7 压力容器焊接接头设计

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压力容器焊接接头分类

压力容器焊接接头分类

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压力容器焊接接头分类
目地:为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同地要求,根据位置,根据该接头所连接两元件地结构类型以及应力水平,把接头分成、、、四类,如图.
图压力容器焊接接头分类
类:圆筒部分地纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接地环向接头、各类凸形封头中地所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接地接头.
类:壳体部分地环向接头、锥形封头小端与接管连接地接头、长颈法兰与接管连接地接头.但已规定为、、类地焊接接头除外.
类:平盖、管板与圆筒非对接连接地接头,法兰与壳体、接管连接地接头,内封头与圆筒地搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头.
类:接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接地接头.但已规定为、类地焊接接头除外.b5E2R。

类焊缝是容器中受力最大地接头,因此一般要求采用双面焊或保证全焊透地单面焊缝;
类焊缝地工作应力一般为类地一半.除了可采用双面焊地对接焊缝以外,也可采用带衬垫地单面焊;
在中低压焊缝中,类接头地受力较小,通常采用角焊缝联接.对于高压容器,盛有剧毒介质地容器和低温容器应采用全焊透地接头.
类焊缝是接管与容器地交叉焊缝.受力条件较差,且存在较高地应力集中.在后壁容器中这种焊缝地拘束度相当大,残余应力亦较大,易产生裂纹等缺陷.因此在这种容器中类焊缝应采取全焊透地焊接接头.对于低压容器可采用局部焊透地单面或双面角焊.p1Ean。

注意:焊接接头分类地原则仅根据焊接接头在容器所处地位置而不是按焊接接头地结构形式分类,所以,在设计焊接接头形式时,应由容器地重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构.这样,同一类别地焊接接头在不同地容器条件下,就可能有不同地焊接接头形式.DXDiT。

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压力容器的焊接接头

压力容器的焊接接头

前言错误!未定义书签。

第1部分储罐设计分析错误!未定义书签。

第1章储罐总体分析错误!未定义书签。

1.1 储罐基本设计要求错误!未定义书签。

1.2 储罐材料错误!未定义书签。

1.3储罐用钢板错误!未定义书签。

1.4 配用锻件错误!未定义书签。

1.5 配用螺栓、螺母错误!未定义书签。

第2章储罐罐底设计错误!未定义书签。

2.1 储罐罐底板尺寸错误!未定义书签。

2.2 罐底结构错误!未定义书签。

第3章罐壁结构设计错误!未定义书签。

3.1 罐壁的排板与连接错误!未定义书签。

3.2 罐壁厚度错误!未定义书签。

3.3 罐壁加强圈错误!未定义书签。

第4章罐顶结构设计错误!未定义书签。

第2部分储罐的焊接工艺分析错误!未定义书签。

第5章压力容器的焊接接头错误!未定义书签。

5.1 压力容器焊接接头的分类错误!未定义书签。

5.2 圆筒形容器焊接接头的设计错误!未定义书签。

第6章压力容器的焊接方法错误!未定义书签。

6.1 熔化极氩弧焊错误!未定义书签。

CO气体保护焊错误!未定义书签。

6.226.3埋弧焊错误!未定义书签。

第7章压力容器的焊接工艺错误!未定义书签。

第3部分储罐的组装与检验错误!未定义书签。

第8章储罐的安装施工顺序错误!未定义书签。

8.1储罐底板的焊接顺序错误!未定义书签。

8.2储罐壁板的焊接顺序错误!未定义书签。

8.3储罐固定顶的焊接顺序错误!未定义书签。

第9章储罐焊缝的检验与修补错误!未定义书签。

9.1焊缝检测错误!未定义书签。

9.2焊缝修补错误!未定义书签。

设计体会错误!未定义书签。

参考文献错误!未定义书签。

前言大型油气储罐是油气产品储存运输最方便、廉价的方式之一。

储罐的形式可跟据盖顶的样式不同分为浮顶式储罐(包括气柜)和固定顶式储罐(包括内浮顶式储罐),而固定顶式储罐又包括锥顶式储罐和拱顶式储罐两种。

目前原油的储罐使用中浮顶式储罐在不断减少,液化气储运主要是球罐和立式筒形低压储罐。

常用的几种灌顶形式为双子午线网客机构拱顶、辐射网壳结构拱顶、短程线网壳结构拱顶和梁柱支撑结构拱顶,见图1。

钢制压力容器焊接接头系数φ的确定

钢制压力容器焊接接头系数φ的确定

钢制压力容器焊接接头系数φ的确定摘要:本文通过归纳、分析钢制压力容器设计计算中焊接接头系数φ与对接接头的焊缝形式、无损检测的长度比例等的关系,以及对标准、规范中相关规定的进一步释义,详解焊接接头系数φ的确定。

关键词:钢制压力容器焊接接头系数对接接头焊缝形式无损检测许久以来,设计(校审)人员(下文简称设计人员)在钢制压力容器焊接接头系数φ的确定问题上一直争论不休,一些论坛上关于这方面的讨论比比皆是。

本文主要根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》[1](下文简称《容规》)、GB150.1~150.4-2011《压力容器》[合订本][2](下文简称GB150)等标准、规范的规定,分析钢制压力容器设计中φ的确定因素与确定(选取)。

