CN201329685Y - C-22合金/钢爆炸复合板 - Google Patents

Abstract

C－22合金/钢爆炸复合板，由C－22合金板和基层钢板构成复合板，C－22合金板厚度为2－5mm，钢基板的厚度为30－100mm。本实用新型实现了大面积的C－2000合金和钢的爆炸复合，其贴合率和剪切强度等性能均能满足JB/T4748－2002《压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板》标准及ASME SA－265《镍和镍基合金复合钢板》标准的要求，生产的C－2000合金复合钢板满足设备制造及化工等行业发展的需要。

Description

C-22合金/钢爆炸复合板

技术领域

本实用新型一种用爆炸复合方法生产金属爆炸复合板，属于复合板制造领域。

背景技术

C-22合金是属于镍-铬-钼-钨系镍基合金。它是现代金属材料中最耐腐蚀的一种。比其它现有的镍铬钼合金拥有更好的总体抗腐蚀性能，包括HASTELLOY C-276、C-4合金及625合金。C-22合金有很好的抗点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂的能力。它具有优异的抗氧化水介质能力，包括湿氯、硝酸或者含有氯化物离子的氧化性酸的混合酸。同时，C-22合金也有理想的抵抗过程中遭遇的还原性和氧化性环境的能力。依靠这种万能性能，它能在一些令人头疼的环境中使用，或者在多种生产目的的工厂中应用。因此近年来在石油化工、制盐和环保工程、海洋工程中的应用也逐渐增多。但此材料国内现在没有厂家生产，全依靠进口，价格很高，因此在保证不降低设备使用寿命和性能的前提下，采用C-22合金-钢复合板，不仅充分利用了材料的特性——由C-22合金作为接触腐蚀介质的复层，由钢作为承受载荷的基层，而且还大大降低了设备的造价，节约了用材。

C-22合金是由HASTELLOY开发的一种镍基合金，随着近几年国内化学工业的快速发展，越来越多的领域需要进口大量C-22合金板材制造成各种设备或构件，但由于该材料价格昂贵，近几年国内很多化工厂家提出要研究生产C-22复合板。从目前国内设备制造发展的形式来看，设备的大型化是一个必然的发展趋势，因此制造设备所需单张板面积也越来越大，同事此材料强度密度都较高，这些都给爆炸复合带来了很大的难度。通过前期试验发现，单张板幅尺寸超过20m²时在其两端通常出现不贴合。主要原因是端部残留射流的堆积，爆炸复合的机理是利用炸药爆炸产生的能量，推动复板向基板高速碰撞而产生高速喷射的射流，从而获得原子间的冶金结合。因为爆炸过程会产生射流，从而对基复板表面进行自清理，使得新鲜金属结合，但是板幅过大后射流物质越来越多，到两端后射流物质就不能完全排除，部分射流就被拘束在结合区内，导致两端结合强度差甚至是不贴合。目前国内化工等行业所用类似的复合材料大多用奥氏体不锈钢复合板代用，这就缩短了设备的使用寿命，增大了材料的浪费，与国家节能减耗的发展政策不相符合，也不利于民族工业的发展。因此必须自主创新，研发出符合化工等行业使用要求的大面积C-22合金-钢复合板，这对于节约材料、延长设备的使用寿命有着重要的意义。

实用新型内容

本实用新型目的是，以炸药作为能源，通过爆炸复合的方法生产C-22合金-钢复合板，以实现国产化的要求，满足我国化工等行业发展的需要。

本实用新型的技术方案是：C-22合金/钢爆炸复合板，由C-22合金板、和基层钢板构成复合板。C-22合金板厚度为2-5mm，钢基板的厚度为30-100mm。

在复层C-22合金板(4)上应铺设较大的药量，通过爆炸现场呈角度法的安装布置，最终使之实现大面积的连续焊接，满足JB/T4748-2002《压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板》标准及ASME SA-265《镍和镍基合金复合钢板》标准的要求，贴合率可达到99％以上，最小剪切强度τ_b≥210Mpa。

C-22合金-钢复合板的爆炸复合是把C-22合金板作为接触腐蚀介质的一层，钢板作为承受载荷的另外一层。由于爆炸复合过程中复板在炸药能量的作用下依此向基板加速运动，并形成一定的弯折角，才能形成基、复板间的有效结合。而C-22合金的强度相对较高，在爆炸复合过程中形成弯折角较困难，因此静态参数要选用较大的炸药用量，但是实践证明采用大药量后在爆炸复合较大面积复合板的过程中会产生的大量射流，而这些射流会滞留在复合板的结合区内，影响复合板的贴合率及剪切强度。为此，我们采取了平行法结合角度法布置，增大射流的排出通道。将C-22合金与钢之间的边部区域预留较大的支撑间距，在C-22合金板上面布置较厚的炸药，采用角度法一次爆炸复合生产出了20m²左右的C-22合金-钢复合板。

本实用新型实现了大面积的C-22合金和钢的爆炸复合，其贴合率和剪切强度等性能均能满足JB/T4748-2002《压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板》标准及ASME SA-265《镍和镍基合金复合钢板》标准的要求，生产的C-22合金复合钢板无论从力学性能还是耐腐蚀性能均能满足设备制造及化工等行业发展的需要。

附图说明

图1为本实用新型一次爆炸安装的示意图

1.雷管    2.炸药   3.保护层  4.C-22合金板

5.支撑块  6.基板   7.基础

具体实施方式

下面具体说明本实用新型的实施方式。

大面积C-22合金-钢板的爆炸复合是在现场安装时将C-22合金板放置在上面，钢板作为下面一层基板，两板之间为支撑间隙，另外，爆炸复合的药量要加大，且为了避免在爆炸复合过程中烧伤复板面，保护层也要加厚。C-22合金板厚度为δ4mm，板幅尺寸均为10080mm×2080mm(L×W)，基板厚度为860mm 16MnR钢板，板幅尺寸为10050mm×2050mm(L×W)，选用的主体炸药为粉状乳化炸药，粉状乳化炸药的参数为：爆速≥3200m/s，爆热4015KJ/Kg，爆温2654℃，爆压519Mpa，密度(0.95～1.25)g/cm³，猛度(铅柱压缩值)≥15mm。C-22合金板表面加以保护后布置炸药，引爆点放在C-22合金复板中心，即两条对角线的交点，如图1。爆炸复合后，经热处理、矫平，起爆点补焊修磨后按JB/T4748-2002《压力容器用镍及镍基合金爆炸复合钢板》标准及ASME SA-265《镍和镍基合金复合钢板》标准的要求，对贴合率及剪切强度进行检测，贴合率达99.9％以上，剪切强度τ_b≥210Mpa。

本实用新型提供了面积大于20m²的C-22合金材料，利用炸药的能量通过爆炸复合的方式使之与钢板之间实现冶金结合的方法。

Claims (1)

1、C-22合金/钢爆炸复合板，其特征是由C-22合金板和基层钢板构成复合板，C-22合金板厚度为2-5mm，钢基板的厚度为30-100mm。

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