CN106425291A - 一种用于高温冷凝水的除盐水箱及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于高温冷凝水的除盐水箱及其制造方法,包括水箱主体,所述水箱主体整体为复合钢板搭接、拼缝采用特殊构造设计,根据复合钢板厚度的不同,采用不同的切割及坡口加工方法,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接。所述水箱主体复合钢板由碳钢和不锈钢复合而成,外层为碳钢基层,作为水箱主体支撑结构,所述水箱主体复合钢板内层为奥氏体不锈钢复合层,作为水箱防腐介质,复合钢板切割、加工成型提出特殊的工艺要求,避免了防腐面产生伤痕和剥离问题;焊接坡口和焊接材料、工艺提出特殊工艺要求,解决了焊缝结晶时易产生微裂纹的问题。
Description
技术领域
本发明涉金属复合材料加工成型技术领域,具体涉及一种用于高温冷凝水的除盐水箱及其制造工艺。
背景技术
在热电联产工艺生产中,会产生大量的供热蒸汽冷凝回收水,此类回收水一般水质较好,属除盐水,不允许输送储存管路设备造成二次污染,冷凝回水的温度一般在95℃~120℃,对水箱内壁的防腐设计提出了更高的要求,由于需要的水箱容积一般较大,除盐水箱如直接采用全不锈钢材质,势必大幅度增加成本,开发一种既能适应高温冷凝水,又能实现防腐目的、低成本的除盐水箱很有必要,这对热电联产企业节能降耗、提高经济效益具有十分重要的意义。
目前大多数电厂除盐水箱采用内衬胶的碳钢除盐水箱,但对于既要防腐又要耐95℃高温的除盐水箱,通常直接采用不锈钢除盐水箱,这增加了设备的成本。
发明内容
本发明目的在于针对上述缺点,设计一种既能适应高温冷凝水,又能实现防腐目的,实现低成本的用于高温冷凝水的除盐水箱及其制造工艺。
为克服现有技术存在的不足,本发明提供的技术方案是:一种用于高温冷凝水的除盐水箱,包括水箱主体,所述水箱主体整体为复合钢板搭接、拼缝采用特殊构造设计,根据复合钢板厚度的不同,采用不同的切割及坡口加工方法,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接。所述水箱主体复合钢板由碳钢和不锈钢复合而成,外层为碳钢基层,作为水箱主体支撑结构,所述水箱主体复合钢板内层为奥氏体不锈钢复合层,作为水箱防腐介质。
进一步的,所述复合钢板基层和复层总厚度通常为7mm-12mm,特殊情况如水箱容积、设计压力、储液密度较大时,水箱总厚度大于12mm。所述复合钢板复层的厚度为总厚度的10%-20%。
所述的复合钢板搭接、拼缝时采用以下坡口结构:
当复合钢板板厚小于18mm时,加工的一种坡口a,由下部不锈钢复合层表面开坡口,坡度为60°-70°,且坡口底部设有一通道通至碳钢基层上表面,通道的孔径为1-3mm,长度为1-3mm;
当复合钢板厚度小于18mm时,加工的一种坡口b,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,上下表面坡口连接处的孔径为0-2mm,上下坡口连接处距离下表面1-2mm;
当复合钢板板厚在18-32mm时,加工的一种坡口c,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,下表面不锈钢复合层的坡口深度为1-2mm,且上下坡口之间通过通道贯通,通道的孔径为1-2mm;
当复合钢板厚度在18-32mm时,加工的一种坡口d,上下表面均开坡口,上表面碳钢基层坡口底部为半径为6-10mm的弧形,且该上部坡口的坡面与竖直方向上的夹角为4°-12°,下开口的坡度为60°-70°,深度为1-2mm,且上下坡口由一通道贯通,通道孔径为0-3mm,;
仅能单面施焊时,且复合钢板板厚小于18mm,所加工的一种坡口e,由上表面碳钢基层开坡口,坡度为60°-70°,坡口底部有一短通道连通至复合钢板的下表面,通道孔径为0.5-1.5mm,通道深度为0.5-1.5mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口f,坡口竖直的开在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口f的底部有一短通道连通至水平复合钢板的下表面,通道孔径为1-3mm。
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口g,以45°倾斜的对称的开设在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口g的底部有一短通道连通至碳钢基层的下表面,两侧的复合钢板的不锈钢复合层边缘距离该通道的距离为5mm;
提供了上述水箱制造方法的技术方案是:
步骤1,复合钢板的切割:复合钢板总厚度在12mm以下时,采用机械剪断和冷冲压加工的方法,加工时,复层向下,基层向上,不可损伤复层表面和结合处;在复合钢板总厚度大于12mm时,可采用等离子切割或氧-乙炔火焰切割。
步骤2,复合钢板的成型加工:在常温冷态环境下,进行逐段成型加工,加工过程中复层表面防止产生油污、伤痕。
