法兰的质量控制及焊接变形

法兰的质量控制及焊接变形

1 规范要求

当采用钢板制作法兰时,应符合下列要求。

(1)钢板应经超声检测,无分层缺陷,钢板表面不得有气泡、结疤、裂纹、折叠、夹杂和压入的氧化铁皮;(2)应沿钢板轧制方向切割出板条、弯制、对焊成圆环,并使钢板表面成为环的侧面;(3)圆环的对接接头应采用全焊透结构;(4)圆环的对接接头应经焊后热处理及100%射线或超声检测。(5)Q235B钢板不得用作毒性程度为高度或极度危害介质的压力容器法兰;法兰用碳素钢和低合金钢钢板制作时,厚度大于50mm的Q245R、Q345R钢板应在正火状态下使用。

2 制作、焊接及热处理

首先,下料前查看材料的质量保证书且材料标记齐全,按所需法兰的厚度,直径沿钢板轧制方向放出法兰条状展开线,法兰内、外径为钢板两侧面。当法兰直径较大时,可按法兰展开长度的1/2或1/3等分块放线,留出加工余量,检查放线尺寸准确无误后移植材料标记。

其次,按划线进行切割,并应将每块条形板的两端开出焊接坡口并采用机械加工的方法加工其坡口。待坡口加工完毕后,进加热炉火焰加热,随之上卷板机卷制成环状,将其对接接头处焊接牢固后空冷。要合理选用焊条,如法兰所用材料为Q235B、Q235C、Q245R时,焊条牌

号可以选用J426或J427;如法兰所用材料为Q345R时,焊条牌号可选用J507或J506;当焊接接头拘束度大时,可选用抗裂性能好的焊条施焊,如J507RH或J506RH。焊条在使用前必须进行烘干,烘干温度按表1,经烘干后的焊条从烘干箱取出后,放入保温筒内,当需要焊接时方可从保温筒内取出使用,但放入保温筒内的焊条在使用期间应保持焊条所需的温度,保证法兰焊接接头的焊接质量和强度,使焊缝的内外表面少出气孔和裂纹。

另外,在施焊前应根据母材的化学成分、焊接性能、厚度、焊接接头的拘束程度、焊接方法和焊接环境等综合考虑母材是否需要预热,其预热温度应按表2的规定,为防止局部应力过大,预热的范围为焊缝两侧各不小于母材厚度的3倍,且不小于100mm,在整个焊接过程中,预热范围内的温度不应低于表2温度。由持证焊工施焊组对成型的法兰对接接头环状的内侧,施焊处应保证焊透与熔合。在施焊过程中,每条焊缝应尽可能一次焊完,当中断焊接时,对冷裂级敏感的焊件应及时采取后热、缓冷等措施;重新施焊时,仍需按规定进行预热。若焊后立即进行热处理则可不做后热。施焊完毕后用碳弧气刨清除法兰环外侧焊根,显露出内侧的焊缝金属,当确认缺陷和焊渣等被彻底清除后再施焊外侧,焊接完毕后在其焊缝一侧打焊工钢印标记,铲除焊缝内、外侧余高与母材齐平,并用卷尺测量毛坯的内、外径尺寸,是否能满足图样的加工要求,经检查确认无误后,由无损检测人员对其法兰的对接焊缝进行100%射线无损检测,符合JB/T4730.2-2005规定Ⅱ级或100%超声检测符合JB/T4730.3-2005规定Ⅰ级为合格。当发现有超标的夹渣、

气孔等缺陷时。

3 整体焊接变形的控制

法兰按图样加工完毕进行标记移植,在与设备筒节或接管焊接时,为控制焊接变形,可采用单体固定法或密封面相对的固定方法(见图1)焊接顺序为先内后外,每间隔100mm焊150mm分段对称施焊,尽量减小焊条直径,合理调整焊接电流,待施焊完毕法兰冷却后取下清除熔渣,打焊工钢印标记。对于直径较大的单个法兰与短节(注:短节材料与法兰材料相同)焊,当不能采用(图1)的固定方法时,先将短节与法兰用焊条点焊固定,在短节和法兰之间采用单面焊加强筋板,筋板的数量根据法兰直径的大小而定,均布在法兰圆周(见图2),焊接顺序及焊接方法同上待施焊完毕法兰冷却后将加强筋取下,用磨光机将焊点打磨平整。法兰与短节或圆筒间的连接焊缝表面应应进行100%磁粉检测,符合JB/T4730.4-2005规定Ⅰ级合格,当需要焊后消除应力热处理时,热处理的升、降速度及保温时间按短节壁厚选取。

4 结语

当采用上述方法焊接法兰时,能保证法兰拼缝的焊接质量,减少焊接变形和机械加工的金属厚度,提高焊接时法兰自身的刚度,降低焊接工件的温度,达到减少焊接角变形的目的。

参考文献

[1] 固定式压力容器安全技术监察规程[S].新华出版社.

[2] 钢制压力容器(第4、9章)GB150-1998[S].中国标准出版社.

[3] 压力容器法兰JB/T4700-2000[S].云南科技出版社.

[4] 钢制压力容器焊接规程,JB/T4709-2000[S].云南科技出版社.

[5] 钢制化工容器结构设计规定(第11章)HG20583-1998[S].全国化工工程建设标准编辑中心.