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[摘 要]在不锈钢复合板压力容器设计制造中，需要注意多个关键技术点。本文将不锈钢复合板压力容器设计制造技术分为不锈钢复合板压力容器筒体壁厚设计制造、不锈钢复合板压力容器封头设计制造、不锈钢复合板压力容器焊接接头设计制造和不锈钢复合板压力容器无损检测这四个方面进行探讨，希望可以为业内起到一定参考作用。
[关键词]不锈钢复合板；压力容器；设计制造
中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0083-01
前言：
不锈钢复合板主要是以低合金钢与碳素钢作为基材，以不锈钢作为覆材，利用热轧、爆炸及堆焊等方法对其进行加工处理以形成的一个整体，不锈钢复合板本身具有碳素钢、不锈钢与低合金钢的优点；而压力容器主要指的是盛装液体或气体，可以对一定压力予以承载的密闭设备，压力容器性能需要随着具体盛装物复杂程度而增强。
一、不锈钢复合板压力容器筒体壁厚设计制造
不锈钢复合板压力容器通常采用爆炸成形的加工方式，其具體技术要求需要符合NB/T47002.1相关规定，基材和覆材未结合率需要在5%以下，界面结合剪切强度需要在210MPa以上。在壁厚设计中，通常情况下，不会对覆材强度进行考虑，覆材厚度需要考虑腐蚀裕量，需要针对防腐蚀进行设计。在选取基材厚度时，需要对容器强度要求予以考虑。基材厚度允许偏差范围为基材标准偏差正负偏差的数值各减0.5mm，覆材厚度允许偏差和基材厚度允许偏差的总和为复合板总厚度允许偏差。在设计不锈钢复合板厚度时，需要对材料加工导致的偏差予以考虑，确保厚度可以满足相关标准要求[1]。
二、不锈钢复合板压力容器封头设计制造
在不锈钢复合板压力容器中，封头为常用受压元件，对于压力容器来说，封头安全性能十分重要，在封头设计中，需要确保封头最小厚度可以对强度设计要求予以满足。在验收不锈钢复合板封头时，需要确保实测成形最小厚度需要大于设计标注的最小厚度。以EHA1600不锈钢复合板椭圆形封头的设计为例，基材计算厚度是9.72mm，钢板厚度负偏差为0.3mm，腐蚀裕量是0mm，名义厚度是12mm，在设计图纸中，没有对成形后的最小厚度进行标注，只有名义厚度，在进行设计制造时，如果依照12mm的名义厚度采购钢板，那么在封头成形后，其厚度为10.56mm，名义厚度减钢板负偏差是11.7mm，根据相关标准，在验收时可以判定此封头并不合格。如果将10.02mm成形最小厚度标注在设计图纸上，那么经过实测可以发现封头合格。因此，为让压力容器强度安全性得到保障，设计者需要将封头成型后最小厚度在设计图纸上进行标明，在设计结果合格得到保证的前提条件下，可以让制造方浪费材料现象得到有效避免。在计算不锈钢复合板封头强度时，需要对基材强度予以考虑，在验收过程中可以让基材厚度值更为明确，在设计制造过程中，制造单位、设计单位需要对封头冲压成型过程中的厚度减薄率予以充分考虑，需要注意封头成形厚度减薄率、公称直径、封头形式和钢材厚度具有关联性。
三、不锈钢复合板压力容器焊接接头设计制造
（一）过渡层焊接控制
不锈钢复合板两种材料的化学性能、力学性能和物理性能等方面具有一定差异，所以，需要分别焊接基材与覆材。在焊接过程中，会出现碳迁移情况和元素稀释情况。基材会稀释覆材，让覆材中铬金属、镍金属含量减少，并让碳朝着覆材迁移。在稀释完成之后，边界处会有低硬度脱碳带与高硬度增碳带出现，可能会让此区域脆化，让基材强度与覆材耐腐蚀性降低。对此，需要焊接不锈钢复合板过滤层。在实际焊接过程中，为让合金元素损失得到弥补，让过滤层合金性能水平得到保持，需要选择含碳量低且含有Ni、Cr等合金元素量高的焊接材料，同时还需要对抗裂性进行考虑，对焊缝稀释率予以控制。在选择过滤层焊接材料时，首选含镍、铬相对较搞的超低碳不锈钢焊条，让基材对覆材的元素稀释得到弥补，控制覆材熔焊厚度约1mm，控制基材熔焊厚度约2mm[2]。
（二）筒体焊接方法
