中要求的数值范围，确定了成型工艺的可行性。

1 封头概况及材料要求

该封头结构尺寸如图1所示，为标准椭圆形封头，厚度为(19+3) mm，设计材料

为SA-516Gr485+UNS S31803，材料符合ASME Code Section Ⅱ及Section

Ⅷ Div.1[3]规定；强度计算按基层厚度计算，覆层仅用于腐蚀余量，与其接触的介质具有强腐蚀性，且该设备长期在高温、高压的工况下运行，故在设计时对材料提出很多要求。复合板制造工艺采用爆炸复合，复合后基层材料、覆层材料的组织性能、力学性能、耐腐蚀性等都可能发生改变，原材料的某些性能指标也会发生变化，极有可能降低设备的使用寿命，影响整个装置的安全生产[4]。因此，在采购封头

板材料时分别对基层材料、覆层材料以及复合板必须提出严格要求，以确保质量。图1 封头结构尺寸示意

1.1 基层材料要求

基层材料采购要求满足ASME SA-516Gr485(2013版)中各项要求，钢板交货状态为正火，厚度20 mm。钢板表面100%UT检查，验收标准按SA-578/SA-

578M(2013版)，C级。冲击试验要求及方法按标准SA-370/SA-370M(2013版)，试验温度0 ℃。板材验收时对其进行复验，化学成分标准值与复验值见表1，力学性能标准值与复验值见表2，通过复验得出结论，基层材料的各项性能指标均满足标准中规定的要求值。

表1 基层SA-516Gr485化学成分标准值与复验值 %项目CSiMnPS结论SA-516标准值0．280．13～0．450．79～1．30———复验值0．15950．3621．1440．00850．0019合格

表2 基层SA-516Gr485力学性能标准值与复验值项目抗拉强度σb/MPa屈服强

度σs/MPa延伸率A50/%硬度(HRB)冲击吸收能量KV8(0℃)/J结论SA-516标准值485～620≥260≥21≤100平均值≥36J，允许1件小于平均值，且≥24J—复验值54537427．690．5165，157，181合格