复合板容器的制造特点

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Fabrication Process ofClad Steel Plate Pressure VcsselAbstract：Considering material characteristics ofclad steel plate and Low Temperature pressure vessel，figure out the cuting length ofclad steel plate cylinderthe procedure features：cutting，roling，checking circle and welding should be emphasized in the manufacturing process of clad steel plate and LowTemperature pressure vesse1。

Keywords：Clad steel plate and Low Tempature pressure vessel；basal-layer；inserted-layer；cuting；rolling；assemblage；welding-、 问题的提出1995年，某厂制造了-台规格为由2200/ 2300×6205× (243)/12的二氧化碳储槽，产品编号为 1995C002。该设备为某非烃气体科技开发公司二氧化碳生产装置中的- 台重要设备。

该设备由山东石工规划设计院设计，带有夹套，简体、封头 2200× (243)，采用复合钢板材质 l6MnDROCr19Ni9制造；夹套筒体 2200×12，材质为 16MnDR。图纸标识该设备属于二类压力容器，按 GB150- 89《钢制压力容器》及 《压力容器安全技术监察规程》(1990版)的要求进行制造、检验和验收 (按 1999版 《压力容器安全技术监察规程》规定应属于三类压力容器)。设备壳体 (复合钢板层)A、B类焊缝进行 100%RT检测，II级合格：夹套筒体A、B类焊缝进行50%RT检测，Ⅱ级合格；设备上所有 C、D类焊缝应进行 100%MT或 l00%PT检测，I级合格，执行 JB/T4730-2005标准。

该设备属于此厂制造的第-台复合板容器，施工经验少，施工时完全按常规容器施工，坡口加工由刨边机完成，下料时严格按封头尺寸控制简体下料周长，滚板前对筒体周长又进行了复查无误，而组对环缝时发现如下问题：滚圆后的简体长度不-致，筒体周长远大 于封 头周长 ，因为复层材 料为0Crl9Ni9，且简体纵缝已无法进行重新组对、焊接，最终环缝组对错边量严重超标。环缝组对检验数据见图 1，二氧化碳储槽简体环缝质量检验卡。从该质量检验卡原始记录上可以看出，环缝 Bn己录了4点，有两点严重超标；环缝B3记录了4点，有 3点严重超标；环缝B3B4各记录了4点，各有 3点严重超标，四道环缝合计记录了 l6点，有 11点严重超标，超标偏差已经达到 69%，问题是相当严重。

该厂将要施工的某固化剂工程第-精制釜，规格为 4000/由4200×6900×(324)(204)(164) /16， 16MnR316L/16MnR，也属带有夹套的不锈钢复合钢板容器，施工工艺与二氧化碳储槽要求相似。通过对复合板材料的特性的分析，找出复合板容器在制造过程中的主要工艺要求和质量控制要点，为复合板在器的施工提供经验。

二、原因分析不锈钢复合钢板是以碳素钢或低合金钢为基层，采用爆炸法或其它方法，在某-面或两面整体、连续地包覆-定厚度不锈钢的复合材料。不锈钢复合钢板的经济性，推动了其在石油化工、轻工、盐化工、电站辅机、海水淡化等行业的广泛应用。

由于复合钢板材料的组成是由两种完全不同特性的材料复合而成，其延展性、强度有其 自己的特点，与单存的不锈钢材料、碳素钢或低合金钢材料都不同，对于复合钢板容器来说，A、B类焊缝对口错边量最大允许偏差为 1mm，对下料及组对工序质量要求极高，在下料、滚圆、焊接、校圆等工序中也应着重注意。

在实际施工过程中由于采用了对不锈钢复合钢板的常规施工方法，没有考虑复合钢施工中为把复合钢板对 口错边量控制在允许的 1mm范围之内，主要应从以下四个方面考虑。

(1)计算简体的实际下料内径封头冲压加工成型、齐边后，精确测量外圆周长，根据实测值计算简体的实际下料内径 Di。

(2)精确计算简体展开下料尺寸简体环缝对 口错边量与相邻简体内圆周长之差有关，根据 GB150要求，简体环缝对口错边量应≤ 6 n/4，显然已不适用于复合钢板简体焊缝对口错边量的要求。但对于复合钢板来说，应按复层的厚度计算，即6 n/43/40.75mm，则相邻筒体内圆周长之差最大为Ⅱ×2×0.754.7ram。

由于在筒体的实际制造过程中，简体不可能保证绝对的圆，因此，必须严格控制简体的下料尺寸，保证简体内圆周长之差最大应不超过 4.7mm。

(3)理论计算复合板圆简体的展开长度虽然复合钢板简体的滚圆，板材的受力、变形趋势与均质钢板筒体是-样的，但由于复合钢板 由基层与复层两种材料采用爆炸工艺复合而成，两种材料的屈服强度 O S不同，导热率和线膨胀系数不同，两种材料的结合面也存在中间层，它的性质与基层、复层都不-样。所以在滚圆过程中两种的缩短与伸长是不对称的，那么中性面的位置也就不在简体截面的中心线上，而是偏向某-个面，如图 1所示。

中性屉中心线图 1如果仍按简体的中径来计算展开下料长度，滚圆后就会出现误差。

复合钢板纯弯曲时，截面应力分布情况如图 1所示慨攫 ， r Pv图2根据复合板材料在弯曲时截面应力分布情况，可以用工程力学的理论和塑性金属材料屈服阶段的特性，用抵抗变形力对中性层蓉的平衡条件来计算中性层的位置。

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