鋼制壓力容器焊接接頭系數φ的確定

　　摘 要:本文通過歸納、分析鋼制壓力容器設計計算中焊接接頭系數φ與對接接頭的焊縫形式、無損檢測的長度比例等的關系，以及對標準、規范中相關規定的進一步釋義，詳解焊接接頭系數φ的確定。
　　關鍵詞:鋼制壓力容器 焊接接頭系數 對接接頭 焊縫形式 無損檢測
　　中圖分類號:TG441文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0092-01
　　許久以來，設計(校審)人員(下文簡稱設計人員)在鋼制壓力容器焊接接頭系數φ的確定問題上一直爭論不休，一些論壇上關于這方面的討論比比皆是。本文主要根據TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術監察規程》[1](下文簡稱《容規》)、GB150.1～150.4-2011《壓力容器》[合訂本][2](下文簡稱GB150)等標準、規范的規定，分析鋼制壓力容器設計中φ的確定因素與確定(選取)。
　　1 焊接接頭系數的確定因素
　　焊接接頭系數φ的確定因素有明文規定的，也有引申的，然而都不可忽略。
　　1.1 確定因X/Mh5z4dKX4cNt2pDTZpUw==素
　　GB150中4.5.2.1:“焊接接頭系數應根據對接接頭的焊縫形式和無損檢測的長度比例確定”。此規定明確了焊接接頭系數φ的確定因素是“對接接頭”的“焊縫形式”和“無損檢測的長度比例”。
　　1.1.1 對接接頭
　　鋼制壓力容器焊接接頭分類示意圖見圖1。
　　從而確定:跟φ有關的是A、B類對接接頭。GB150中的公式是根據周向一次薄膜應力的強度導出，所以與之對應的A類焊縫的焊接接頭系數φ才是計算參數。但是為了保證受壓元件的強度與安全，要求A、B類接頭的焊接接頭系數一致，如果由于各種原因不能達到時，應對B類焊縫的質量加以控制，如GB150中10.3.4:“對容器直徑不超800mm的圓筒與封頭的最后一道環向封閉焊縫，當采用不帶墊板的單面焊對接接頭，且無法進行射線或超聲檢測時，允許不進行檢測，但需采用氣體保護焊打底”。
　　1.1.2 對接接頭的焊縫形式
　　焊制的鋼制壓力容器，受壓元件的對接接頭首。
　　選雙面焊對接接頭和相當于雙面焊的全焊透接頭(下文簡稱全焊透)，然而在制造無法實現的情況下，采用非全焊透的單面焊對接接頭(沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板)(下文簡稱非全焊透)。
　　1.1.3 無損檢測的長度比例
　　A、B類對接接頭的無損檢測的長度比例一般分為全部(100%)和局部(碳鋼和低合金鋼低溫容器≥50%，其它容器可以是≥50%)兩種。無損檢測長度比例的規定主要有以下三點。
　　(1)全部(100%)射線或超聲檢測。
　　①按GB150中10.3.1規定。
　　②按照分析設計標準制造的壓力容器。
　　③按GB150中12.5.1。
　　(2)局部射線或超聲檢測按GB150中10.3.2。
　　(3)組合檢測按《容規》中4.5.3.2.2(5)。
　　1.2 引申的確定因素
　　鋼制壓力容器的結構、特殊要求與檢測質量的合格級別也是焊接接頭系數φ的確定因素，標準、規范有相關規定間接表明了這一論斷。舉例如下。
　　(1)結構—— 容器本身筒節為無縫管、封頭為整板制作的情況，則不存在A焊縫，則φ=1.0。
　　(2)特殊要求—— GB150中10.3.1的c項:“焊接接頭系數取1.0的壓力容器”須全部(100%)射線或超聲檢測，表明在容器特殊要求(如考慮經濟性)的情況下，可取φ=1.0。
　　(3)無損檢測的合格級別—— 檢測質量分級見JB/T4730.1～4730.6-2005《承壓設備無損檢測》[3]，但沒有規定檢測長度比例和合格級別是唯一的對應關系，例如100%射線檢測的合格級別不一定是Ⅱ級。在實際應用中，常見的射線(RT)、超聲(UT)無損檢測的合格級別、焊接接頭系數φ的對應關系見表1。
　　2 焊接接頭系數的確定(選取)
　　綜合以上幾個確定因素并結合標準、規范中的規定便可確定(選取)焊接接頭系數φ，詳見表1。
　　3 結語
　　綜合上述，鋼制壓力容器設計中焊接接頭系數φ的確定因素必須一一考慮，做到設計中結合制造、檢驗滿足的條件，這樣才能正確取值，才能確保設備的安全性、合理性與經濟性。
　　參考文獻
　　[1]TSG R0004-2