無錫不銹鋼復合板產生裂紋的原因分析及處理方法
某公司2004年制造了一臺原料油緩沖罐。該容器選材為爆炸無錫不銹鋼復合板16MnR+316L(12+3),鋼板應符合JB4733—1996《壓力容器用爆炸無錫不銹鋼復合板》的要求。該容器在制造過程中,檢驗人員發現卷制的筒體上有裂紋產生,通過檢查和測量,發現裂紋長度可達到7mm。表面看裂紋基本上為直線,探傷人員經滲透(PT)檢測并打磨后測其深度達到3~4mm,打磨后可以看見,在母材上的裂紋是從表面向內部擴展,其裂紋有如下幾點顯著特征:(1)裂紋具有明顯的方向性,沿鋼板寬度方向發展;(2)裂紋處于連續細線狀分布;(3)裂紋處于母材基層上。
裂紋的產生
(1)此批鋼板到貨后,驗收人員打開包裝進行檢查,發現在母材的復層表面有多處部位顏色與整體鋼板有偏差,通過檢驗人員確認,這些顏色不同的部位均是到貨前,廠家經過后續焊補并打磨后產生的,這說明該批鋼板在爆炸成型后的表面質量不理想,廠商在爆炸后對鋼板結合不良處進行了焊補。(2)在容器制造過程中,生產廠家曾對其表面平直度進行了測量,發現鋼板表面有凹凸不平的現象存在。對卷制完成的筒體進行校圓,我們所用的卷板機是上輥數控卷板機,在卷制時特別對凹凸不平處進行重點校圓,由于鋼板表面的不平,校圓時容易產生尖角,輥子在該截面上來回滾動,卷板機的輥子壓不到該處,只能在周圍壓制,如此反復的進行校圓,其結果就是造成應力向輥子壓不到的地方去,形成應力集中,導致裂紋產生。
無錫不銹鋼復合板裂紋的處理辦法:
原材料的質量是后續施工的關鍵,是容器制造質量的基本保證,所以控制好原材料的驗收是以后制造的前提和重點工作。而對于復合鋼板來說,由于其制造過程的特殊性,在驗收此類鋼板時,建議對此鋼板邊緣200mm范圍和焊補過的鋼板周圍進行100%超聲(UT)檢測,避免內部存在裂紋。我們采用的是數字超聲波檢測儀,型號CUD2030,耦合劑采用的是高級車用潤滑油(機油)。
(1)將無錫不銹鋼復合板原材料,進行過焊補的部位作為重點控制點,在焊補范圍較大或者焊補較多的地方,采取必要的檢測手段進行復驗,預防缺陷的存在。同時,在生產過程中,也應把這些部位做好標記,作為制造重要控制部位,在卷制過程、校圓過程、焊接前后都應認真檢查,必要時可采取相應的檢測手段;
(2)如果到貨鋼板的表面不平,在卷制及校圓過程中,應盡量避免在尖角處使用較大的壓力,可采用加墊板等方式進行校圓,避免在尖角處產生較大的應力集中從而使后續的施工工序留下隱患;
(3)對于比較特殊的容器:比如原材料是特殊鋼板、容器材料焊接工藝復雜、容器壁厚大等等,在生產制造過程中,除了進行必要的檢測外有必要增加檢測手段,以最大程度預防出現各種裂紋。