高硅钢复合板及硫酸吸收塔及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合材料的制造、化工设备建造及应用领域，具体涉及一种高硅钢复合板及硫酸吸收塔及其制备方法。
【背景技术】
[0002]化工设备硫酸吸收塔做为塔器设备广泛用于硫酸生产以及采用硫酸做为工业原料和辅料工业领域。传统的硫酸吸收塔采用普通碳钢为壳体衬耐酸转的结构，硫酸介质与耐酸砖接触。碳钢为强度构件进行支撑，耐酸转为防腐蚀构件进行防腐。还有一种硫酸吸收塔，结构全采用高硅钢结构，既起到强度构件进行支撑作用同时起到防腐作用。第三种结构高硅不锈钢板衬里结构。上述三种结构中，全高硅钢的结构价格昂贵，通常设备吨价达到35万左右，化工生产企业很难接受；衬砖结构有以下致命缺陷:塔设备制作完成后，贴内壁衬砖砖与砖之间必须要有一种粘结剂将两层砖无缝粘合，而粘结剂、耐酸转、碳钢之间的热膨胀系数有很大不同，特别是粘结剂长期与硫酸介质接触会粉化，砖与粘结剂之间由于温度变化膨胀而产生缝隙，强腐蚀介质硫酸就会顺着缝隙进入而腐蚀碳钢壳体，很快使整体设备报废。采用衬里结构的吸收塔，其复层和基层之间无抗剪切能力，只能靠点焊固定，复层极易脱落或剥离。针对上述情况，需要一种材料既能够满足设备的强度要求又能够满足硫酸介质的腐蚀要求而且热膨胀系数又接近，复层与基层之间具有抗剪切能力，高硅钢与碳钢的复合板可满足设备的技术要求。奥氏体高硅不锈钢(简称高硅钢)是近年来冶金行业发展的一种特殊的耐硫酸腐蚀的合金材料，浙江宣达实业集团已于本世纪初成功研发出奥氏体高硅不锈钢材料并投入硫酸行业应用。采用高硅钢与碳钢复合制成的高硅钢复合板通过冷作铆焊加工用于硫酸吸收塔设备建造既可降低设备投资又能满足设备强度与腐蚀要求，可为硫酸生产及应用行业开创崭新的未来。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术的不足，本发明的提供了一种高硅钢复合板及硫酸吸收塔及其制备方法。
[0004]本发明采用的技术解决方案是:一种高硅钢复合板，由下至上由基层、结合层和复层组成，所述的基层为Q235B钢材，所述的结合层为超低碳S30403不锈钢，所述的复层为XDS-2高硅不锈钢。
[0005]一种高硅钢复合板的制备方法，包括以下步骤:将厚度为6mm的Q235B钢材作为底板，表面均匀喷洒0.8mm的超低碳S30403不锈钢细粉，然后用厚度为2mm的XDS-2高硅不锈钢覆盖在超低碳S30403不锈钢细粉之上，共同加热1800°C至熔化粘流状态，加压熔合，然后冷却，即制得厚度在8.2mm的高硅不锈钢复合板。
[0006]一种高硅钢复合板硫酸吸收塔，包括筒体，所述的筒体采用权利要求1所述的高硅不锈钢复合板制成。
[0007]—种所述的高硅钢复合板硫酸吸收塔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:将权利要求1所述的高硅不锈钢复合板经过划线、切割、刨边后再经卷板机加工卷制为内径为1400_，长度为1500_的筒体，筒体经过校圆后，按照焊接工艺对高硅钢复合板基层Q235B材料进行焊接，基层焊接完成后，进行20%RT射线检测，外观检验合格后，进行标记用于复合板筒体组对，对筒体复合板底板进行划线切割打磨坡口，检验合格后备组装组焊。
[0008]本发明的有益效果是:本发明提供了一种高硅钢复合板及硫酸吸收塔及其制备方法，本发明高硅不锈钢复合板通过采用S30403不锈钢粉做中间层可有效防止上述元素向高硅钢表面渗透，以保障复层的抗腐蚀性能和焊接工艺性能。采用此发明乳制的高硅钢复合板复层厚度2.2mm、界面结合率100%、界面抗剪切强度238Mpa，完全满足GB/T8165-2008《不锈钢复合板和钢带》标准R I级的要求，采用该复合板制备的硫酸吸收塔与浓硫酸接触的壳体表面材料复合板复层材料高硅钢有效的抵抗硫酸的腐蚀，复合板基层材料碳钢起承载作用。如此形成一个既能抵抗浓硫酸腐蚀又能够承受各种载荷、造价相对低廉的有效硫酸吸收塔装备。
【附图说明】
[0009]图1为本发明高硅钢复合板结构示意图。
[0010]图2为普通的衬耐酸砖结构的吸收塔结构示意图。
[0011 ] 图3为本发明尚娃钢硫酸吸收塔结构不意图。
【具体实施方式】
[0012]现结合图1对本发明进行进一步说明，一种高硅钢复合板，由下至上由基层、结合层和复层组成，所述的基层为Q235B钢材，所述的结合层为超低碳S30403不锈钢，所述的复层为XDS-2高硅不锈钢。
[0013]一种高硅钢复合板的制备方法，包括以下步骤:将厚度为6_的Q235B钢材作为底板，表面均匀喷洒0.8mm的超低碳S30403不锈钢细粉，然后用厚度为2mm的XDS-2高硅不锈钢覆盖在超低碳S30403不锈钢细粉之上，共同加热1800°C至熔化粘流状态，加压熔合，然后冷却，即制得厚度在8.2mm的高硅不锈钢复合板。基层和复层通过中间层相互结合在一起且保证基层的金属或非金属元素不能渗透到复层，确保复层的抗腐蚀性能。如此方法可小规模生产符合吸收塔设备建造要求的高硅钢复合板，采用此方法目前可以制造符合GB/T8165-2008《不锈钢复合板和钢带》标准R I级要求的长度6m、宽度1.5m、厚度厚度为8mm(6+2)材料为Q235B+XDS-2范围高硅钢复合板。
[0014]高硅钢碳钢8 (2+6)XDS_2/Q235B复合板带中间防渗透层和不带渗透层质量百分比98%硫酸的腐蚀数据
试验温度"€试验时间h带中间层腐蚀速率(mm/a) 无中间层腐蚀速率(mm/a)
601680.000350.00075
802400.000520.00128
100720.00200.00361
120730.002280.00494
150740.002500.00673
2001000.063000.01042 通过上表可以看出，具有本发明超低碳S30403不锈钢结合层的复合板耐腐蚀速率远小于不带中间层的复合板，说明本发明的结构具有耐腐蚀的功能。
[0015]一种高硅钢复合板硫酸吸收塔的制备方法，包括以下步骤:用于壳体的高硅钢复合板材料为Q235B+XDS-2，厚度为6+2mm，复合板满足标准GB/T8165-2008要求。复合板经过划线、切割、刨边后再经卷板机加工卷制为DN1400mm，长度L为1500mm的筒体。筒体经过校圆后，按照焊接工艺对高硅钢复合板基层Q235B材料进行