詳情介紹

作者：劉文茂 薛路舟 苑松柏 劉永祿 李曉旭
單位：中冶焦耐（大連）工程技術(shù)有限公司

摘要：介紹了復(fù)合鋼板的制造工藝、力學(xué)性能及焊接要求，對不銹鋼及復(fù)合鋼板的經(jīng)濟性進行了比較。復(fù)合鋼板在焦化行業(yè)的應(yīng)用既能滿足設(shè)計要求，又能保證設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運行，同時可節(jié)約有色金屬資源。
 
正文
在焦化企業(yè)中，煤氣凈化是最為重要的單元之一。煤氣凈化單元中大部分的設(shè)備需承裝腐蝕性介質(zhì)。以前主要采用碳鋼內(nèi)表面涂重防腐涂料和直接采用耐腐蝕的不銹鋼材料等方法。碳鋼內(nèi)表面涂重防腐涂料的防腐蝕工藝施工難度大、使用壽命短，難以達到設(shè)計要求。直接采用耐腐蝕的不銹鋼材料可滿足設(shè)計使用要求，但一次性投資較大，同時也浪費了大量的有色金屬資源。隨著復(fù)合鋼板生產(chǎn)工藝的不斷改進，同時眾多鋼企大量引進國外先進的復(fù)合鋼板軋制設(shè)備，價格低廉、性能優(yōu)良的復(fù)合鋼板在石油、化工、軍工等各行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛，在焦爐煤氣凈化領(lǐng)域也受到青睞。
1焦化行業(yè)防腐材料應(yīng)用現(xiàn)狀 
1.1碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼 
碳鋼內(nèi)襯玻璃鋼技術(shù)為焦化行業(yè)早期應(yīng)用的技術(shù)，因其施工難度大、要求高，難于滿足設(shè)計使用要求，故已被淘汰。
1.2碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料 
碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料是目前焦化行業(yè)通常采用的技術(shù)，其使用壽命大多為1~2年，不能保證在整個設(shè)備使用周期內(nèi)的防腐效果，需要多次修補防腐涂層。修補防腐襯層時需要相應(yīng)裝置停產(chǎn)，停產(chǎn)期間煤氣凈化各項指標無法保證，面臨巨大的環(huán)保壓力，甚至產(chǎn)生巨額環(huán)保罰款。
1.3不銹鋼 
整體不銹鋼材質(zhì)可滿足設(shè)計使用要求，但一次性成本投入較大。
1.4復(fù)合鋼板 
復(fù)合鋼板技術(shù)既能保證設(shè)備長期穩(wěn)定運行，又可降低一次性成本投入，是性價比較高的應(yīng)用技術(shù)。
2復(fù)合鋼板技術(shù) 
2.1復(fù)合鋼板制造工藝 
目前，我國復(fù)合鋼板的生產(chǎn)工藝主要包括直接軋制法、爆炸法和堆焊法。3種復(fù)合鋼板的適用范圍及優(yōu)缺點見表1。
1） 直接軋制法是通過軋制力使金屬復(fù)合的方法，是生產(chǎn)復(fù)合鋼板較為普遍的方法，可分為熱軋復(fù)合法、冷軋復(fù)合法和真空軋制復(fù)合法。
2） 爆炸法是利用炸藥爆炸時產(chǎn)生的超高壓力，使母材與包覆材結(jié)合在一起的方法。
3） 堆焊法是指采用自動平板焊接設(shè)備，在碳鋼板上堆焊形成覆合層的方法。
 

2.2復(fù)合鋼板力學(xué)性能 
復(fù)合鋼板要求具有拉伸、彎曲等力學(xué)性能。為保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，對基層和覆層必須分別焊接，焊接性、焊接材料、焊接工藝等由基層和覆層材料決定。

2.3復(fù)合鋼板的焊接 
復(fù)合鋼板在焊接時，既要滿足基層的焊接結(jié)構(gòu)強度，又要使較薄的覆層滿足耐腐蝕性能，故在焊接中應(yīng)處理好以下兩個問題：① 避免基層鉻、鎳等元素含量增高，鉻、鎳含量增高會使基層焊縫形成硬脆組織，易產(chǎn)生裂縫，影響焊接強度；② 避免覆層增碳，覆層焊縫增碳會大大降低其耐腐蝕性。
由于復(fù)合鋼板的特殊性，其制造和焊接都比單層鋼板復(fù)雜，為保證焊接質(zhì)量，需嚴格采用復(fù)合鋼板特殊的制造工藝和焊接工藝。
3經(jīng)濟性分析 
3.1一次性投資報價 
材料報價參考中國建材在線網(wǎng)公布的價格以及國內(nèi)主要焦化設(shè)備制造廠家的報價，本文選取304不銹鋼板及304+Q235B復(fù)合鋼板進行比較，具體材料報價見表2。從表2可以看出，與不銹鋼板相比，復(fù)合鋼板具有較大的價格優(yōu)勢，且板厚越厚價格優(yōu)勢越明顯。
 
 
3.2實例驗證 
以某焦化工程煤氣凈化脫硫裝置為例，就不銹鋼與復(fù)合鋼板的經(jīng)濟性加以對比。該項目為4×60孔7m頂裝焦爐，煤氣處理量160 000m³/h。脫硫裝置主要非標設(shè)備配置為4臺脫硫塔、2臺再生塔、1臺事故槽、2臺反應(yīng)槽和4臺泡沫槽，采用2種材料的投資對比見表3。從表3可以看出，該脫硫裝置設(shè)備材質(zhì)若采用復(fù)合鋼板，可比采用不銹鋼節(jié)約投資1 006萬元，節(jié)省約26.1%的設(shè)備投資。
 

4結(jié)語 
復(fù)合鋼板在焦化行業(yè)的應(yīng)用既能滿足設(shè)計要求，又能保證設(shè)備的連續(xù)穩(wěn)定運行，同時可節(jié)約有限的有色金屬資源。與不銹鋼相比，可節(jié)省大量投資；與碳鋼內(nèi)涂重防腐涂料相比，不需要定期停產(chǎn)大修，減少了環(huán)境污染。