压力容器用焊接材料的选择与采购技术条件

压力容器用焊接材料的选择与采购技术条件

高

松，杨继龙

（鹤岗矿业集团公司水电热力公司，黑龙江鹤岗 ）

摘要：讨论了压力容器用焊接材料选择的原则：焊缝金属的性能应高于或等于母材性能。介绍了焊接材料采购技术条件的编制要求。关键词：焊接材料；焊缝金属；力学性能；化学成分；采购技术条件

中图分类号： 文献标识码： 文章编号： （ ）

引言

焊接材料（以下简称焊材）的选择和使用一直是压力容器和焊接

行业非常关注的问题。 年版《压力容器焊接工艺评定》（ — ）和《压力容器焊接工艺规程》（ ）标准（以下简称“新标准”）已正式颁布实施。“新标准”对焊材的选择使用提出了新的要求。本文结合该公司实践，讨论在压力容器设计制造中，如何贯彻“新标准”、选择合适的焊材以及如何编制焊材采购技术条件。

焊材选用原则

“新标准”规定的焊材选择原则是：焊缝金属的性能应高于或等于母材性能。压力容器应用广泛，服役条件复杂，故此“性能”应为根据设备实际工况所要求的力学性能、化学成分、耐腐蚀性能以及其它特殊要求等的综合。

焊接接头的力学性能

压力容器产品焊接的基础质量是焊接接头的使用性能和焊接缺陷。焊接接头的力学性能（拉伸、弯曲和冲击）是压力容器设计制造的基础，是最基本的力学性能。因此焊材选择的主要依据是保证其焊接接头的力学性能，包括焊接接头在实际工况下的高温 低温力学性能、抗动载荷、疲劳载荷等性能。

（ ）焊接接头抗拉强度

［ ］

焊缝金属与母材强度匹配是压力容器行业和焊接行业的热点问题之一，争论颇多。对于强度型低合金钢按等强原则选用焊材，能保证焊接接头具有足够的韧性储备，适当超强有利于提高接头的抗脆断性能。对于强度级别为 的高强钢，焊缝金属超强或过分低强，均易促进脆性断裂，接近等强的接头最为理想。焊缝低强在工艺上可以降低预热温度，减少冷裂纹

敏感性。因此 规范、 在坚持等强匹配的同时，

也允许低匹配或高匹配在一定场合的实施应用。从文字表面上看， 对焊材的选用要求完全依照等强原则。实际上，标准起草人在“标准释义”中说明：通常是按照熔敷金属名义值来选用焊材，而“熔敷金属实际强度往往超出名义值很多，再考虑冶金因素或熔化比的作用，实际焊缝的强度水平将远远超出焊材熔敷金属的名义值”。可见，该标准并不排斥高强匹配，同时也同意低强匹配。 的规定，主要是基于我国尚未有压力容器用焊材专业标准，国家焊材标准及产品

样本未规定拉伸强度上限，国内市场上焊材拉伸强度普遍偏高的现状。至于标准中推荐的焊材均是按等强匹配给出的这一问题，如何

理解和处理呢？ 所列焊材为标准推荐，

其目的是提供导向性建议，以减少在焊材选择上的盲目性和制造厂工艺试验工作量，仅供使用者参考。冈此标准中不可能将实际可能使用的所有焊材均列

入，只要按 进行工艺评定，

通过规定的拉伸、弯曲、冲击及其他试验的焊材，均可以应用于压力容器产品的焊接，并不要求是否为该标准推荐焊材。

（ ）焊接接头塑性“新标准”在对弯曲试验机理的认识上有了突破：弯曲试验的目的是考核材料或焊接接头的塑性特征和致密程度，从而解决了压力容器界一个长期争论的问题。弯曲直径对弯曲变形的影响很大，选择不同的n （弯曲直径 试样厚度）值，将试样弯至

，观察其变形情况并测定外表面弯曲变形率，结果如图 。从图 可见，当n 时，整个接头（包括焊缝区、熔合区和热影响区）都在弯曲范围内，弯曲变形。

图 各种n 值冷弯试样弯到 的纵向变形均匀，变形率

在 左右

［ ］

绝大多数压力容器用钢板纤维伸长率的下限值均在 。因此“新标准”参照 规范等国外先进标准，以钢材纤维伸长率 为界，规定弯曲直径取 倍试样厚度，弯曲角度 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

，不再以钢材类HL /EM /

（ ）两带高度

HM HL 最大下沉及水平移后估计

最大下沉

W pm a 式中p ———下沉系数。

最大水平移动

U bW 式中b ———水平移动系数。

平均倾斜

W /H /

层开采对 层原有巷道及采掘的影响

从两带高度计算： 号层开采后两带高度为 ，与 层间距 相差 ，即 层回采后 层巷道只出现连续移动变形，最大下沉及最大水平移动分别从 至 和 至 ，相邻各点的相对变形者在巷道允许变形范围内，特别是锚杆亿道对岩石移动

适应性强。因此 层回采后 层原有巷道不受破坏，

只需处理浮石，加强锚杆支护作用即可。

从《总工程师工作指南》第 页介绍可知上行可采是否可行主要取决于两个煤层间距与下层煤厚度之比（柱厚采后化）该条件的柱

厚、采厚比为 ，从“指南”第 页表 实例介绍 ，

最大为 ，其上覆煤层者成功地进行了可行回采推进。因此直属中 层与一、

二采区 层之间进行上行开采在技术上是可行的。

特别是新建矿大井与直属井各进之间早就有反程序开采的问题，如：大井一采区、三采区在直属井五井、八井下开采 层、 层，二采区左翼在直属三井下开采，而直属井、各井都照样生产。实践证明了直属井四井 号层与上覆 层号、 号层之间进行上行开采是可行的。

例：一采区 煤队回采 层右二区段及 采煤队回采 层右一区段与直属三井 采煤队回采三井 层左十九片及 采煤队回采三井暗井 层左一片的具体实例更能说明问题。

层间距： ， ； ， 。 采三井 层左十九片，从右向左推进。 采面与 和 面分别在 年 月份和 月份相交错而过均未对 回采造成任何影响。

三井 采暗井左一片，分别在一采 层右一区段采过两个月，一采 层右二区段采过一个月后进行回采，不仅没给 回采造成影响，而且采面顶板压力反而较正常情况下有所降低。

直属三井暗井左一片巷道是在 层右一， 层右二回采期间掘进施工的。施工期间虽有少量浮石，片帮等压力显现，但经过紧锢、锚杆、加强维护等措施，掘进施工未造成影响。具体实例证明：直属中 层与二采区左翼 层、 层间上行进采是可行的。

收稿日期： ；修订日期：

作者简介：高松（ """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""），男，黑龙江鹤岗人，大学毕业，现从事技术工作。

第 卷第 期

年 月

煤炭技术

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