摘要：分析导管内壁不锈钢层同碳钢表面贴合不紧密、不锈钢局部凸起等缺陷产生的原因，有针对性的对不锈钢贴覆工艺进行改进，最后消除了这些缺陷。

　　关键词：导管 筒体 基层 贴覆层 紧密贴覆 局部凸起

0 前 言

　　我公司生产的船用侧向推进器，其主

　　要结构件导管由马达座与直径为Φ1000-

　　3000mm，长L为1000-2500mm的筒体构成

　　(如右图1)。筒体靠桨叶一侧，内壁有宽

　　W为270-690mm的不锈钢防腐层。

　　近几年来，导管结构逐渐由旧式改为

　　新式，两者主要区别在于筒体的结构(如

　　右图2)。旧式筒体由碳钢卷制的筒体与复

　　合板卷制的筒体对接而成;新式筒体则直

接在碳钢板上通过焊接贴覆不锈钢板后，

　　卷制而成。两者碳钢层均采用厚16-32mm

　　的船用A级板，不锈钢均采用316L,其中复

　　合钢板不锈钢覆层厚2mm或3mm，不锈钢板

　　厚4mm或6mm。

　　由于新式导管采用在碳钢基层上贴覆不

　　锈钢板的方法，相对旧式导管容易产生不锈

　　钢与碳钢贴覆不紧密、焊接热变形或其它原

　　因引起不锈钢局部凸起等问题。下面以实际

　　生产中出现问题的一台导管(编号：KB42210,

　　Φ2148mm,L1631mm,W520mm,碳钢板厚27mm，

　　不锈钢板厚6mm)为例，分析产生问题的原因，并针对性的改进制造工艺，最后检验效果。

　　< >缺陷的分类、缺陷产生的原因分析、消除缺陷的措施C Si Mn P S Ni Cr Mo

≤0.03 ≤1.00 ≤2.00 ≤0.045 ≤0.030 12.00-15.00 16.00-18.00 2.00-3.00

　　碳钢与不锈钢焊接，不锈钢之间焊接采用CO2气体保护的焊，焊材均采用日本TASETO生产的药芯焊丝GFW309MoL(对应的AWS型号E309LMoT1-4),焊丝直径Φ1.2mm，其熔敷金属化学成分如表2，

　　表2 GFW309MoL熔敷金属的化学成分(%)

C Si Mn P S Ni Cr Mo

≤0.04 ≤1.00 0.50-2.50 ≤0.04 ≤0.03 15.00-17.00 21.00-25.00 2.00-3.00

　　1.2 缺陷的分类、产生的原因、消除缺陷的措施

　　新式导管的筒体制作工序按先后顺序依次为：不锈钢的贴覆、卷筒、纵缝和不锈钢对接缝的焊接、筒体校圆，按缺陷出现的先后顺序，可将缺陷分为3类(如图3所示)，

　　a类：不锈钢贴覆不紧密，在贴覆不锈钢过程中产生;

　　b类：不锈钢条状凸起，在卷筒或筒体校圆过程中产生;

　　c类：不锈钢块状凸起,在纵缝/不锈钢对接缝焊接过程中产生;

　　这些缺陷沿圆周方向分布情况如图3斜

线阴影区所示，缺陷长度为不锈钢板的

　　宽度W520mm,通过计算，缺陷面积约占不

　　锈钢板总面积的12%。

　　1.2.1 a类缺陷产生的原因及消除的措施

　　1.2.1.1 缺陷的描述

　　这类缺陷随机分布在距纵缝、对接缝

　　较远区域。示例导管不锈钢表面形成一块宽120mm，长520mm，与碳钢表面间隙最大可达1.5mm的贴覆不紧密区域，用钢尺敲击可清晰听见闷响。

　　1.2.1.2缺陷产生的原因

< >不锈钢装配方法不正确,不锈钢板与碳钢表面没有贴紧; 定位焊点间距d过大(示例导管 不合理的焊接顺序示例导管不锈钢焊接时采取大电流(220A)，焊接热输入量大， 装配不锈钢前检查不锈钢板的平直度，定位焊点之间距离d取较小的值，控制在50-80mm范围。每块不锈钢焊接按图4所示的1’2’ 3’ 4’的顺序进行分尽量采取小电流焊接，由于焊缝是单层角焊缝，并且采用焊不锈钢厚度(mm) 焊丝直径(mm) 电流(A) 焊接速度(M/min) 气流量(L/min)

4mm 1.2 130-160 0.3-0.4 15-25

　　6mm 1.2 150-180 0.3-0.4 15-25

　　1.2.2 b类缺陷产生的原因及消除的措施

　　1.2.2.1 缺陷的描述

　　这类缺陷一般分布在纵缝两侧距纵缝中心约400mm处(如图3所示)，呈宽20mm,长520mm(不锈钢宽度W)，最大间隙可达5mm的条状凸起。

1.2.2.2 缺陷产生的原因

　　卷筒主要通过三辊式卷板机完成，

　　而卷筒时钢板与下面两辊子接触点间

　　距约350-400mm，钢板的AB段无法由

　　卷板机弯曲，因此卷筒之前需要在油

　　压机上将AB段的弧度压出。

　　AB段一般取400mm，在压头的巨大

　　压力下，AB段不锈钢板与碳钢板紧密贴

　　合，同时在圆弧与直线交界处B产生急弯，

　　该处容易造成应力集中。

　　在转入卷筒工序或者纵缝焊接完后的校圆工序中，如果按图7所示的弯曲方向进行卷筒或校圆，不锈钢板在辊子的挤压下，由C向B延展，由于B处有急弯且贴合紧密，这些变形无法逾越B处，造成变形在B处积累，应力高度集中，到一定程度时，B处右边BP段(沿圆周约20mm宽)就会突然凸起，形状呈条状。该分析可以从在弯曲过程操作者的“突然听到很大的金属炸裂声，并迅速出现凸起”的描述中的到证实。

　　1.2.2.3 消除缺陷的措施

　　< >措施一：卷筒时或校圆时，改变辊子的挤压方向，尽量由B措施二：为了“消化”掉由C到B方向挤压过来的变形，可主要因为焊缝的形式不合理，如

　　图8所示，改进前，纵缝形式沿用旧

　　式导管的纵缝形式，直接在碳钢表面

　　堆焊不锈钢，焊缝宽约50mm,长520

　　mm，深6mm;不锈钢对接缝宽约20mm,

　　长520mm，深6mm，两者都属于多层多

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