步骤3,复合钢板的切割及坡口加工:当复合钢板板厚小于18mm时,加工的一种坡口a,由下部不锈钢复合层表面开坡口,坡度为60°-70°,且坡口底部设有一通道通至碳钢基层上表面,通道的孔径为1-3mm,长度为1-3mm;
当复合钢板厚度小于18mm时,加工的一种坡口b,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,上下表面坡口连接处的孔径为0-2mm,上下坡口连接处距离下表面1-2mm;
当复合钢板板厚在18-32mm时,加工的一种坡口c,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,下表面不锈钢复合层的坡口深度为1-2mm,且上下坡口之间通过通道贯通,通道的孔径为1-2mm;
当复合钢板厚度在18-32mm时,加工的一种坡口d,上下表面均开坡口,上表面碳钢基层坡口底部为半径为6-10mm的弧形,且该上部坡口的坡面与竖直方向上的夹角为4°-12°,下开口的坡度为60°-70°,深度为1-2mm,且上下坡口由一通道贯通,通道孔径为0-3mm,;
仅能单面施焊时,且复合钢板板厚小于18mm,所加工的一种坡口e,由上表面碳钢基层开坡口,坡度为60°-70°,坡口底部有一短通道连通至复合钢板的下表面,通道孔径为0.5-1.5mm,通道深度为0.5-1.5mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口f,坡口竖直的开在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口f的底部有一短通道连通至水平复合钢板的下表面,通道孔径为1-3mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口g,以45°倾斜的对称的开设在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口g的底部有一短通道连通至碳钢基层的下表面,两侧的复合钢板的不锈钢复合层边缘距离该通道的距离为5mm;
步骤4,清理杂质:对坡口及其两侧各20mm范围内用机械方法和有机溶剂进行表面清洗,清洗表面的油污、锈迹、金属屑、氧化膜及其他污染物,复层距离坡口100mm范围内涂防飞溅涂料;
步骤5,装配焊接:将各板层部件位置装备到位,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接,且焊过渡层和焊复层均采用手工电弧焊接。
进一步的方案是,所述的碳钢基层的材料为Q235,所述的不锈钢复合层的材料为0Cr13或1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9Ti或Cr18Ni12Mo2Ti。
更进一步的方案是,所述的Q235与0Cr13复合时,使用的基层焊料为E4304或E4315或E4316,过渡层焊料为E309-16或E309-15,复层焊料为E308-16或E308-15;
所述的Q235与1Cr18Ni9Ti复合时,使用的基层焊料为E4304,过渡层焊料为E309-16,复层焊料为E347-16;
所述的Q235与 0Cr18Ni9Ti复合时,使用的基层焊料为E4315或E4316,过渡层焊料为E309-15,复层焊料为E347-15;
所述的Q235与 Cr18Ni12Mo2Ti复合时,使用的基层焊料为E4304或E4315或E4316,过渡层焊料为E309Mo-16,复层焊料为E318-16。
本发明相对于现有技术,具有如下优点和效果:
1、复层为奥氏体不锈钢、碳钢基层,两种材料的价格比为奥氏体不锈钢:碳钢基层=4:1,则总体材料成本相对于纯不锈钢材质降低约75%-85%,成本降低效果很明显。
2、内防腐为不锈钢材质,可以耐高温冷凝回水;
3、水箱搭接、拼缝采用特殊构造设计,解决了防渗漏和结构安全问题。
4、复合钢板切割、加工成型提出特殊的工艺要求,避免了防腐面产生伤痕和剥离问题;焊接坡口和焊接材料、工艺提出特殊工艺要求,解决了焊缝结晶时易产生微裂纹的问题。
附图说明
图1为坡口a结构示意图;
图2为坡口b结构示意图;
图3为坡口c结构示意图;
图4为坡口d结构示意图;
图5为坡口e结构示意图;
图6为坡口f结构示意图;
图7为坡口g结构示意图;
图8是焊接流程示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
本发明的具体实施例为一种用于高温冷凝水的除盐水箱,包括水箱主体,所述水箱主体整体为复合钢板搭接、拼缝采用特殊构造设计,根据复合钢板厚度的不同,采用不同的切割及坡口加工方法,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接,焊过渡层和焊复层均采用手工电弧焊接,所述水箱主体复合钢板由碳钢和不锈钢复合而成,外层为碳钢基层,作为水箱主体支撑结构,所述水箱主体复合钢板内层为奥氏体不锈钢复合层,作为水箱防腐介质。
