20g压力容器制造中的焊接工艺

焊接综合课程实践

――压力容器制造中的焊接工艺制定

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摘要

压力容器是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。而由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故，因此世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构，按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。同样的，对于它的生产要求也不能放松。焊接作为压力容器生产的主要环节，可谓是重中之重。

本文从压力容器焊接接头设计、压力容器母材的焊接性分析、焊接材料的选择及常用的焊接方法及基本工艺过程等方面简单地介绍了压力容器焊接方面的基础知识。基于手工电弧焊设备简单、工艺灵活及对各种刚适应性强等特点，手工电弧焊成为压力容器最主要的焊接方法，本文详细的介绍了手工电弧焊和埋弧焊在压力容器焊接中的应用及常见的焊接缺陷和预防方法及焊后检测处理方法。

当然编者水平有限，文中的错误或不足之处在所难免，望批评指正。

关键词：压力容器，手工电弧焊，埋弧焊，焊接性。

目录

摘要..................................................... 第一章概述...............................................

1.1 压力容器简介................................

1.2 产品结构分析................................

1.3 20g钢概述....................................

1.4 元素对焊接性影响............................

1.5 20g钢焊接性分析................................ 第二章压力容器的结构设计与生产工艺.........................

2.1 容器类别的确定................................

2.2 容器结构设计..................................

2.2.1圆筒的设计........

2.2.2封头形状及尺寸设计

2.2.3接管尺寸设计 .....

2.3 水压试验应力校核.............................

2.4 容器的生产工艺................................

2.4.1 圆筒的生产 ..............................

2.4.2 封头的生产 ..............................

2.5 容器整体装配工艺............................. 第三章压力容器的焊接工艺设计...............................

3.1焊接方法的特点 ..................................

3.1.1 焊条电弧焊 ..............................

3.1.2 C02 气体保护焊..........................

3.2圆筒纵缝的焊接材料及工艺参数..................

3.3 封头与圆筒焊缝的焊接材料及工艺参数............

3.4圆筒与接管焊缝的焊接材料及工艺参数..............

3.5 焊前准备.....................................

3.5.1 坡口的选择 .............................

3.5.2 坡口清理和焊材的使用 ...................

3.6 焊接顺序..................................... 第四章压力容器焊后检验.................................

4.1 焊后热处理...................................

4.2 焊后检查.....................................

4.3 无损检测.....................................

4.4 压力试验.....................................

4.5 气密性试验................................... 结论....................................................

参考文献................................................

附录A ..................................................

附录B ..................................................

附录C .................................................

第一章概述

1.1压力容器简介

压力容器是内部或外部承受气体或液体压力的密封型结构件，用途十分广泛。它是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备，要求的运行寿命也比较长，以前一般要求寿命为10年，现在

通常要求20~30年，甚至有的要求50~60年。压力容器在工作状态下承受一定介质的压力，其介质可能是静止可能是流动的，介质的状态也是多种多样，可能是液体、气体或气液并存。其工作温度可能是常温、中温或高温，有的则是在低温环境下运行。

按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。压力容器按照设计压力（P）划分为低压、中压、高压和超高压四个压力等级。按盛装介质分为：非易燃、无毒、易燃或有毒、剧毒。按工艺过程中的作用不同分为反应容器、换热容器、分离容器和贮运容器。压力容器的分类方法很多：按承受压力的等级分为低压容器（0.1MPa< p v

1.6MPa、中压力容器（1.6MPa< p v 10MPa、高压容器（10MPaC p v 100MPa和超高压容器（》100MPa；按照主体部分的厚度分类，一般认为板厚0.5~5mm为薄壁容器；板厚6~32mm为中厚壁容器；板厚大于40mm 为厚壁容器。

《压力容器安全技术监察规程》采用既考虑容器压力与容积乘积大小，又考虑介质危险性以及容器在生产过程中的作用的综合分类方法，以有利于安全技术监督和管理。该方法将压力容器分为三类：

第三类压力容器，具有下列情况之一的，为第三类压力容器：高压容器；中压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）中压储存容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于10MPa・ m3）;中压反应容器（仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且PV乘积大于等于0.5MPa・ m3）;

低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质，且乘积大于等于0.2MPa・ m3）; 高压、中压管壳式余热锅炉；中压搪玻璃压力容器；使用强度级别较高（指相应标准中抗拉强度规定值下限大于等于540MPa的材料制造的压力容器；移动式压力容器，包括铁路罐车（介质为液化气体、低温液体）、罐式汽车［液化气体运输（半挂）车、低温液体运输（半挂、车、永久气体运输（半挂、车］和罐式集装箱（介质为液化气体、低温液体）等；球形储罐（容积大于等于50m3；低温液体储存容器（容积大于5m3。低温液体储存容器（容积大于5m3）。

第二类压力容器，具有下列情况之一的，为第二类压力容器：中压容器；低压容器（仅限毒性程度为极度和高度危害介质）；低压反应容器和低压储存容器（仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质）；低压管壳式余热锅炉；低压搪玻璃压力容器。

第一类压力容器，除上述规定以外的低压容器为第一类压力容器。可见，国内压力容器分类方法综合考虑了设计压力、几何容积、材料强度、应用场合和介质危害程度等影响因素

对于压力容器不同部位，选择不同的焊接方法，制定相应的焊接工艺。焊接工艺主要根据被焊工件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。首先要确定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊等。确定焊接方法后，再制定焊接工艺参数，如手弧焊主要包括：焊条型号、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。