一种核电及火电用大规格钛／钢复合板的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种核电及火电用大规格钛／钢复合板的制备方法，包括以下步骤：一、制备大规格覆层钛板或钛合金板；二、分别对覆层钛板或钛合金板和基层钢板进行表面抛光处理；三、采用角度装配法对覆层钛板或钛合金板和基层钢板进行安装组配；四、对覆层钛板或钛合金板和基层钢板进行爆炸复合，制成大规格钛／钢复合板初步产品；五、退火处理；六、矫平处理；七、后续处理：对经矫平后的钛／钢复合板初步产品进行超声波探伤、火焰切割板边、机械加工四周边和表面抛光处理以及常规性能检验。本发明专利技术操作简单、实施方便、成本低且所生产的大规格钛／钢复合板质量优良，能满足各大型工业设备及构件对钛／钢复合板的制造需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钛/钢复合板制造
，尤其是涉及一种核电及火电用 大规格钛/钢复合板的制备方法。
技术介绍
钛材具有质量轻、比强度高、耐蚀等特点，而钛/钢复合板兼顾了钛 的耐蚀性和钢板的高强度特点，并且价格相对低廉，可广泛应用于石化、 电力、湿法冶金、烧碱等工业设备和容器制造中。随着我国经济不断向前发展，各类设备和容器愈发趋于大型化，表现 为设备或构件的长度、直径和面积越来越大，因而对所需钛/钢复合板的 规格和性能提出更高要求。大规格钛/钢复合板不但可以减少焊缝长度和 数量，缩短设备制造工期，更为重要的是可以显著提高设备使用的安全性。例如，核电100万千瓦冷凝器机组用钛钢复合管板规格为5/20~60mmx 4500mm x 5600mm，釆用长度小于5600mm，宽度小于4500mm的钛/钢复合 板来制作，不仅会产生多道焊缝，加大制造成本和设备的安全隐患，而且 会逼迫企业从国外进口，增加外汇投入，不利于国内有关产业的发展规划 及爆炸焊接技术的提高。钛/钢复合板的常规生产方法釆用爆炸焊接技术，由于市场提供的钛 板尺寸有限而需拼接，爆炸复合时会发生复层焊缝冲裂、局部不结合、界 面熔化等缺陷，同时这些缺陷无法用普通焊接方法进行补焊，直接导致整 张复合板因部分不结合而报废，尤其不利于制造大规格钛/钢复合板。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供，其操作简单、实施方便、 成本低且所生产的大规格钛/钢复合板质量优良，能满足各大型工业设备 及构件对钛/钢复合板的制造需求。为解决上述技术问题，本专利技术釆用的技术方案是 一种核电及火电用大规格钛/钢复合板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤步骤一、制备大规格覆层钛板或钛合金板，其制备过程如下101、 轧制将材质为纯钛或钛合金的钛锭置于轧机上进行单轧或叠 轧，制造出厚度为3~10mm、宽度〉1800咖且长度> 3000mm的钛板或钛合 金板；102、 拼焊釆用常规拼焊设备和工艺，将步骤一中所述的钛板或钛 合金板对接拼焊成3120~ 10120腿x 2580 ~ 5080醒x 3~ 10mm的大规格钬 板或钛合金板；103、 退火矫平釆用常规退火工艺和矫平工艺，对所述大规格钛板 或钛合金板进行退火处理和矫平处理，使大规格钛板或钛合金板的平整度 《6mm/m,获得大规格覆层钬板或钬合金板；步骤二、对覆层钛板或钛合金板进行表面抛光处理，使得其表面粗糙 度Ra为0. 8 12.8!im;同时，对基层钢板进行常规表面打磨抛光处理，使 得其表面粗糙度Ra为0. 8~12. 