为让覆材焊接复杂程度减少，让焊接质量得到保障，需要在接头焊接设计时尽量选择融合比小、填充金属少的材料，依照坡口位置，可以将不锈钢复合板筒体焊接分为三种方法：（1）开在覆材侧。如果坡口开在覆材侧，为了让基材中碳含量的增加现象得到避免，需要刨去接头附近覆材金属，控制刨边宽度约为5mm，深度大约比覆材厚度多1mm。此种方法虽然让整个焊接工作量增大，但是却可以让覆材与基材元素迁移情况的出现得到有效避免，可以保证基材焊缝不会有脆化、硬化问题。与此同时，在容器外部可完成清根工作，清理十分方便，可以让覆材损伤现象得到有效避免。（2）开在基材侧。此种形式坡口可以让焊接工作量得到有效减少，但与此同时，此种方法也有可能让焊接质量降低。需要在容器内部完成焊接清根工作，可能会对覆材表面造成污染。（3）均有坡口。如果不锈钢复合板相对较厚，那么可以采用此种形式坡口，主要为X型、U型和V型。
四、不锈钢复合板压力容器无损检测
在不锈钢复合板压力容器的设计制造中，为确保其质量得到保证，需要采用无损检测技术。对此，可以采用超声波检测方法与射线检测方法来检测基材A、B类焊接接头，如果发现有超标缺陷情况，那么需要对其进行及时返修。如果检测产品合格，那么可以打磨处理基材焊缝，后利用磁粉来进行检测，确保过渡层结合面没有缺陷。之后可以焊接过渡层，并渗透检测覆材表面，此种检测方法可以让过渡层漏检现象得到规避。对于不锈钢复合板压力容器中的C、D焊接接头和其他焊接接头来说，设计人员可以依照压力容器具体情况和焊接部位的重要程度对其合格级别、检测方法进行确定。与此同时，还需要对吊耳、支腿、裙座等和压力容器主体的焊接接头强度予以详细考虑，确保不锈钢复合板压力容器使用寿命和使用安全性。
结论：综上所述，在不锈钢复合板压力容器设计制造时，设计人员需要对压力容器制作中可能出现的偏差予以考虑，需要注意复合板产生负偏差、材料浪费、封头验收标准及坡口形式等方面，除此之外，还需要依照压力容器应用环境及自身特点对检测方法进行合理选择。
参考文献
[1] 赵子亮.不锈钢复合板压力容器的设计制造技术分析[J].化工管理，2014（33）：46.
[2] 王建，周红.不锈钢复合板压力容器的设计制造技术[J].化学工程与装备，2014（08）：140-142.
[关键词]不锈钢复合板；压力容器；设计制造
中图分类号：TG441 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）20-0083-01
前言：
不锈钢复合板主要是以低合金钢与碳素钢作为基材，以不锈钢作为覆材，利用热轧、爆炸及堆焊等方法对其进行加工处理以形成的一个整体，不锈钢复合板本身具有碳素钢、不锈钢与低合金钢的优点；而压力容器主要指的是盛装液体或气体，可以对一定压力予以承载的密闭设备，压力容器性能需要随着具体盛装物复杂程度而增强。
一、不锈钢复合板压力容器筒体壁厚设计制造
不锈钢复合板压力容器通常采用爆炸成形的加工方式，其具體技术要求需要符合NB/T47002.1相关规定，基材和覆材未结合率需要在5%以下，界面结合剪切强度需要在210MPa以上。在壁厚设计中，通常情况下，不会对覆材强度进行考虑，覆材厚度需要考虑腐蚀裕量，需要针对防腐蚀进行设计。在选取基材厚度时，需要对容器强度要求予以考虑。基材厚度允许偏差范围为基材标准偏差正负偏差的数值各减0.5mm，覆材厚度允许偏差和基材厚度允许偏差的总和为复合板总厚度允许偏差。在设计不锈钢复合板厚度时，需要对材料加工导致的偏差予以考虑，确保厚度可以满足相关标准要求[1]。
二、不锈钢复合板压力容器封头设计制造
