复合板制造压力容器应注意的问题
复合板是由基层材料和复层材料通过爆炸或爆炸――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。

在压力容器行业中, 复合板主要用于制造反应釜、换热器、贮罐等设备。

用于制造压力容器的复合板目前主要有两类, 一类是基层材料与复层材料焊接性较好, 这类材料有不锈复合钢板、镍基合金复合钢板等（以下简称I 类材料）; 一类是基层材料与复层材料焊接性较差或不能焊接, 这类材料有钛复合板、铜复合板、铝复合板等（以下简称II 类材料）。

对这两类复合材料, 在容器产品设计、制造和检验时都有很大的不同, 应区别对待。

1材料要求
对于复合板材料来说, 基层与覆层贴合的紧密程度是非常关键的问题, 如果基层与覆层间贴合不好, 不仅不能满足防
腐的要求,而且在使用过程中还有可能导致鼓包和大面积脱层, 从而严重影响设备的安全使用。

同时在设备制造过程中会直接影响壳体的组对焊接质量, 尤其容易导致焊缝及母材微裂纹的产生, 给设备的安全使用留下隐患。

因此, 在用复合板生产之前,仍然需要进行复验, 用超声波探伤的方法对复合板的贴合程度进行抽查, 不允许任何超标缺陷存在。

除此之外,还应视设备类别及所使用的介质等, 对复合材料的力学性能, 化学成分进行复验, 以确保压力容器主体材料的可靠性。

2容器制造
采用机械切割时,复层朝上,并应注意防止复层表面的损伤。

对厚度大于12mm以上的复合钢板，可按设备装备情况依次采用等离子切割、气割、氧助熔剂切割。

切割后用机械方法切除热响区及端面缺陷和裂纹, 严禁将切割熔渣溅在复层表面上。

等离子切割时, 将复层面朝上, 从复层侧开始切割; 采用气割时, 复层朝下, 从基层侧开始振动切割。

容器制作要求进行预热处理时，预热按JB4709《钢制压力容器焊接工艺规程》及相关规定以基层材料为准选择预热工艺。

容器制作结束, 设计需要进行焊后热处理时, 热处理规范按基层材料规格进行选用。

对耐晶间腐蚀要求较高的设备, 如基层材料需热处理, 复层材料在基层材料热处理后再进行焊接。

为保证复合钢板不失去原有的综合性能, 焊接时基层和复
层应分别进行, 焊接工艺与相应的材料焊接工艺近似。

对I 类材料, 还应增加过渡层的焊接, 过渡层的填充材料要选择既能降低焊缝金属的稀释率, 又要防止复层材料抗腐蚀、抗裂、抗应力腐蚀性能的降低, 并对基层材料和复层材料有较好的焊接性的焊接材料。

对基层和复层进行切割和焊接时, 为了防止飞溅及熔渣粘到复层材料表面,影响材料的性能, 应在复层表面涂以保护涂层。

3成形及组装
对于复合板的成形, 在设备能力允许的条件下, 尽量采用冷加工,在成形过程中关键问题是覆层表面的保护, 因为一般覆层的厚度都很薄,稍不注意就有可能导致局部表面的机械损伤, 影响覆层的耐蚀作用。

防止这种情况产生的有效方法, 就是将曲辊及模具表面修磨光滑整洁,从而起到保护覆层的作用, 当复合板需要采用热成形时, 要注意保护成形时的终止温度和冷却速度, 加热次数不应超过两次,并且要使板均匀加热, 以保覆层材料的耐腐蚀性能。

复合板壳体的组装与一般的单层壳体的组装, 原则上没有多大区别, 只是在对口错边量控制上复合板壳体要求要严格的多。

它不是按板料的整个厚度来确定,而是按覆层的厚度来确定, 规定不得超过覆层的厚度的1/2且不大于2mm正因为如此,在前面的下料及坡口加工中, 专门强调了在下料及刨边时
必需严格控制其周长尺寸和对角线尺寸, 其目的就在于确保组
装对对口错边量符合要求。

同时也可避免强制组对。

此外, 组
装时应禁在覆层
上点焊吊耳、卡子等附属物, 以避免损伤覆层。

如必需要点焊时在拆除时必需对焊疤、弧坑等进行补焊并修磨至与母材齐平, 然后对这些部位表面做着色检查, 以防止留下微裂纹等开口性缺陷给设备的安全使用留下隐患。

4容器检验
容器制作过程中, 需对接头进行无损检测。

对基层焊缝, 按容器类别和图纸要求分别进行100%无损检测或20%局部无损检测; 然后, 再焊接复层贴条焊缝, 对复层焊缝, 一般应进行100%渗透探伤。

容器整体制作完成后, 按相关规定需对容器进行强度试验。

对I 类材料容器, 一般强度试验都可一次通过; 而对II 类材料, 由于基层和复层材料之间不易结合, 往往需反复多次才能通过强度试验。

这对容器的使用寿命来说是有害的和不允许的, 因此,在强度试验时发现复层泄漏时,应结合制造厂的条件, 优先选用检漏效率较高的检测方法,尽量减少强度试验的次数。

以下是常用的几种检漏方法的比较和介绍。

渗透检验: 采用清洗剂+渗透剂+显影剂对焊缝近表面开口状缺陷进行检验, 灵敏度较低, 可满足一般要求的缺陷检测。

肥皂水检验:操作简单,检测成本较低,需配套压缩空气进
行检测,但检测灵敏度不高,对非穿透性缺陷不易检测。

氨渗透检验: 需专用的氨试纸贴在复合板的复层侧, 通过从缺陷处渗透的氨与试纸发生反应, 从颜色的变化可定位出缺陷的位置,检测精度较高, 但其需在试验前后对空间内的空气进行置换, 如检测结束置换不完全, 残余在基层与复层间隙内的氨会造成碳钢基层的应力腐蚀, 从而降低设备的使用寿命。

氦质谱检漏: 利用全自动氦质谱检漏仪, 从检漏孔中通入氦气, 在容器内部用灵敏度较高的检漏仪可轻松地找到漏点。

这种方法检漏效率高, 方便、快捷。

残留物质为氦气, 不会对基层材料性能造成影响。

但需专用设备, 成本较高。

5结语
对复合材料制作压力容器,由于其良好的应用前景, 随着其不断地向各个应用领域的延伸, 其制造技术及工艺也会逐渐凸现出现,相信一些新的、先进的制作工艺也会逐步得到推广和应用。