压力容器焊接技术要求

压力容器焊接技术要求

概述

•1、焊接是压力容器制造的重要工序，焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量；

•2、影响焊接质量包含诸多方面内容：焊接接头尺寸偏差、焊缝外观、焊接缺陷、焊接应力与变形、以及焊接接头的使用性能等；

•3、容器产品的设计是获得性能优良的焊接接头的基础：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、无损检测、焊后热处理等的选择，直接关系到焊接质量。

一、压力容器焊接的基本概念

•1、焊缝形式与接头形式：

从焊接角度看，容器是由母材和焊接接头组成的；焊缝是焊接接头的组成部分。

焊缝有５种：对接焊缝、角焊缝、端接焊缝、塞焊缝和槽焊缝。

焊接接头有12种：对接接头、Ｔ型接头、十字接头、搭接接头、角接接头等。

•2、焊缝区、熔合区和热影响区

•3、焊接性能、焊接工艺评定和焊接工艺规程－－压力容器焊接的三个重要环节

焊接性能是焊接工艺评定的基础，焊接工艺评定是焊接工艺规程的依据，焊接工艺规程是确保压力容器焊接质量的行动准则。

• 3.1、焊接性能：材料对焊接加工的适应性和使用可靠性。

• 3.2、焊接工艺因素：重要因素；补加因素；次要因素。

• 3.3、焊接工艺评定：

JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》

JB/T4734《铝制焊接容器》

JB/T4745《钛制焊接容器》

• 3.4、焊接工艺规程：

二、常用焊接方法及特点

•1、手工电弧焊（SMAW）

•2、埋弧焊（SAW）

•3、钨极气体保护焊（GTAW）•4、熔化极气体保护焊（GMAW）•5、药芯焊丝电弧焊（FCAW）•6、等离子弧焊（PAW）

•7、电渣焊（ESW）

三、焊接材料

•按JB/T4709选用焊材。

•1、焊条：GB/T983《不锈钢焊条》、GB/T5177《碳钢焊条》；

•2、焊丝

•3、焊剂

•4、保护气体

四、压力容器焊接设计

•焊接设计是压力容器设计的一个重要组成部分，包括：钢材、焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接接头形式、预热、层间温度、后热、焊后热处理以及检验、检测等；

•压力容器焊接设计的原则：

1、选用焊接性能良好的材料；

2、尽量减少焊接工作量；

3、合理分布焊缝；

4、焊接施工及焊接检验方便；

5、有利于生产组织和管理。

四、压力容器焊接设计

•1、焊接方法选用：质量可靠、生产效率高、成本低；•2、焊接材料选用：焊缝金属力学性能应高于或等于相应母材标准规定值下限；依据JB/T4709选用；

•3、焊接坡口设计：

GB/T985-88《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》

GB/T986-88《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》

HG20583-98《钢制化工容器结构设计规定》

GB150、GB151、封头、管法兰、容器法兰、吊耳、容器支座等标准规定的焊接坡口；

四、压力容器焊接设计

•4、焊接接头设计：压力容器结构设计时应遵循的原则

(1)保证接头满足使用要求；

(2)施焊、无损检测操作容易，焊接应力小，变形小；

(3)接头加工容易，经济性好；

(4)焊接接头设计应符合焊接接头系数规定。

•5、预热、层间温度和后热

预热可以降低焊接接头冷却速度，防止母材和热影响区产生裂纹，降低焊接区的残余应力；但会恶化劳动条件，要认真对待。

后热的目的是加快焊接接头中氢的逸出，是防止冷裂纹的有效措施。后热温度与钢材有关，并应在焊后立即进行。

五、有关标准对焊接的要求

•1、组成压力容器的不同材料、不同形状的零部件，主要是靠焊接方法装配的，与母材相比焊接接头是压力容器壳体的薄弱环节，因此标准规范对焊接给予极大的关注，提出了多方面的技术要求。主要包括如下几方面：

(a)焊接试板接头的力学性能－－产品焊接试板

(b)焊接接头的外观与形状尺寸偏差

(c)焊接缺陷

五、有关标准对焊接的要求

•2、产品焊接试板

• 2.1、按台制备产品焊接试板的条件

容器的设计温度：设计温度低于或等于-20℃；

容器的材料：Rm＞540MPa钢和Cr-Mo低合金钢

工作介质：盛装毒性为极度或高度危害介质• 2.2、以批代台制备试板的条件

对于Q235-B、Q235-C、20R、16MnR以及不锈钢等材料制造的容器，不要求按台制备试板。注*

五、有关标准对焊接的要求

• 2.3制备产品试板的要求

试板对产品焊接接头的代表性，应真实、可信；

措施：对试板用材、焊工、施焊条件、焊接工艺、热处理、试板所处部位进行严格规定。

• 2.4产品试板的检验与评定

按JB4744-2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》进行。

• 2.5产品试板检验不合格的处理

五、有关标准对焊接的要求

•3、焊缝外观

• 3.1、对口错边：A：≤1/4δe，且≤3mm；

B：≤1/4δe，且≤5mm；注*

• 3.2、棱角度：≤(δe/10+2)mm，且≤5mm；

• 3.3、不等厚板材对接：削薄处理注*

• 3.4、焊缝余高：

• 3.4.1、作用：保温、缓冷与正火作用，焊接工艺的需要；

• 3.4.2、危害：筒体表面外形突变，产生附加弯矩，造成较高的局部应力集中，形成裂纹源，缩短容器疲劳寿命；

• 3.4.3、要求：标准（JB4732）规定，凡需疲劳分析设计的容器均应将余高去除，焊缝与母材表面保持齐平。