行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
钽-钢复合板
建议项目名称
(英文)
Tantalum clad steel plate
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
77.150.99
中国标准分类号
H 63
牵头单位
安徽弘雷金属复合材料科技有限公司
体系编号
335
参与单位
宝钛集团有限公司、南京宝色股份公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性

随着国家对环境生态保护的要求和标准越来越高,各类工业废弃液体的处理成为国家重点监控的强制处置要求,然而工业废弃液体情况复杂,处理难度大,对处理设备的综合性能要求高。目前,工业废硫酸的收集和处理是该领域最为急需解决的工业废弃物处理需求,此种物质的处理工艺主要是以浓缩为主,此工艺对装备的综合性能要求极其苛刻,主要原因是此种工业废弃物在不同工艺阶段(温度、浓度均有较大范围的波动,且伴有气态和液态的相互转化过程)展现出不同的化学性质,即稀硫酸阶段为还原性介质,而在浓缩后的浓硫酸阶段是一种强氧化性介质,因此对与其接触材料的耐蚀性能提出非常高的要求。

在大量研究和工业化应用成果中,普通金属(较常见的金属钛在低浓度的硫酸中可以发挥较好的耐蚀作用,金属铌可用于低于沸点的大部分浓度范围的硫酸中,金属镍在低温和中温环境下对非氧化性介质具耐蚀性)均不具备即能满足还原性介质又可承受氧化性介质的材料,而金属钽是目前唯一能有效的适用于此种腐蚀工况环境的金属材料,并且实现了工业化应用。金属钽有非常出色的化学性质,具有极高的抗腐蚀性。无论是在冷和热的条件下,对盐酸、浓硝酸及“王水”中都无所反应,将钽放入200℃硫酸中浸泡一年,几乎不发生腐蚀(仅有0.006mm的腐蚀量),钽在常温下,对碱性溶液、氯气、溴水、稀硫酸以及其他许多腐蚀剂中均不发生反应,仅在氢氟酸和热浓硫酸作用下有轻微反应,钽的这一特殊性能在目前已知金属中是极其罕见。

然而,金属钽的自身强度较低,不能直接作为容器装备的主体结构材料,同时该金属价格非常昂贵,市场供应也不具备制作全钽装备的供应保障能力,因此,不能将纯金属钽直接用于容器装备的制造。

经过多年的研究,一种钽-钢复合新材料被成功开发出来,并形成工业化产能和市场供应良好业绩。由此种复合材料制备的装备,不仅解决了与液体接触的耐腐蚀需求,而且用普通钢材作为结构设计的支撑材料,降低了稀贵金属的使用量,减少了浓缩装备的一次性制造投入成本,延长了装备的使用寿命和维护成本,满足了多方需求,很好的解决了工业废弃物的处理装备制作用特殊材料的急需问题。

-钢复合板是采用爆炸复合技术将金属钽板和钢板复合而成,形成以钽耐蚀-钢提供强度的“强强联合”模式,复合板的容器装备综合了钽和钢的各自优点,复层钽板受特殊耐腐要求,基层钢板承受强度要求,两种材料实现完美结合,同时还大大节约钽材使用,降低了制造成本。

本项目将通过收集和整理钽-钢复合板研发、生产、装备制造、工业应用等多方面的成熟经验,分析各项性能数据,总结钽-钢复合板的设计、订货、验收等方面的成果,同时将参考YS/T 777《锆-钢复合板》、ASTM B898《活泼和难熔金属复合板》、GB/T 8547《钛-钢复合板》等成熟标准相关要求,制定出满足特殊领域特殊需求的钽-钢复合板材行业标准。

通过本项目的研究,可以制定出符合国家环保大形势、绿色发展和高质量发展新需求的通用新标准,对规范钽-钢复合板的生产、贸易、装备设计、设备维护、升级改造发挥重大作用,不仅可以提高企业生产钽-钢复合板的质量控制水平,还可以促进钽-钢复合板行业的健康、可持续发展。


范围和主要
技术内容

该标准主要包括国内成熟生产和应用的所有钽-钢复合板的牌号,其中复层将选用Ta1、Ta2等纯钽板材,基层可用各种钢材,更具工艺要求和用户特殊要求,还可以包括多层复合材,如钽-钛-钢等;标准检验项目将包括基材、过渡层和复材的化学成分、室温力学性能、无损检测、剪切强度、表面质量等要求;为增加标准的可执行性,标准还将规定合同和订货要求,拟定方:

