不锈钢材料的压力容器制造与设计

浅谈不锈钢材料的压力容器制造与设计【摘要】：因为压力容器所处的环境具有多样性,所以对制造与设计的质量有着非常高的技术要求。作为制造压力容器的企业，最终的追求就是要能制造出符合设计要求和国家规程、标准的产品。本文以变换器脱硫塔的制造为实例,论述了使用不锈钢复合板为材料,如何控制和提高压力容器的制造质量。

【关键词】：复合板；不锈钢；压力容器；质量控制

【 abstract 】 : because the pressure vessel’s circumstances has diversity, so for manufacturing and design quality is of very high technical requirements. as the pressure vessel manufacture enterprise, the ultimate pursuit is to can produce comply with the design requirements and national policies and standard products. in this paper the desulfurization tower for the manufacture of converter examples, the article use stainless steel composite board for the materials, how to control and improve the pressure vessel manufacture quality.

【 key words 】 : composite board; stainless steel; pressure vessels; quality control

中图分类号：o213.1文献标识码：a 文章编号：

引言

不锈钢复合板是利用如热轧成形、爆炸成形等一定的方式，把低合金钢与碳素钢或不锈钢板结合成一个整体，通常把低合金钢或碳素钢称作基层，而把不锈钢称为复层。因为在设计时，不锈钢复层仅仅用作耐氧化、抗腐蚀，并没有计入到强度计算中，所以一般取复层的厚度为3mm。通常使用爆炸不锈钢复合钢板来作为压力容器的不锈钢复合板，要求基层和复层的结合率达到bz级板以上。因为在设计和结构上，不锈钢复合板容器和一般的单一材质的压力容器不同，所以本文拟对不锈钢复合板容器的设计和制造过程中的技术关键要点，如无损检测及热处理、焊接接头设计、壳体壁厚的设计等相关问题进行分析，以期对建造不锈钢复合板容器有一定的借鉴作用。

1设备概况

变换器脱硫塔的筒体是φ2800×(18+2),是ⅱ类容器,各由一个椭圆形的封头构成了两头。此容器的介质是烤胶液体、变换气,最高的操作温度是450,最高的工作压力是1.1mpa,选用的主体材料

q345r+s32168。设备的制造检验及验收根据gb150-98进行,同时必须要接受《固定式压力容器安全技术监察规程》的监督；根据

jb/t4730-2005《承压设备无损检测》对复合钢板进行100%ut检查，对全部复层焊缝进行100%pt检查，对a、b类焊缝进行20%rt检查。技术要求：①根据劳动部门颁发的《固定式压力容器安全技术监察规程》(2009版)进行监督，②根据sh3524—1999《石油化工钢制塔类容器现场组焊施工工艺标准》、cdl30a3—1984《不锈钢复合钢

板焊制压力容器技术条件》和jb/t4710—2005《钢制塔式容器》进行制造，试验及验收；③依据jb／t4730—2005《压力容器无损检测》的要求对设备上的a、b类焊缝进行20％rt检查，ⅲ级为合格；应对复层焊缝进行100％渗透检查，i级为合格；④不锈钢复层和内件在试验合格后均应进行酸洗钝化处理。

2筒体成型质量控制

2.1控制错边量

必须对筒节板的下料尺寸进行严格的控制，因为两对接筒节板的下料尺寸偏大会导致错边量的超标。控制错边量不超标的关键就是使相邻筒节的下料误差小于1.5π。

（1）卷制筒节应把筒节卷制成略比图样要求小的曲率，同时对板头200mm内变形度的控制要特别注意，再者要使采用卷制，焊接及校圆一次成型的工艺。为了保证筒体的圆度，焊完后就应立即在筒节内使用米字形支撑加固。复合钢板弯曲或深拉加工时一般应采用冷卷加工,当不得不采用热加工时,必须注意如下几点:加热前应除去油污和附着物;燃料含硫低;加热时间为2min/mm,且不超过

15mm;加热火焰或固体燃料不得直接接触复层,且温度要分布均匀,以防渗碳;应避免在敏化温度范围(550℃～850℃)加工,以防产生

晶间腐蚀;加热气氛应保持弱氧化性,不得采用还原性;根据不同的复层材料应控制加热温度范围,加工之后最好空冷。

（2）组对筒体环缝组对是组对筒体的关键,可以使用圆环形径向的找圆装置来确保环缝的错边量不超标。利用固定圈的支撑作用

和顶丝把力作用在弧形的顶板上，从而达到全圆周方向顶紧。根据图样筒节的内径曲率制作弧形顶板,每块顶板均可顶紧1/6圆周段的圆弧,而且还能分别灵活调节。

2.2控制筒节下料的展开尺寸

通常都是根据筒节中径展开计算容器的筒节下料尺寸,但由于复合板容器的错边量有严格的要求,所以我们必须对焊缝的收缩量、焊接时的对口间隙及卷制板材时的伸长量等影响因素进行综合的考虑。

l实 = l理–δl – nc + nδc + 2δl

l理：为理论上的展开长度，

δl：为周长伸长量，

n：纵焊缝的条数，

c：对口间隙，

δc：为焊缝的收缩量，

δl：材料的加工余量。

2.3焊接

（1）选择焊接材料

按照母材化学成份和力学性能,根据gb983-85《不锈钢焊条》和gb5117-85《碳钢焊条》分别选择了过渡层、复层及基层的焊条为a302、a132、j507。

（2）选择坡口形式

严格区分开基层和复层,为避免出现未熔合和夹渣缺陷，在复层