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）工程技術有限公司

摘要：介紹了複合鋼闆的制造工藝、力學性能及焊接要求，對不鏽鋼及複合鋼闆的經濟性進行了比較。複合鋼闆在焦化行業的應用既能滿足設計要求，又能保證設備的連續穩定運行，同時可節約有色金屬資源。
 
正文
在焦化企業中，煤氣淨化是最爲重要的單元之一。煤氣淨化單元中大部分的設備需承裝腐蝕性介質。以前主要采用碳鋼内表面塗重防腐塗料和直接采用耐腐蝕的不鏽鋼材料等方法。碳鋼内表面塗重防腐塗料的防腐蝕工藝施工難度大、使用壽命短，難以達到設計要求。直接采用耐腐蝕的不鏽鋼材料可滿足設計使用要求，但一次性投資較大，同時也浪費了大量的有色金屬資源。随着複合鋼闆生産工藝的不斷改進，同時衆多鋼企大量引進國外先進的複合鋼闆軋制設備，價格低廉、性能優良的複合鋼闆在石油、化工、軍工等各行業的應用日益廣泛，在焦爐煤氣淨化領域也受到青睐。
1焦化行業防腐材料應用現狀 
1.1碳鋼内襯玻璃鋼 
碳鋼内襯玻璃鋼技術爲焦化行業早期應用的技術，因其施工難度大、要求高，難于滿足設計使用要求，故已被淘汰。
1.2碳鋼内塗重防腐塗料 
碳鋼内塗重防腐塗料是目前焦化行業通常采用的技術，其使用壽命大多爲1~2年，不能保證在整個設備使用周期内的防腐效果，需要多次修補防腐塗層。修補防腐襯層時需要相應裝置停産，停産期間煤氣淨化各項指标無法保證，面臨巨大的環保壓力，甚至産生巨額環保罰款。
1.3不鏽鋼 
整體不鏽鋼材質可滿足設計使用要求，但一次性成本投入較大。
1.4複合鋼闆 
複合鋼闆技術既能保證設備長期穩定運行，又可降低一次性成本投入，是性價比較高的應用技術。
2複合鋼闆技術 
2.1複合鋼闆制造工藝 
目前，我國複合鋼闆的生産工藝主要包括直接軋制法、爆炸法和堆焊法。3種複合鋼闆的适用範圍及優缺點見表1。
1） 直接軋制法是通過軋制力使金屬複合的方法，是生産複合鋼闆較爲普遍的方法，可分爲熱軋複合法、冷軋複合法和真空軋制複合法。
2） 爆炸法是利用炸藥爆炸時産生的超高壓力，使母材與包覆材結合在一起的方法。
3） 堆焊法是指采用自動平闆焊接設備，在碳鋼闆上堆焊形成覆合層的方法。
 

2.2複合鋼闆力學性能 
複合鋼闆要求具有拉伸、彎曲等力學性能。爲保證複合鋼闆不失去原有的綜合性能，對基層和覆層必須分别焊接，焊接性、焊接材料、焊接工藝等由基層和覆層材料決定。

2.3複合鋼闆的焊接 
複合鋼闆在焊接時，既要滿足基層的焊接結構強度，又要使較薄的覆層滿足耐腐蝕性能，故在焊接中應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，易産生裂縫，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。
由于複合鋼闆的特殊性，其制造和焊接都比單層鋼闆複雜，爲保證焊接質量，需嚴格采用複合鋼闆特殊的制造工藝和焊接工藝。
3經濟性分析 
3.1一次性投資報價 
材料報價參考中國建材在線網公布的價格以及國内主要焦化設備制造廠家的報價，本文選取304不鏽鋼闆及304+Q235B複合鋼闆進行比較，具體材料報價見表2。從表2可以看出，與不鏽鋼闆相比，複合鋼闆具有較大的價格優勢，且闆厚越厚價格優勢越明顯。
 
 
3.2實例驗證 
以某焦化工程煤氣淨化脫硫裝置爲例，就不鏽鋼與複合鋼闆的經濟性加以對比。該項目爲4×60孔7m頂裝焦爐，煤氣處理量160 000m³/h。脫硫裝置主要非标設備配置爲4台脫硫塔、2台再生塔、1台事故槽、2台反應槽和4台泡沫槽，采用2種材料的投資對比見表3。從表3可以看出，該脫硫裝置設備材質若采用複合鋼闆，可比采用不鏽鋼節約投資1 006萬元，節省約26.1%的設備投資。
 

4結語 
複合鋼闆在焦化行業的應用既能滿足設計要求，又能保證設備的連續穩定運行，同時可節約有限的有色金屬資源。與不鏽鋼相比，可節省大量投資；與碳鋼内塗重防腐塗料相比，不需要定期停産大修，減少了環境污染。