8pm，所述基层钢板的尺寸为3000 ~ 10000mm x 2500 ~ 5000mm x 20 ~ 60mm;步骤三、釆用角度装配法对覆层钛板或钛合金板和基层钢板进行安装 组配，其安装组配过程如下301、 将基层钢板水平铺放在地基或水平操作台面上；302、 通过多个硬质金属支撑件将覆层钛板或钛合金板固定安装在基 层钢板正上方，并使得大规格覆层钛板或钛合金板和基层钢板间的倾斜角 度为0° ~ 30°且二者间间隙的最小值为2~18mm;303、 在覆层钛板或钛合金板的上部均勾布设一层爆炸过程中保护覆 层钛板或钛合金板的上表面不被损坏的保护层；304、 在保护层上部均匀布设一炸药层，炸药层中的主体炸药为粉状 乳化炸药且其高度为15 ~ 80mm;305、 在覆层钛板或钛合金板几何中心部位正上方的炸药层中布设引 爆装置；步骤四、爆炸复合点燃引爆装置且经瞬间爆轰后，制成大规格钛/ 钢复合板初步产品；步骤五、退火处理釆用热处理炉对所述大规格钛/钢复合板初步产 品进行退火处理，退火温度为400 ~ 70(TC且退火时间为l~6h;步骤六、矫平处理釆用油压机对经退火处理后的所述大规格钛/钢 复合板初步产品进行矫平，直至达到设计所需的平整度要求；步骤七、后续处理对经矫平后的钛/钢复合板初步产品进行超声波 探伤、火焰切割板边、机械加工四周边和表面抛光处理以及常规性能检验 后，制成大规格钛/钢复合板成品，所述大规格钛/钢复合板成品的宽度为 2000 ~ 5000mm且长度为2500 ~ 10000mm。上述步骤一中所述覆层钛板或钛合金板中，钛板的材质为TA1、 TA2 或TA9,钛合金板的材质为ASTMB265 Gr. l&Gr2、 Gr7、 Grll、 Grl6或Grl7。上述步骤二中所述基层钢板为碳钢板、容器板、合金钢板和不锈钢板。上述步骤303中所述保护层为黄油层、新青层或油毛艳。上述步骤304中所述粉状乳化炸药的爆速^ 3260m/S 、爆热为4010 ± 300kJ/kg、爆温为2656 土150。C、爆压为5198士 350Mpa、密度为0.90~ 1. 26g/cm 3且其猛度即铅柱压缩值> 13隱。上述步骤二中所述基层钢板的材质为Q235B、 16MnR、 SS400或ASTM A516 Gr. 70。上述步骤304中在保护层上部均匀布设炸药层时，沿保护层长度方向 上分多段连续进行布设。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、制备工艺简单且设计合理、操作方便、生产效率高，具体为釆用爆炸焊接工艺制造大规格钛/钢复合板，其制备过程主要分两大阶段进行: 第一阶段先进行大规格钛板或钛合金板的轧制、拼焊及矫平等；第二阶段 将覆层钛板或钛合金板和基层钢板按照角度装配法进行装配后，分段布炸 药且在覆层钛板或钛合金板(简称覆板)和基层钢板(简称基板)的中心 引爆，瞬间实现大规格钛/钢复合板的爆炸复合过程；爆炸复合后的钛/钢 复合板，再相应依次经超声波探伤检查、退火、矫平、切边和终检等工序。2、 可操作性强，在对覆板和基板进行爆炸复合时，通过釆用合适的 爆炸复合工艺参数、角度法装配以及分段布药等，以保证爆炸复合后的结 合率及结合强度。3、 本专利技术制备的大规格钛/钢复合板具有良好的加工、工艺性能，覆 板和基板经爆炸复合后其结合性能优良，弯曲试验无分层，钛板或碳合金 板表面无裂紋和杂质物等，而且具有较高的结合强度、耐腐蚀性和抗疲劳 性能，并且保持爆炸复合产品的高质量水平，满足各大型工业设备及构件 对大规格钛/钢复合板的制造需求。具体而言，其覆板上仅有一道纵焊缝 且厚度为3 10mm，基板的厚度20~60mm,且覆板与基板间的结合率为> 98%,剪切强度大于140Mpa，能满足有关标准及核电和火电冷凝器的技术 要求。