在不锈钢复合板压力容器中，封头为常用受压元件，对于压力容器来说，封头安全性能十分重要，在封头设计中，需要确保封头最小厚度可以对强度设计要求予以满足。在验收不锈钢复合板封头时，需要确保实测成形最小厚度需要大于设计标注的最小厚度。以EHA1600不锈钢复合板椭圆形封头的设计为例，基材计算厚度是9.72mm，钢板厚度负偏差为0.3mm，腐蚀裕量是0mm，名义厚度是12mm，在设计图纸中，没有对成形后的最小厚度进行标注，只有名义厚度，在进行设计制造时，如果依照12mm的名义厚度采购钢板，那么在封头成形后，其厚度为10.56mm，名义厚度减钢板负偏差是11.7mm，根据相关标准，在验收时可以判定此封头并不合格。如果将10.02mm成形最小厚度标注在设计图纸上，那么经过实测可以发现封头合格。因此，为让压力容器强度安全性得到保障，设计者需要将封头成型后最小厚度在设计图纸上进行标明，在设计结果合格得到保证的前提条件下，可以让制造方浪费材料现象得到有效避免。在计算不锈钢复合板封头强度时，需要对基材强度予以考虑，在验收过程中可以让基材厚度值更为明确，在设计制造过程中，制造单位、设计单位需要对封头冲压成型过程中的厚度减薄率予以充分考虑，需要注意封头成形厚度减薄率、公称直径、封头形式和钢材厚度具有关联性。
三、不锈钢复合板压力容器焊接接头设计制造
（一）过渡层焊接控制
不锈钢复合板两种材料的化学性能、力学性能和物理性能等方面具有一定差异，所以，需要分别焊接基材与覆材。在焊接过程中，会出现碳迁移情况和元素稀释情况。基材会稀释覆材，让覆材中铬金属、镍金属含量减少，并让碳朝着覆材迁移。在稀释完成之后，边界处会有低硬度脱碳带与高硬度增碳带出现，可能会让此区域脆化，让基材强度与覆材耐腐蚀性降低。对此，需要焊接不锈钢复合板过滤层。在实际焊接过程中，为让合金元素损失得到弥补，让过滤层合金性能水平得到保持，需要选择含碳量低且含有Ni、Cr等合金元素量高的焊接材料，同时还需要对抗裂性进行考虑，对焊缝稀释率予以控制。在选择过滤层焊接材料时，首选含镍、铬相对较搞的超低碳不锈钢焊条，让基材对覆材的元素稀释得到弥补，控制覆材熔焊厚度约1mm，控制基材熔焊厚度约2mm[2]。
（二）筒体焊接方法
为让覆材焊接复杂程度减少，让焊接质量得到保障，需要在接头焊接设计时尽量选择融合比小、填充金属少的材料，依照坡口位置，可以将不锈钢复合板筒体焊接分为三种方法：（1）开在覆材侧。如果坡口开在覆材侧，为了让基材中碳含量的增加现象得到避免，需要刨去接头附近覆材金属，控制刨边宽度约为5mm，深度大约比覆材厚度多1mm。此种方法虽然让整个焊接工作量增大，但是却可以让覆材与基材元素迁移情况的出现得到有效避免，可以保证基材焊缝不会有脆化、硬化问题。与此同时，在容器外部可完成清根工作，清理十分方便，可以让覆材损伤现象得到有效避免。（2）开在基材侧。此种形式坡口可以让焊接工作量得到有效减少，但与此同时，此种方法也有可能让焊接质量降低。需要在容器内部完成焊接清根工作，可能会对覆材表面造成污染。（3）均有坡口。如果不锈钢复合板相对较厚，那么可以采用此种形式坡口，主要为X型、U型和V型。
四、不锈钢复合板压力容器无损检测
在不锈钢复合板压力容器的设计制造中，为确保其质量得到保证，需要采用无损检测技术。对此，可以采用超声波检测方法与射线检测方法来检测基材A、B类焊接接头，如果发现有超标缺陷情况，那么需要对其进行及时返修。如果检测产品合格，那么可以打磨处理基材焊缝，后利用磁粉来进行检测，确保过渡层结合面没有缺陷。之后可以焊接过渡层，并渗透检测覆材表面，此种检测方法可以让过渡层漏检现象得到规避。对于不锈钢复合板压力容器中的C、D焊接接头和其他焊接接头来说，设计人员可以依照压力容器具体情况和焊接部位的重要程度对其合格级别、检测方法进行确定。与此同时，还需要对吊耳、支腿、裙座等和压力容器主体的焊接接头强度予以详细考虑，确保不锈钢复合板压力容器使用寿命和使用安全性。
结论：综上所述，在不锈钢复合板压力容器设计制造时，设计人员需要对压力容器制作中可能出现的偏差予以考虑，需要注意复合板产生负偏差、材料浪费、封头验收标准及坡口形式等方面，除此之外，还需要依照压力容器应用环境及自身特点对检测方法进行合理选择。
参考文献
[1] 赵子亮.不锈钢复合板压力容器的设计制造技术分析[J].化工管理，2014（33）：46.
[2] 王建，周红.不锈钢复合板压力容器的设计制造技术[J].化学工程与装备，2014（08）：140-142.