高壓整體多層包扎容器封頭與內(nèi)筒連接的A類焊接接頭的設(shè)計(jì)改進(jìn)

摘要：在壓力容器設(shè)計(jì)中，縱向焊縫所受的應(yīng)力高于環(huán)向焊縫所受的應(yīng)力，前者劃為A類焊接接頭，后者劃為B類焊接接頭。經(jīng)過(guò)多臺(tái)產(chǎn)品生產(chǎn)后的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于封頭與內(nèi)筒連接的這道環(huán)向的A類焊接接頭，焊接后要進(jìn)行熱處理無(wú)論是局部處理還是整體處理，都有困難，會(huì)有很多的不方便，又要做工裝，又要有足夠大的熱處理爐，而且為了防止變形，在裝及熱處理過(guò)程中，都有一定的難度。為了改善諸多的不便，滿足強(qiáng)度、性能等技術(shù)要求，本文對(duì)封頭與內(nèi)筒連接的這道環(huán)向的A類焊接接頭進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。這一項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，對(duì)于強(qiáng)度、性能等沒(méi)有任何影響，并且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定，此產(chǎn)品已投入了使用，設(shè)備運(yùn)行情況很好，用戶非常滿意。

關(guān)鍵詞：壓力容器；整體包扎；A類焊接接頭；設(shè)計(jì)改進(jìn)

鋼制壓力容器分為單層和多層結(jié)構(gòu)，單層已廣泛應(yīng)用，多層在60年代出現(xiàn)，為分段成型，存在厚壁環(huán)焊縫，這幾年出現(xiàn)了整體多層包扎。整體多層包扎的優(yōu)點(diǎn)是，可以提高壓力容器的安全性，采用包扎筒節(jié)可減緩A類焊接接頭對(duì)容器運(yùn)行的危害程度，再采用整體包扎還可減緩沿整個(gè)壁厚貫通的B類焊接接頭的危害程度。

一、問(wèn)題的提出

整體包扎需要將內(nèi)筒及兩端封頭焊接后，無(wú)損檢測(cè)后才能進(jìn)行，一般工藝是，內(nèi)筒單節(jié)縱縫(A類焊接接頭)焊接合格后，要進(jìn)行熱處理，封頭與接管、凸緣等組焊后要進(jìn)行熱處理 ，整體(封頭與內(nèi)筒體)組焊無(wú)損檢測(cè)后還要熱處理，由于高壓整體包扎容器中的內(nèi)筒的A類焊接接頭要符合GB150中的要求，在焊接后要做焊后熱處理。經(jīng)過(guò)多臺(tái)產(chǎn)品生產(chǎn)后的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于封頭與內(nèi)筒連接的這道環(huán)向的A類焊接接頭，焊接后要進(jìn)行熱處理無(wú)論是局部處理還是整體處理，都有困難，會(huì)有很多的不方便，又要做工裝，又要有足夠大的熱處理爐，而且為了防止變形，在裝及熱處理過(guò)程中，都有一定的難度，為了改善諸多的不便，并

且即要滿足強(qiáng)度 、性能等技術(shù)要求，又要滿足標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的要求，對(duì)封頭與內(nèi)筒連接的這道環(huán)向的A類焊接接頭進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)。

二、技術(shù)關(guān)鍵

1.在壓力容器設(shè)計(jì)中，縱向焊縫所受的應(yīng)力高于環(huán)向焊縫所受的應(yīng)力，前者劃為A類焊接接頭，后者劃為B類焊接接頭。壓力容器殼體一般是由回轉(zhuǎn)體構(gòu)成的，與回轉(zhuǎn)體母線重合的焊縫為A類焊接接頭。球殼的縱、環(huán)向焊縫應(yīng)力相同，因此球形封頭與筒體間的焊縫，在標(biāo)準(zhǔn)中將這道焊縫定為A類焊接接頭。在高壓整體包扎容器中，封頭設(shè)計(jì)為半球形封頭，因此就存在了這樣兩條A類焊接接頭。而在橢圓形封頭中帶有直邊段，是為避免封頭與筒體的連接環(huán)焊縫與邊緣應(yīng)力作用區(qū)相重疊，以改善其受力狀態(tài)。現(xiàn)將半球形封頭增加出一段25mm高的直邊段，使原半球形封頭直接與筒體(即內(nèi)筒)焊接的環(huán)向A類焊接接頭成為兩直筒體對(duì)接的B類焊接接頭，那么這道焊接接頭就成為了內(nèi)筒中的B類焊接接頭，也就避免了這道焊接接頭在焊后要進(jìn)行熱處理的要求了。如圖1所示：

圖1

2.在技術(shù)要求上仍然要按著原來(lái)A類焊接接頭的要求去嚴(yán)格控制。即內(nèi)筒與封頭連接處對(duì)口錯(cuò)邊量≤1mm，如圖2所示。

圖2

其它的要求，如焊接工藝、接頭性能等也不變，仍然按原A類焊接接頭的要求去要求。

3.關(guān)于元件的強(qiáng)度計(jì)算也仍按“全國(guó)化工設(shè)備技術(shù)中心站” 的Sw6程序進(jìn)行的。計(jì)算結(jié)果符合要求(強(qiáng)度計(jì)算書略)。

三、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

關(guān)于經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也有了一定的改進(jìn)，減少了一道熱處理工序，既節(jié)約了生產(chǎn)周期，又減少了熱處理能源的消耗，從而降低了生產(chǎn)成本，因此，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相應(yīng)的也就有了提高。

結(jié)論

這一項(xiàng)設(shè)計(jì)改進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，對(duì)于強(qiáng)度、性能等沒(méi)有任何影響，并且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的規(guī)定，此產(chǎn)品已投入了使用，設(shè)備運(yùn)行情況很好，用戶非常滿意。同時(shí)又作到了節(jié)能、節(jié)時(shí)，降低了成本，同時(shí)減少一次熱處理，也就減少了一次產(chǎn)品的變形量，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量又有了進(jìn)一步的保證。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱亮;力學(xué)性能失配焊接接頭的強(qiáng)度及變形行為[D];蘭州理工大學(xué);2005年

[2] 陳麗瓏，李致煥，張錫愛(ài);母材不等強(qiáng)焊接接頭強(qiáng)度研究[J];焊接技術(shù);2002年01期

[3] 李霄，吉玲康，李鶴林;低匹配條件下X80管線鋼焊接接頭的變形能力研究[J];熱加工工藝;2005年10期

[4] 荊洪陽(yáng)，朱政強(qiáng)，霍立興，張玉鳳;強(qiáng)度匹配對(duì)核容器用鋼A508-Ⅲ焊接接頭斷裂行為的影響[J];焊接學(xué)報(bào);2002年05期