[发明专利]大厚度超低温压力容器用爆炸焊接09MnNiDR复合板生产工艺

说明书

技术领域

本发明属于爆炸焊接金属复合板制造领域，特别涉及一种大厚度超低温压力容器用爆炸焊接09MnNiDR复合板生产工艺。

背景技术

近年来，随着石油、化工、煤化工、深冷制药、核电等行业的深度发展，用于制造深冷设备、满足高腐蚀介质需求的大型化工设备用爆炸焊接金属复合板得到迅猛发展，市场对大厚度、超低温压力容器用爆炸焊接金属复合板的需求也越来越大。由于这些大型压力容器所处的特殊环境以及介质腐蚀情况的复杂多变性，低温压力容器用爆炸焊接金属复合板的各项性能指标要求越来越严苛，由于爆炸焊接大厚度复合板的淬透性较差，通过正火细化心部晶粒的能力有限，一般难以保证其心部的力学性能满足设计要求。目前国内大型关键低温压力容器用金属复合板基本上还依赖进口。因此，研究开发大厚度超低温压力容器用爆炸焊接09MnNiDR复合板，满足深冷装备制造业对大厚度超低温金属复合板的需求，势在必行。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足提供一种工艺参数设计合理、生产效率高、成本低，且具有优良的低温冲击性能的大厚度超低温压力容器用爆炸焊接09MnNiDR复合板生产工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：一种大厚度超低温压力容器用爆炸焊接09MnNiDR复合板生产工艺，该生产工艺如下：

步骤S01：基、复板处理；

步骤S02：爆炸焊接工艺，包括基、复板配装、爆炸焊接及引爆；所述爆炸焊接包括：（1）药框：根据设计装药高度，在复板四周安放药框，药框材质为硬板纸或纤维板，并沿复板外边缘用胶带密封，以防炸药滴漏至基板表面；（2）铺药：在复板上按设计药高铺设配制的低爆速炸药，铺设炸药完成后，沿长边边部铺设一条宽度为30mm、深度等同设计高度的高爆速炸药，以控制低爆速炸药爆轰波运动方向接近于基板的轧制方向，使复合板结合界面的波纹沿基板轧制方向分布，增强复合板结合界面的结合强度；

步骤S03：热处理工艺：（1）加热：将超低温钢09MnNiDR复合板在炉温达到450±15℃时入炉，870℃以下升温速度为≥200℃/h、870-930℃之间时升温速度为≤80℃/h，（2）保温：保温时间设计为1.5min/mm，超低温钢09MnNiDR复合板总厚度为64-84mm，也即保温总时间为96-126min；（3）冷却：达到设计保温时间后出炉，超低温钢09MnNiDR复合板四周使用水雾风机喷雾冷却，中心部位使用5％的低浓度盐水喷淋，使中部降温速度与周边接近，在500℃以上时，降温速度保持在150-200℃/h之间，冷却到500℃以下时停止喷雾喷水，进入自然冷却阶段。

所述步骤S01中基板处理包括：退火、校平及待结合面处理，消除钢板的残余应力，提高其塑性，以避免在爆轰波作用下断裂，保证钢板平度，板面纵横向平度≤6mm，使用机械或化学方法去除待结合面氧化层，露出新鲜金属表面，保证待结合表面粗糙度Ra≤1.6um；复板处理包括：拼焊、校平及抛光，按规定工艺尺寸拼接复板，拼接完成后锤击焊缝，以消除板面由于拼接焊缝引起的焊接应力，避免在爆轰波作用下焊缝开裂，保证不锈钢板的平度，板面纵横向平度≤4mm，千叶轮或砂带抛光去除待结合表面氧化层，使其待结合表面粗糙度Ra≤1.6um。

所述步骤S02中基、复板配装包括：将基板水平放置于沙土之上，基复板之间间隙为10-12mm，复板外表面涂刷机油，以防止复板在爆轰波作用下过烧。

所述步骤S02中引爆包括：把雷管放置到已铺设高爆速炸药的中段上引爆，在炸药爆轰波的作用下，超低温钢09MnNiDR钢板就能和S31603或S30403等不锈钢强固的冶金结合在一起。

该生产工艺还包括成型工艺，包括：校平，使用矫直机或油压机，对超低温钢09MnNiDR复合板按技术数据要求校平；切边，按工艺尺寸要求，切除四周边缘；包装，按设计工艺要求，包装产品。

该生产工艺采用超低温钢09MnNiDR作为基板，厚度60~80mm；复合板采用不锈钢类如S31603或S30403，厚度4mm。