所述复合钢板的基层和复层总厚度通常为7mm-12mm,特殊情况如水箱容积、设计压力、储液密度较大时,水箱总厚度大于12mm。所述复合钢板复层的厚度为总厚度的10%-20%。
一种用于高温冷凝水的除盐水箱的制造工艺,具体步骤为:步骤1,复合钢板的切割:复合钢板总厚度在12mm以下时,采用机械剪断和冷冲压加工的方法,加工时,复合层向下,基层向上,不可损伤复层表面和结合处;在复合钢板总厚度大于12mm时,可采用等离子切割或氧-乙炔火焰切割。
步骤2,复合钢板的成型加工:在常温冷态环境下,进行逐段成型加工,加工过程中复层表面防止产生油污、伤痕。
步骤3,如图1所示当复合钢板板厚小于18mm时,加工的一种坡口a,由下部不锈钢复合层表面开坡口,坡度为60°-70°,且坡口底部设有一通道通至碳钢基层上表面,通道的孔径为1-3mm,长度为1-3mm;
如图2所示当复合钢板厚度小于18mm时,加工的一种坡口b,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,上下表面坡口连接处的孔径为0-2mm,上下坡口连接处距离下表面1-2mm;
如图3所示,当复合钢板板厚在18-32mm时,加工的一种坡口c,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,下表面不锈钢复合层的坡口深度为1-2mm,且上下坡口之间通过通道贯通,通道的孔径为1-2mm;
如图4所示,当复合钢板厚度在18-32mm时,加工的一种坡口d,上下表面均开坡口,上表面碳钢基层坡口底部为半径为6-10mm的弧形,且该上部坡口的坡面与竖直方向上的夹角为4°-12°,下开口的坡度为60°-70°,深度为1-2mm,且上下坡口由一通道贯通,通道孔径为0-3mm,;
如图5所示,仅能单面施焊时,且复合钢板板厚小于18mm,所加工的一种坡口e,由上表面碳钢基层开坡口,坡度为60°-70°,坡口底部有一短通道连通至复合钢板的下表面,通道孔径为0.5-1.5mm,通道深度为0.5-1.5mm;
如图6所示,复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口f,坡口竖直的开在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口f的底部有一短通道连通至水平复合钢板的下表面,通道孔径为1-3mm;
如图7所示,复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口g,以45°倾斜的对称的开设在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口g的底部有一短通道连通至碳钢基层的下表面,两侧的复合钢板的不锈钢复合层边缘距离该通道的距离为5mm。
焊接时,根据不同的复合材料使用不同的额焊料。如表1常用复合钢板焊接材料的选用。表中列出了基层、复层和过渡层焊接推荐采用的焊条类型,这些焊条是根据复合钢板基层、复层的性能要求而选定的。
表1 常用复合钢板焊接材料的选用
步骤4,清理杂质:对坡口及其两侧各20mm范围内用机械方法和有机溶剂进行表面清洗,复层距离坡口100mm范围内涂防飞溅涂料;
如图8所示 ,步骤5,装配焊接:将各板层部件位置装备到位,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接,且焊过渡层和焊复层均采用手工电弧焊接。
Claims (6)
1.一种用于高温冷凝水的除盐水箱,包括水箱主体,其特征在于: 所述水箱主体整体为复合钢板搭接,所述的复合钢板由碳钢基层和奥氏体不锈钢复合层复合而成,外层为碳钢基层,作为水箱主体支撑结构,内层为作为水箱防腐介质的奥氏体不锈钢复合层。
2.根据权利要求1所述的一种用于高温冷凝水的除盐水箱,其特征在于:所述碳钢基层和奥氏体不锈钢复合层总厚度大于7mm,所述奥氏体不锈钢复合层的厚度为总厚度的10%-20%。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于高温冷凝水的除盐水箱,其特征在于:所述的复合钢板搭接、拼缝时采用以下坡口结构:
当复合钢板板厚小于18mm时,加工的一种坡口a,由下部不锈钢复合层表面开坡口,坡度为60°-70°,且坡口底部设有一通道通至碳钢基层上表面,通道的孔径为1-3mm,长度为1-3mm;
当复合钢板厚度小于18mm时,加工的一种坡口b,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,上下表面坡口连接处的孔径为0-2mm,上下坡口连接处距离下表面1-2mm;
当复合钢板板厚在18-32mm时,加工的一种坡口c,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,下表面不锈钢复合层的坡口深度为1-2mm,且上下坡口之间通过通道贯通,通道的孔径为1-2mm;