1产品分类

1.1钽-钢复合板的分类和类型代号应符合表1的规定

 

1.2 适用材料

复合板的复材、中间过渡材和基材的材质应符合表2中相应产品标准的规定,表2中所列的复材、中间过渡材以及基材可以自由组合。对于管板用复合板,基材可以使用Ⅱ级锻制品。

 

2  化学成分

2.1复材的化学成分应符合GB/T 3629中选用牌号的相关规定。需方有特殊要求时,由供需双方协商确定并在合同中注明。

2.2中间过渡材的化学成分应符合GB/T 3620.1-2007中牌号为TA1、TA2的相关规定。

2.3基材的化学成分应符合相应标准的规定。

3  外形尺寸及允许偏差

3.1 复合板的厚度宽度(或直径)、长度允许偏差将进行规范。

3.2 复材的厚度为0.5mm10mm,复材可由多层复合构成。爆炸复合板复材厚度的允许偏差不大于复材名义厚度的±10%。

3.3 方形复合板四角应切成直角,应不大于其长度或宽度的允许偏差。需方同意时可不切边交货。

4  力学性能和工艺性能

4.1 复合板的力学性能

4.1.1 当复材金属不作为设计强度部分,即对于复合板厚度大于38.1mm时,只做基材抗拉强度试验,试验结果应符合相应基材的标准要求。

4.1.2当复材金属作为设计强度部分时,复合板的拉伸性能应进行考核。复合板的抗拉强度理论下限标准按下列公式计算:

                     

4.2 复合板的剪切强度和工艺性能应进行靠和。无论是否使用了中间过渡材,仅检验与基材复合界面的剪切强度。弯曲试验中试样弯至规定的角度后,在弯曲部分的外侧不允许产生裂纹,所有复合界面不允许分层。

5  面积结合率

复合板的结合率以结合面积的结合率衡量,结合率分为3类(1类、2类、3类)。

5.1 复材和中间过渡材的拼焊

宽度大于1100mm或长度大于3000mm的复合板的复材和中间过渡材允许拼焊。用于拼焊的复材和中间过渡材的宽度应不小于300mm。

5.2 焊缝质量要求

5.2.1 复材焊接后,焊缝处应100%进行渗透检验,结果符JB/T 4730.5中I级的相关要求。

5.2.2 需方要求并在合同中注明时,复材焊缝处应100%进行射线检验,结果符合JB/T 4730.2中II级的相关要求。

5.2.3 中间过渡材钛板拼焊焊缝不得超过两道焊缝,且焊缝处应进行渗透检验,结果符合JB/T 4730.5中I级的相关要求。

本文件还对焊接补焊、表面质量、检验方法、产品标记、检验规则和订货单等内容将按照行业惯例及标准化相关制度进行规定。

    本文件将作为推荐性标准进行实施。

国内外情况
简要说明

国外在钽-钢复合板的研究、生产方面的工作开展的比较早,目前已形成比较健全的标准体系。我国起步较晚,但近年来的生产和使用量逐年递增。

国内主要应用案例包括吉林石化、安庆石化等石化企业废硫酸浓缩再生装置,江苏蓝丰生物化工股份有限公司在宁夏中卫市投资10亿元建设年产2.5万吨/年的3,3-二氯联苯胺盐酸盐等项目,其核心设备材为钽-钢复合板;内蒙古盛嘉科技化工有限公司在内蒙古阿拉善经济开发区投资2.2亿,投资建设8000吨/年的 3,4-二氯苯胺和3,5-二氯苯胺联产项目,其核心设备用材料选用钽-钢复合板,该设备直径为φ2000,是目前国内最大的钽-钢复合板设备。杭州科利化工股份有限公司生产氯化聚乙烯的搅拌釜使用了钽-钢复合板。

    美国ASTM B898《活性和难溶性金属复合板规范》中对复合板的相关要求进行了规定,国际贸易中也在大量使用该文件作为技术要求,本文件在编制中将参考ASTM B898的基本项目,同时结合国内实际设计、生产、贸易等情况增加必要的检验项目和要求;由于国内目前尚无钽-钢复合板的国家标准和行业标准,因此不存在冲突或不协调等问题;本文件的制定将严格按照国内相关法律法规的规定进行,因此无知识产品等问题。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
17+钽-钢复合板.docx (31.56KB)任务书(建议书)