複合鋼板的壓力容器製造工藝研究
研究設計
作者：鄧榮興
摘要：隨著科技的發展和複合鋼板自身性能的提高，複合鋼板在很多行業中被越來越廣泛地運用，但是複合鋼板在製造上比較複雜。複合鋼板的壓力容器製造工藝有很多要求，為提升改善製造工藝，製造出更好的產品，文章對複合鋼板的壓力容器製造工藝進行了深入的分析探究。
關鍵詞：複合鋼板；壓力容器；製造工藝
中圖分類號：TG142 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）31-0008-02
相比較而言，複合鋼板壓力容器比同規格的不鏽鋼壓力容器更具價格優勢，所以，在滿足一般使用需求的條件時，用戶經常選擇複合鋼板壓力容器。但是，由於各種情況，目前市麵上複合鋼板的規格、型號較少，經常還要進行額外的加工，延長了商品製造的時間。另外，由於複合鋼板壓力容器製造的工藝相較於一般製造工藝來說更為複雜、要求更為嚴格，所以隻有較少的廠家接觸，相關的工藝還有待發展提高。下麵本文根據複合鋼板壓力容器製造中的實際情況，介紹一些複合鋼板壓力容器製造的相關
工藝。
1 複合前的準備階段
複合前的準備階段是整個製造工藝的基礎，是其後下料、拚接、焊接階段順利完成必不可少的。準備階段主要關注的是複合鋼板基層、複層的問題。一般而言，基層和複層的材料按要求而定，常用的基層材料為16MnR、複層材料為OCrl8Ni9的不鏽鋼複合鋼板。複合鋼板應該滿足以下要求：第一，質量上要有保證，要滿足相應的國家標準。第二，複合鋼板不能有影響使用的外觀缺陷。基層材料與複層材料的結合麵積整體而言應占總體麵積的95%以上。剩餘可以不結合的5%，複層表麵的缺陷麵積之和不能超過複合麵積的20%。第三，複合鋼板的機械性能、抗拉強度、延伸率一般而言應該大於或者等於母材的值，對於總厚度小於100mm的鋼板而言，抗剪強度的試驗標準都應大於或者等於20kg/mm。第四，複合鋼板在使用之前，都應該要先進行一下超聲波試驗，以檢測複合鋼板內部有沒有影響使用的有害分層。
2 複合鋼板基層、複層的下料與拚接
由於複合鋼板的基層、複層材料的規格不同，特別是複層材料板長板寬較小，壁厚較薄，需要進行拚接。拚接和製造壓力容器複合鋼板之前，需要將基層和複層板材下好料。下料時候需要注意的有：第一，筒體和封頭的尺寸，要按照壓力容器的要求來確定下料的板材的長度和寬度。第二，下料時基層板材的最小長度應為實際所需長度加上100mm，最小寬度應為所需寬度加上100mm，最好把寬度調整到與下料所需寬度最為接近的寬度。第三，為了滿足後續工藝的需求，在下料的時候，複層的最終尺寸應該要比實際下料的長度、寬度每邊大25mm。第四，要保證在後麵焊接的時候不出現問題，需要在拚接的時候做一下滲透無損的檢驗，檢查是否有裂紋和其他缺陷的存在。另外，基層板、複層板的板麵也應該保持平整，為更好的焊接打好基礎。
3 筒體下料和筒體排板
筒體下料：為了保證筒體與封頭在焊接的時候順利對接，在筒體下料的時候，應該注意筒體與封頭直徑的把握，二者的直徑應該相同。一般可以先根據需求加工好封頭，再根據加工好的封頭的中徑來確定筒體的尺寸大小。如果是均質板，那按照封頭的中徑來展開是可行的，在展開的時候不會出現筒體與封頭焊接的時候環縫錯邊量過大的問題。如果是複合板，就會出現筒體直徑與封頭直徑不一，造成環縫錯邊量超標過大。所以，複合鋼板壓力容器的筒體下料尺寸按照封頭中徑來展開是行不通的，是不合理的。板材在複合的過程中，不可避免地會產生彎曲，彎曲時中性層應力為0並且周長是不變的，所以在下料的時候，按照封頭的中性層來確定筒體的展開長度是比較合理的。複合鋼板筒體和封頭的中性層所處的直徑應該要小於中徑，筒體的展開長度應該從L=π（Di+2Yh）的計算中得到，這一公式中Di為封頭的實測直徑，Yh為封頭的中性層距離內壁的長度。在筒體與封頭焊接的過程中，不管是采用哪種焊接方式，一般來說筒體與封頭在對接時候出現的錯邊值應該有一個數值範圍，這一範圍不應大於2mm，也不應大於鋼板複層厚度的50%。
筒體排板：首先，以順時針方向展開已經下好料的筒體。其次，根據實際的要求和需要在筒身部分相應的標出接管孔的位置，再在接管孔的位置處確定孔徑。最後，確定板材的尺寸長度和寬度。確定板材的長度和寬度是以縱環焊縫錯開接管孔為根據，其與邊緣的距離應該大於100mm。筒體排板是為了下一步的進行，隻有按規格排好板，下麵的工作才能進行得順利。