当复合钢板厚度在18-32mm时,加工的一种坡口d,上下表面均开坡口,上表面碳钢基层坡口底部为半径为6-10mm的弧形,且该上部坡口的坡面与竖直方向上的夹角为4°-12°,下开口的坡度为60°-70°,深度为1-2mm,且上下坡口由一通道贯通,通道孔径为0-3mm;
仅能单面施焊时,且复合钢板板厚小于18mm,所加工的一种坡口e,由上表面碳钢基层开坡口,坡度为60°-70°,坡口底部有一短通道连通至复合钢板的下表面,通道孔径为0.5-1.5mm,通道深度为0.5-1.5mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口f,坡口竖直的开在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口f的底部有一短通道连通至水平复合钢板的下表面,通道孔径为1-3mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口g,以45°倾斜的对称的开设在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口g的底部有一短通道连通至碳钢基层的下表面,两侧的复合钢板的不锈钢复合层边缘距离该通道的距离为5mm。
4.一种根据权利要求1所述的用于高温冷凝水的除盐水箱的制造方法,其具体步骤为:步骤1)复合钢板的切割:复合钢板总厚度在12mm以下时,采用机械剪断和冷冲压加工的方法,加工时,奥氏体不锈钢复合层向下,碳钢基层向上,不可损伤奥氏体不锈钢复合层表面和结合处;复合钢板总厚度大于12mm时,采用等离子切割或氧-乙炔火焰切割;
步骤2)复合钢板的成型加工:在常温冷态环境下,进行逐段成型加工,加工过程中奥氏体不锈钢复合层表面防止产生油污、伤痕;
步骤3)复合钢板的切割及坡口加工:当复合钢板板厚小于18mm时,加工的一种坡口a,由下部不锈钢复合层表面开坡口,坡度为60°-70°,且坡口底部设有一通道通至碳钢基层上表面,通道的孔径为1-3mm,长度为1-3mm;
当复合钢板厚度小于18mm时,加工的一种坡口b,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,上下表面坡口连接处的孔径为0-2mm,上下坡口连接处距离下表面1-2mm;
当复合钢板板厚在18-32mm时,加工的一种坡口c,上下表面均开坡口,坡度为60°-70°,下表面不锈钢复合层的坡口深度为1-2mm,且上下坡口之间通过通道贯通,通道的孔径为1-2mm;
当复合钢板厚度在18-32mm时,加工的一种坡口d,上下表面均开坡口,上表面碳钢基层坡口底部为半径为6-10mm的弧形,且该上部坡口的坡面与竖直方向上的夹角为4°-12°,下开口的坡度为60°-70°,深度为1-2mm,且上下坡口由一通道贯通,通道孔径为0-3mm,;
仅能单面施焊时,且复合钢板板厚小于18mm,所加工的一种坡口e,由上表面碳钢基层开坡口,坡度为60°-70°,坡口底部有一短通道连通至复合钢板的下表面,通道孔径为0.5-1.5mm,通道深度为0.5-1.5mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口f,坡口竖直的开在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口f的底部有一短通道连通至水平复合钢板的下表面,通道孔径为1-3mm;
复合钢板角接头焊接时,所加工的一种坡口g,以45°倾斜的对称的开设在复合钢板角接头上,坡度为55°-65°,坡口g的底部有一短通道连通至碳钢基层的下表面,两侧的复合钢板的不锈钢复合层边缘距离该通道的距离为5mm;
步骤4)清理杂质:对坡口及其两侧各20mm范围内用机械方法和有机溶剂进行表面清洗,奥氏体不锈钢复合层距离坡口100mm范围内涂防飞溅涂料;
步骤5)装配焊接:将各板层部件位置装备到位,以焊基层、复层清根、焊过渡层、焊复层的顺序进行焊接,且焊过渡层和焊复层均采用手工电弧焊接。
5.根据权利要求4所述的用于高温冷凝水的除盐水箱的制造方法,其特征是所述的碳钢基层的材料为Q235,所述的不锈钢复合层的材料为0Cr13或1Cr18Ni9Ti或0Cr18Ni9Ti或Cr18Ni12Mo2Ti。
6.根据权利要求5所述的用于高温冷凝水的除盐水箱的制造方法,其特征是:
所述的Q235与0Cr13复合时,使用的基层焊料为E4304或E4315或E4316,过渡层焊料为E309-16或E309-15,复层焊料为E308-16或E308-15;
所述的Q235与1Cr18Ni9Ti复合时,使用的基层焊料为E4304,过渡层焊料为E309-16,复层焊料为E347-16;
所述的Q235与 0Cr18Ni9Ti复合时,使用的基层焊料为E4315或E4316,过渡层焊料为E309-15,复层焊料为E347-15;
所述的Q235与 Cr18Ni12Mo2Ti复合时,使用的基层焊料为E4304或E4315或E4316,过渡层焊料为E309Mo-16,复层焊料为E318-16。
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