一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法与流程

文档序号:33703853发布日期:2023-03-31 20:45阅读:118来源:国知局

1.本发明涉及钢铁生产技术领域,特别是涉及一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法。


背景技术:

2.复合板由两种或多种钢板构成,保证力学性能合格的同时,兼顾耐蚀、耐磨等特殊需求,综合性能优良,可以根据应用场景调整钢种构成且成本低廉。目前,复合板的生产方式主要为爆炸、熔敷、轧制三种,其中爆炸作业方式具有污染性,在国外已经基本淘汰,在国内也在逐渐减少;熔敷作业方式效率低下,且覆层组织性能不均匀,受用面窄;轧制作业方式环保高效,结合面相对光滑,覆层均匀可控,成材率高,是市场的主流。
3.轧制容器复合板在建造过程中,常出现焊接裂纹问题,原因有多种,主要是容器制作需要卷制钢板,造成巨大的内应力;为了保证覆层的性能,采用超快冷的工艺造成基材碳钢产生大量的马氏体;容器建造时的码板、每层装配导致结构应力。需要定性、定量分析这些主要原因的影响,评价轧制容器复合板的焊接裂纹敏感性。
4.2004年复审作废了“gb/t 4675.1-1984 斜y坡口焊接裂纹试验方法”、“gb/t 4675.2-1984 搭接接头(cts)焊接裂纹试验方法”、“gb/t 13817-1992 对接接头刚性拘束焊接裂纹试验方法”、“gb/t 9446-1998 焊接用插销冷裂纹试验方法”国家标准,主要是评价方法不具通用性。而2013年船标将“斜y坡口焊接裂纹试验方法”纳入行业规范“cb/t 4364-2013”,由此可见,需要结合行业使用特点,设计特用于行业使用场景的焊接裂纹评价方法。


技术实现要素:

