浅析复合板材料设备的生产保护

崔少平，李丰博，段彪王，贺旭明，童路

（西部金属材料优耐特公司，西安 710201）

1 引言

复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或轧制等方法复合而成的双金属板。由于复合板具有强度高、耐蚀耐磨等特殊性能好和造价较低等优点，近年来在石化、冶金、机械、能源、航天等领域得到了广泛应用。它综合了基层材料和复层材料各自的性能优点，既有基层材料所有的结构强度和刚度，又有复层材料所具有的耐蚀耐磨等基层材料没有的特殊性能，使设备重量和造价大大降低，结构尺寸变小，避免了不锈钢、镍、铜、钛、铝等贵重金属材料的浪费，有着良好的经济效益和社会效益及应用前景[1]。

2 验收和贮存保护

制造设备所用覆层材料，应满足图纸、技术协议及相应标准的要求：

①复合板结合状态采用超声检测（UT）方法确定，检测方法按NB/T 47013.3规定，验收标准级别按设计及工艺要求。覆层表面均按NB/T 47013.5做100%PT检测。

②覆层厚度允许偏差和基层厚度允许偏差符合NB/T 47002.3表5的要求。

③复合板按NB/T 47002.3—2009《压力容器用爆炸焊接复合板第三部分：钛钢复合板》制造、检验与验收。

复合板进场后，按相关要求进行表面检查合格后，覆层面进行清理，用相关溶剂清洗干净，待板面无污染，清洁时贴覆专用保护膜，板周边须贴实。

凡制造受压元件应有确认的标记，在制造过程中，如原有确认标记被裁掉或材料分成几块，应于材料切割前完成标记的移植。不应在复合板的耐腐蚀面采

用硬印作为材料分成的确认标记。可采用不溶于水的、不含金属颜料的、无硫、无氯的墨水笔标记。

摆放禁止、避免碰伤、擦伤覆层，禁止与其他钢件混放。摆放区用干净的塑布遮盖工件。

3 加工成形保护

①复合板的划线在基层钢板上进行；如不得避免要在覆层划线，尽量采用金属铅笔。

②复合板的切割和坡口加工一般采用机械方法，厚度较大时允许采用火焰切割和等离子切割[2]。此时避免火花溅落在覆层表面，且切割边缘仍应用机械方法加工和去除污染。在机械切割时应将钢基层朝下，注意防止分层。

③在复合板卷制前，卷板机滚筒表面、覆层应清理干净，然后在覆层表面贴牛皮纸，以保护覆层表面；卷制时不应在同一区域往复成形。在卷制弯曲半径较小的复合板圆筒时，一次压下量不宜过大，以防覆层剥离。

④制造中避免覆层表面划伤、机械损伤；覆层表面若因加工出现折叠、裂纹、夹杂，应进行清除，清除后需保证覆层最小厚度，超出覆层最小厚度，但未贯穿基层的允许补焊。焊补应由持有有效证件的焊工按经评定合格的焊接工艺进行，修补后的表面应与覆层表面平齐，并经PT检测，应符合NB/T 47013.5 I级合格。

需进行衬里的筒节或组焊后的外壳，其内表面（包括焊缝）应打磨平滑，不应有凸台或棱角和影响衬里质量的其他缺陷。在衬里前，外壳的内表面应进行清理，除去表面的氧化皮、油垢和其他附着物，使其表面保持光洁、干净[3]。

⑤在进行衬里时，应加强对衬里表面的保护，严防钢制胎具和工装夹具等衬里表面拉毛、划伤和刻槽，且不应用铁锤敲击衬里表面。

⑥复合板焊接接头对口错边量应以覆层为基准，按各制造标准执行。施焊前，若板厚，钢基层焊缝部位进行焊前预热；预热温度100～150℃，预热宽度单边≥75mm[4]。

4 焊接环境要求

①锆材焊接应在空气洁净、无尘、无烟的环境下进行。

②复合板设备实施焊接前应对环境进行“菲绕啉”试验，试验合格后可进行施焊。

菲绕啉试验配置方法如下：

第一，溶解272g含水醋酸钠（CH3COONaH20）于500ml蒸馏水中，加240ml冰醋酸，然后用蒸馏水稀释至1000ml。

第二，溶解3.5g盐酸铵（NH20HHCl）于350ml蒸馏水中。

第三，溶解2.5g的1：10的菲绕啉水化物于约200ml的蒸馏水中并稀释至300ml。

第四，将上述溶液混合得到1650ml混合液，这种混合液很稳定，可在有塞瓶中保持2～3个月。

检测方法：

用滤纸吸取溶液贴置于玻璃上，并在要检测的环境中分散放置（至少20个点），应保证滤纸与玻璃贴近。如表面被污染，滤纸则呈橘红色。

试验结果：

经放置约8个小时，如果仅有一个或两个点的试纸变色（被铁污染），说明此范围的环境适于进行特种金属设备的焊接和组装，如果被污染的纸张数量超过两个，则应对此环境进行进一步的清理[5]。焊接前要达到要求的试验结果。每一次的检测试纸都应保留，以便用作参考。

③焊接前对焊缝周边区域做铁离子污染试验，合格后才可进行焊接。

④实施焊接前保证风速不得大于1.4m/s，相对湿度不大于80%，温度不低于5℃。

操作人员要求：所进行设备容器焊接的操作人员必须持有相关焊接项目的焊工资格证，才可焊接。

焊缝的外观检查：钛、锆焊缝表面应均为银白色，不允许出现蓝色及灰色。