4、 经济及社会价值高，本专利技术极大地提高了大规格钛/钢复合板的生 产效率、成品率和产品质量，弥补了大规格钛板爆炸焊接技术的缺陷，满 足巿场大型电力设备及各种化工设备对该种复合板的需求，填补国内空白；同时，也满足了我国能源工业的核电和火电对冷凝器管板的需求，实现电力工业环保、耐蚀的要求和持续发展。综上所述，本专利技术搡作简单、实施方便、成本低且所生产的大规格钛 /钢复合板质量优良，能满足各大型工业设备及构件对钛/钢复合板的制造 需求。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的流程图。图2为本专利技术爆炸复合前覆层钛板或钛合金板和基层钢板的装配示意图。附图标记说明l一覆层钛板或钛合金板； 2—基层钢板； 3—地基； 4一硬质金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电及火电用大规格钛／钢复合板的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：　步骤一、制备大规格覆层钛板或钛合金板（１），其制备过程如下：　１０１、轧制：将材质为纯钛或钛合金的钛锭置于轧机上进行单轧或叠轧，制造出厚度为３～１０ｍｍ、宽度＞１８００ｍｍ且长度＞３０００ｍｍ的钛板或钛合金板；　１０２、拼焊：采用常规拼焊设备和工艺，将步骤一中所述的钛板或钛合金板对接拼焊成３１２０～１０１２０ｍｍ×２５８０～５０８０ｍｍ×３～１０ｍｍ的大规格钛板或钛合金板；１０３、退火矫平：采用常规退火工艺和矫平工艺，对所述大规格钛板或钛合金板进行退火处理和矫平处理，使大规格钛板或钛合金板的平整度≤６ｍｍ／ｍ，获得大规格覆层钛板或钛合金板（１）；　步骤二、对覆层钛板或钛合金板（１）进行表面抛光处理，使得其表面粗糙度Ｒａ为０．８～１２．８μｍ；同时，对基层钢板（２）进行常规表面打磨抛光处理，使得其表面粗糙度Ｒａ为０．８～１２．８μｍ，所述基层钢板（２）的尺寸为３０００～１００００ｍｍ×２５００～５０００ｍｍ×２０～６０ｍｍ；　步骤三、采用角度装配法对覆层钛板或钛合金板（１）和基层钢板（２）进行安装组配，其安装组配过程如下：　３０１、将基层钢板（２）水平铺放在地基（３）或水平操作台面上；　３０２、通过多个硬质金属支撑件（４）将覆层钛板或钛合金板（１）固定安装在基层钢板（２）正上方，并使得大规格覆层钛板或钛合金板（１）和基层钢板（２）间的倾斜角度为０°～３０°且二者间间隙的最小值为２～１８ｍｍ；　３０３、在覆层钛板或钛合金板（１）的上部均匀布设一层爆炸过程中保护覆层钛板或钛合金板（１）的上表面不被损坏的保护层（５）；　３０４、在保护层（５）上部均匀布设一炸药层（６），炸药层（６）中的主体炸药为粉状乳化炸药且其高度为１５～８０ｍｍ；　３０５、在覆层钛板或钛合金板（１）几何中心部位正上方的炸药层（６）中布设引爆装置（７）；　步骤四、爆炸复合：点燃引爆装置（７）且经瞬间爆轰后，制成大规格钛／钢复合板初步产品；　步骤五、退火处理：采用热处理炉对所述大规格钛／钢复合板初步产品进行退火处理，退火温度为４００～７００℃且退火时间为１～６ｈ；　步骤六、矫平处理：采用油压机对经退火处理后的所述大规格钛／钢复合板初步产品进行矫平，直至达到设计所需的平整度要求；　步骤七、后续处理：对经矫平后的钛／钢复合板初步产品进行超声波探伤、火焰切割板边、机械加工四周边和表面...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李选明，高文柱，吕利强，樊科社，王虎年，吴江涛，李媛媛，朱磊，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]