5.本发明针对上述技术问题,克服现有技术的缺点,提供一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,其特征在于:包括:步骤一、试板加工采用机械冷加工方式进行试板加工,加工过程中试板需保持平直,不同厚度的试板加工方法不同,(1)当钢板厚度10mm≤t<25mm时,试板长度为30t,宽度为15t;(2)当钢板厚度25mm≤t≤50mm时,试板长度为30t,宽度为12t;步骤二、筋板加工所用筋板为普通碳钢钢板,同一系列试验需保证筋板材质一致,采用常规加工方式进行筋板加工,加工过程中筋板需保持平直,筋板长度与步骤一中试板宽度一致,宽度为100mm+2t,厚度为10mm+t,同一系列试验需保证筋板尺寸一致;步骤三、焊材选用采用焊接材料为碳钢和低合金钢用实心气体保护焊丝,试板焊接材料为实际工程准备使用的焊接材料;
步骤四、试板卷制将步骤一中试板卷曲加工,经卷曲后,曲率k2=1.2k1,k1为实际工程设计曲率;步骤五、筋板装配焊接将步骤二中筋板采用步骤三中的焊材装配到步骤四中的钢板上,试板组对间隙3~4mm,筋板垂直于试板,两筋板中心间隔100mm+2t,角焊缝焊角尺寸为6mm+0.2t;步骤六、试验焊缝焊接试验焊缝焊接需在完成步骤五后的24~48h完成,焊前将试件垂直地面,以2g位置进行焊接,采用机器或人工施焊,焊接参数为实际工程设计使用参数;步骤七、焊接裂纹敏感性评价定性评价是否出现裂纹,定量评价裂纹敏感性wcs,,l为裂纹长度,s为有效试验焊缝长度,裂纹敏感性wcs只能用于同一试验条件下的相对比较。
6.本发明进一步限定的技术方案是:前所述的一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,步骤一,当钢板厚度10mm≤t<25mm时,在长边开对称v型坡口;当钢板厚度25mm≤t≤50mm时,在长边开对称x型坡口。
7.前所述的一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,步骤一,当钢板厚度10mm≤t<25mm时,在长边开单边25
°
对称v型坡口,坡口根部有1mm钝边;当钢板厚度25mm≤t≤50mm时,在长边开单边25
°
对称x型坡口,坡口根部有1mm钝边。
8.前所述的一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,步骤三,实心气体保护焊丝抗拉强度为500~800mpa。
9.前所述的一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,步骤六,人工施焊时,应采用右焊法,惯用手为左手时采用左焊法。
10.前所述的一种轧制容器复合板焊接裂纹敏感性评价方法,适用于10~50mm厚轧制容器钢复合板焊接接头的焊接裂纹敏感性评价。
11.本发明的有益效果是:(1)本发明中采用的试板尺寸结合实际工程,当钢板厚度10mm≤t<25mm时,试板长度为30t,宽度为15t;当钢板厚度25mm≤t≤50mm时,试板长度为30t,宽度为12t,尺寸过小则不足以反应现场施工特点,难以评价裂纹敏感性,尺寸加大则会导致试验成本增加且拘束作用不足;(2)本发明中筋板长度与试板宽度一致,宽度为100mm+2t,厚度为10mm+t,长度与试板宽度一致,保证能配套试板尺寸,宽度和和厚度保证了筋板对于试板的拘束作用;宽度、厚度尺寸过小,则产生的拘束应力太小,不能拘束试板;宽度、厚度尺寸过大,拘束应力增加不明显但成本增加,还会因重力作用产生较大剪切应力,造成试验误差;(3)本发明中将试板卷曲加工,使其曲率k2=1.2k1,k1为实际工程设计曲率,卷曲加工是本发明的核心,容器建造过程中卷曲加工是必不可上的一环,但绝大多数内应力在此时产生,试验的试板经卷制后能够一定程度上反映工程中的应力,考虑到试板的结构应力较小,k2=1.2k1能够较好体现工程上的应力;
(4)本发明中试板组对间隙3~4mm,两筋板间隔100mm+2t,试板组对间隙与实际工程所用组对间隙基本一致,充分模拟现场;筋板间隔反应外加拘束应力的密集程度,间隔过大则拘束作用不明显,过小会因应力过于集中导致试板变形,且成本增加;(5)本发明中试验焊缝焊接需在筋板焊接后的24~48h完成,时限不够,不能保证钢板完全冷却,时限过长会因筋板拘束应力而产生较大变形。
具体实施方式
12.实施例 1本实施例对16+2mm厚q345rn-3+304l轧制容器钢复合板进行裂纹敏感性评价,包括:步骤一、试板加工采用机械冷加工方式进行试板加工,加工过程中试板需保持平直;试板长度为540mm,宽度为270mm,在长边开单边25
°
对称v型坡口,坡口根部有1mm钝边;步骤二、筋板加工该试验方法所用筋板为q345r普通碳钢钢板,采用机械加工方式进行筋板加工,筋板长度与步骤一中试板宽度一致,宽度为136mm,厚度为28mm;步骤三、焊材选用筋板焊接采用焊接材料gb/t 8110 er50-6实心气体保护焊丝,试板焊接材料为实际工程准备使用的gfl-71;步骤四、试板卷制将步骤一中试板卷曲加工,因工程实际曲率为0.5,所以卷制曲率为0.6;步骤五、筋板装配焊接将步骤二中筋板采用步骤三中的焊材装配到步骤四中的钢板上,试板组对间隙3~4mm,筋板垂直于试板,两筋板间隔136mm,角焊缝焊角尺寸为9.6mm;步骤六、试验焊缝焊接试验焊缝焊接在完成步骤五后的24h完成,焊前将试件垂直地面,以2g位置进行焊接,采用人工施焊右焊法,焊接参数为实际工程设计使用的280a,30v,25cm/min;步骤七、焊接裂纹敏感性评价定性评价未出现裂纹。
13.因此,在上述试验条件下,该轧制容器钢复合板焊接裂纹敏感性为0,实际工程应用未出现裂纹。
14.实施例 2本实施例对对某石化公司建造使用的27+3mm厚q245r+316l轧制容器钢复合板进行裂纹敏感性评价,包括:步骤一、试板加工采用机械冷加工方式进行试板加工,加工过程中试板需保持平直;试板长度为900mm,宽度为360mm,在长边开单边25
°
对称x型坡口,坡口根部有1mm钝边;
步骤二、筋板加工该试验方法所用筋板为q420普通碳钢钢板,采用机械加工方式进行筋板加工,筋板长度与步骤一中试板宽度一致,宽度为160mm,厚度为40mm;步骤三、焊材选用筋板焊接采用焊接材料gb/t 8110 er69-4实心气体保护焊丝,试板焊接材料为实际工程准备使用的che-507r;步骤四、试板卷制将步骤一中试板卷曲加工,因工程实际曲率为0.025,所以卷制曲率为0.03;步骤五、筋板装配焊接将步骤二中筋板采用步骤三中的焊材装配到步骤四中的钢板上,试板组对间隙3~4mm,筋板垂直于试板,两筋板间隔160mm,角焊缝焊角尺寸为12mm;步骤六、试验焊缝焊接试验焊缝焊接在完成步骤五后的24h完成,焊前将试件垂直地面,以2g位置进行焊接,采用人工施焊右焊法,焊接参数为实际工程设计使用的180a,26v,13cm/min;步骤七、焊接裂纹敏感性评价定性评价出现了裂纹,定量评价裂纹敏感性wcs,,裂纹长度l为23mm,有效试验焊缝长度s为875mm。
15.因此,在上述试验条件下,该轧制容器复合板焊接裂纹敏感性为2.6%。此前实际工程使用时,出现了裂纹。
16.除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。
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