南京中建化工設(shè)備制造有限公司 (江蘇 210023) 樊云博 肖仁道 戴黨平
第一,不銹鋼復(fù)合板的下料采用等離子切割,復(fù)層朝上基層朝下,避免電弧噴射而污染雙相不銹鋼復(fù)層,每塊壁板切割后應(yīng)進(jìn)行滾圓,滾圓的過程要緩慢成形加工,滾前應(yīng)對輥筒采用牛皮紙保護(hù),且復(fù)合板表面不可有油污,不可產(chǎn)生壓痕。
第二,提升倒鏈葫蘆應(yīng)均勻布置在罐壁外側(cè),盡量靠近壁板,以減少提升架的彎矩。由于單個葫蘆的穩(wěn)定性決定整個罐體提升的穩(wěn)定性,所以葫蘆必須平穩(wěn)垂直固定,且離罐壁的位置應(yīng)均勻?qū)ΨQ。
第三,每圈壁板安裝時,為了確保罐壁圓周的幾何尺寸。在壁板組對時,應(yīng)均勻分布預(yù)留一個活口,上下圈活口位置應(yīng)錯開。
第四,壁板安裝前應(yīng)在底板上畫出壁板安裝定位線,沿畫線圓周每700~800mm設(shè)置一塊高750mm的四方安全支撐塊。其上下兩面點(diǎn)焊不銹鋼隔板并畫線確定兩側(cè)不銹鋼定位擋板,方便圍板過程中的組裝定位。
第五,壁板采用叉車圍板裝配時,嚴(yán)禁在復(fù)層上焊接夾具,所有的夾具應(yīng)焊在基層一側(cè),并且應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn),保證組對錯變量不大于復(fù)層厚度的50%,即1mm。
第六,在壁板施焊的過程中,應(yīng)該做好底板表面S22053的保護(hù)工作,防止焊接飛濺或工具掉落在板材表面造成污染和凹坑。
第七,儲罐底板與壁板的角焊縫復(fù)層采用弧形蓋板連接,此蓋板在折彎的時候應(yīng)保證圓滑的弧度,禁止用直角的利器直接折彎或在R弧處產(chǎn)生劃痕。
第八,底板焊接焊接接頭應(yīng)采用真空箱法進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn),其真空度不應(yīng)低于53kPa。設(shè)備檢測合格后應(yīng)進(jìn)行盛水試漏以及基礎(chǔ)沉降試驗(yàn)。
本儲罐的底板直徑雖小,但裝配時對底板的不平度要求卻非常的嚴(yán)格。而此批雙相不銹鋼復(fù)合板在進(jìn)入現(xiàn)場驗(yàn)收時,發(fā)現(xiàn)1.8m寬的底板不平度嚴(yán)重超標(biāo)(見圖3),不符合GBT709-2006《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》標(biāo)準(zhǔn)中板材平面度<7mm/m的要求,從而使底板組對的難度加大。針對此種情況,在雙相不銹鋼復(fù)合板組對和施焊過程中,采取以下措施。
第一,底板對接的焊接接頭全部采用背面帶襯墊的焊接結(jié)構(gòu),這樣不但方便組對裝配時找到統(tǒng)一的基準(zhǔn)點(diǎn),而且還可以減少變形,保證所有的底板焊透。
第二,底板上的每一條長焊縫在組對點(diǎn)焊前全部采用龍門工裝夾具(見圖4)固定,這樣不但可以通過千斤頂?shù)恼{(diào)節(jié)來保證底板的不平度,而且在施焊的過程中還起到固定防止焊接變形的作用。具體做法就是用水泥釘在水泥基礎(chǔ)上固定墊鐵,并在其上裝焊一定剛度的H型槽鋼,然后在槽鋼和底板之間采用6~8個千斤頂壓平底板焊縫邊緣,點(diǎn)焊固定。
第三,底板施焊時先焊短縫1再焊長縫2(見圖5),施焊過程中采用小的焊接熱輸入,分段退焊對稱法,并控制層間溫度,從而保證整個底板的焊接質(zhì)量和不平度滿足要求。
圖3 板材不平度超標(biāo)
圖4 龍門工裝夾具示意
圖5 儲罐底板焊縫施焊順序
圖6 復(fù)合板接頭有效厚度示意
雙相不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量往往和其坡口形式有密切的關(guān)系。在項目前期有人建議整個壁板環(huán)縫采用如圖2b所示的坡口形式,可以減少坡口加工量,減少焊接工作量,但在整個儲罐安裝的前期發(fā)現(xiàn),此坡口形式不利于雙相不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量控制。其缺點(diǎn):一是在焊接基層和過渡時由于鐵水受重力的原因往下流,易堆積在下板的水平面上,造成焊縫下邊緣復(fù)層的減薄,無法保證復(fù)層的耐蝕性能;二是此坡口角度過小,焊條打底時無法伸到坡口的根部,易造成里面夾角處空穴或未焊透,且碳鋼焊條熔化到過渡層和復(fù)層上,易產(chǎn)生裂紋。因此,針對上述坡口形式的不利特點(diǎn)及時快速地做出調(diào)整,從而保證了雙相不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量可控。
針對雙相不銹鋼復(fù)合板復(fù)層厚度極薄的情況,再加上現(xiàn)場施焊位置的特殊,為了減少焊工的施焊難度,保證產(chǎn)品的焊接質(zhì)量,在施焊的過程中應(yīng)嚴(yán)格按照(見圖6)工藝規(guī)定的有效厚度進(jìn)行施焊,基層的焊接厚度控制6~8mm以內(nèi),過渡層厚度控制在2mm左右,這樣就可以預(yù)留2mm以上的施焊空間來保證雙相不銹鋼的復(fù)層有效厚度,減少基層對過渡層和復(fù)層合金元素的稀釋。因?yàn)檫^度的稀釋會降低復(fù)層焊縫中的鉻鎳含量,增加復(fù)層焊縫的含碳量,易導(dǎo)致復(fù)層焊縫中產(chǎn)生馬氏體組織,從而降低焊接接頭的塑性和韌性,并影響復(fù)層焊縫的耐腐蝕性。
現(xiàn)場制造安裝的過程中,下料、制造和安裝基本是在半露天進(jìn)行,工地上的金屬粉末灰塵、晝夜溫差產(chǎn)生的水蒸汽及板材表面的銹斑,還有制造過程中表面復(fù)層的鐵離子污染、過熱、損傷都不可避免的存在,而這些都是引起雙相不銹鋼表面腐蝕的根源,因此做好現(xiàn)場雙相不銹鋼復(fù)合板材料的保護(hù)極其重要。
第一,雙相不銹鋼復(fù)合板S22053/Q235B復(fù)層表面必須刷石灰水或貼牛皮紙進(jìn)行保護(hù),防止在下料、滾圓或安裝的過程中,鐵離子的嵌入或附著。
第二,雙相不銹鋼表面打磨用的鋼絲輪、砂輪機(jī)等工具不能和碳鋼的工具混用或交替使用。
第三,起吊和裝配過程中避免復(fù)層的機(jī)械損傷和劃痕,因?yàn)樗坏珪茐膹?fù)層的有效厚度,還很容易成為以后電化學(xué)腐蝕的根源。
第四,避免打磨或施焊過程中雙相不銹鋼表面的過熱和氧化,因?yàn)樗鼤闺p相不銹鋼金屬表面的鉻含量降低,造成這些區(qū)域的耐腐蝕性降低。
第五,撕掉膠帶和保護(hù)紙時,殘留在不銹鋼表面的粘合劑或油性記號筆標(biāo)識,采用有機(jī)溶劑或酸洗膏清洗干凈。
雙相不銹鋼復(fù)合板儲罐在制造安裝結(jié)束后,通過鐵素體檢測儀器的測量,測出焊縫區(qū)的鐵素體組織含量大約占30%,母材區(qū)的鐵素體組織含量大約占45%,完全滿足此儲罐的使用性能。
根據(jù)上述技術(shù)方案和工藝措施,并結(jié)合現(xiàn)場制造安裝過程中的實(shí)際情況得出如下經(jīng)驗(yàn):
(1)S22053+Q235B雙相不銹鋼復(fù)合板儲罐的安裝和其他普通的儲罐安裝工法基本一致,采用倒鏈提升倒裝工藝法,但安裝的要求比普通純材儲罐要高。
(2)現(xiàn)場制造安裝的過程中,灰塵、環(huán)境和硬件設(shè)施極差,因此雙相不銹鋼復(fù)合板材料加工、組對和焊接過程的保護(hù)極其重要。
(3)坡口形式的制定和焊接順序的確定,對于雙相不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量起決定性的作用。
(4)儲罐底板和壁板安裝過程中,板材的不平度和組對的錯邊量、垂直度都是直接影響雙相不銹鋼復(fù)合板焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。
(5)S22053+Q235B雙相不銹鋼復(fù)合板過渡層和復(fù)層焊材的選擇,應(yīng)盡量選用和母材化學(xué)成分相當(dāng),鉻、鎳含量高的雙相不銹鋼焊條;對焊接過程中過渡層、復(fù)層的有效厚度控制是保證復(fù)層化學(xué)成分和雙相比例合格的關(guān)鍵。
(6)S22053+Q235B雙相不銹鋼復(fù)合板儲罐壁板縱、環(huán)焊縫在立焊、橫焊位置的焊接,難度雖然很大,但可以通過相應(yīng)的技術(shù)措施和焊接技巧,控制過渡層、復(fù)層的有效厚度和化學(xué)成分,并且避免咬邊、焊瘤等缺陷。
總之,針對作者儲罐在制造安裝過程中出現(xiàn)的問題,及時制定有效的工藝措施和技術(shù)要求,從而保證了整個儲罐的焊接質(zhì)量和性能要求。(全文完)