1 焊接接头系数的确定因素焊接接头系数φ的确定因素有明文规定的,也有引申的,然而都不可忽略。

1.1 确定因素GB150中4.5.2.1:“焊接接头系数应根据对接接头的焊缝形式和无损检测的长度比例确定”。

此规定明确了焊接接头系数φ的确定因素是“对接接头”的“焊缝形式”和“无损检测的长度比例”。

1.1.1 对接接头从而确定:跟φ有关的是A、B类对接接头。

GB150中的公式是根据周向一次薄膜应力的强度导出,所以与之对应的A类焊缝的焊接接头系数φ才是计算参数。

但是为了保证受压元件的强度与安全,要求A、B类接头的焊接接头系数一致,如果由于各种原因不能达到时,应对B类焊缝的质量加以控制,如GB150中10.3.4:“对容器直径不超800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝,当采用不带垫板的单面焊对接接头,且无法进行射线或超声检测时,允许不进行检测,但需采用气体保护焊打底”。

1.1.2 对接接头的焊缝形式焊制的钢制压力容器,受压元件的对接接头首。

选双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透接头(下文简称全焊透),然而在制造无法实现的情况下,采用非全焊透的单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板)(下文简称非全焊透)。

压力容器焊接接头分类

压力容器焊接接头分类

压力容器焊接接头分类2009-05-28 14:41 目的:为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同的要求,GB150根据位置,根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平,把接头分成A、B、C、D四类,如图。

图压力容器焊接接头分类A类:圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头。

B类:壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头。

但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。

C类:平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内圭寸头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头。

D类:接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。

但已规定为A、B类的焊接接头除外。

A类焊缝是容器中受力最大的接头,因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝;B类焊缝的工作应力一般为A类的一半。

除了可采用双面焊的对接焊缝以外,也可采用带衬垫的单面焊;在中低压焊缝中,C类接头的受力较小,通常采用角焊缝联接。

对于高压容器,盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透的接头。

D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。

受力条件较差,且存在较高的应力集中。

在后壁容器中这种焊缝的拘束度相当大,残余应力亦较大,易产生裂纹等缺陷。

因此在这种容器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。

对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。

注意:焊接接头分类的原则仅根据焊接接头在容器所处的位置而不是按焊接接头的结构形式分类,所以,在设计焊接接头形式时,应由容器的重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构。

这样,同一类别的焊接接头在不同的容器条件下, 就可能有不同的焊接接头形式。

压力容器焊接技术要求

压力容器焊接技术要求

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。

压力容器的焊接接头

压力容器的焊接接头

压力容器的焊接接头压力容器是一种用于存储气体、液体和气体液混合物的容器。

压力容器通常是制造过程中的一个重要组成部分,被广泛应用于化学、医药、生物、食品、石油、天然气以及其他工业领域中。

它们承受着高压和高温度,为了确保其安全工作,关键部位的质量和可靠性必须得到充分的保证。

焊接接头是压力容器制造中最重要的部分之一,它的质量直接关系着压力容器的安全性。

因此,本文将对压力容器的焊接接头进行详细介绍。

一、焊接接头种类在压力容器的制造过程中,焊接接头是最常见且重要的连接方式之一。

焊接接头种类包括:1. 满焊缝:该接头在板材的整个长度方向上进行焊接,典型的设计有对接型和搭接型,常见于圆形和球形压力容器中。

2. 钢带焊缝:该接头在板材的一部分上进行焊接,常见于锅炉和换热器中。

3. 梳齿形焊缝:该接头呈锯齿状,被用于连接其它压力容器或者许多元件,如法兰和管子。

4. 膨胀式金属密封焊缝:该接头是一种常见的密封法兰连接方式,要求密封件处于完全闭合的状态,同时通过超声波检测来检查结构的完整性和缺陷。

以上四种焊接接头种类是压力容器中比较常见的,但在实际应用中,还有很多其他的焊接接头。

二、焊接接头质量问题焊接接头是压力容器制造中一个重要的质量问题,焊接接头的缺陷可能导致压力容器无法在正常工作条件下安全稳定运行,甚至造成压力容器爆炸。

焊接接头缺陷的形成原因包括焊接质量、焊接过程中的温度变化、焊接时操作不当等。

焊接接头缺陷的形式包括焊接裂纹、焊接气孔、焊接夹杂、氢劈裂等。

三、焊接接头质量保障措施为了保障焊接接头的质量,必须采取一系列的质量保障措施。

接下来,对于焊接接头的质量保障措施将从设备、技术、人员和检验方面进行探讨。

1. 设备对于压力容器内的焊接操作,必须使用适当的设备和工具,比如美国美锟旗下品牌Amada Miyachi提供的焊接设备。

Amada Miyachi的焊接机和配件使焊接成为容易和可靠的过程,并提供了广泛的应用。

压力容器焊接标准规范

压力容器焊接标准规范目录 JB 4708---2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准释义一、前言...................................................................... ... 2 二、标准原理.................................................................. ..... 3 三、范围 ................................................................. ......... 8 四、术语.................................................................. ........ 9 五、总则.................................................................. ....... 10 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规则 ................................................. 12 七、耐蚀堆焊工艺评定规则 (30)八、试验要求和结果评价 ...............................................................31 九、附录A 不锈钢复合钢焊接工艺评定 ................................................. 41 十、型式试验评定方法 .................................................................43 十一、焊接工艺评定一般过程 ........................................................... 45 十二、附录B“焊接工艺指导书”和“焊接工艺评定报告”表格 ............................ 47 JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》.................................................................... ..... 65 二、焊接材标准释义一、前言料.................................................................. ....... 66 三、焊接评定.................................................................. ....... 77 四、焊接工艺.................................................................. ....... 79 五、焊后热处理.................................................................. ..... 83 六、焊接返A 不锈钢复合钢焊接规修...................................................................... ... 94 七、附录程 ..................................................... 99 八、附录B 接头焊接工艺规程表格推荐格式 ............................................ 101 JB 4744—2000《钢制压力容器产品焊接试板的力学性能检验》标准释义 JB 4709-2000 标准释义 1 JB 4708---2000 《钢制压力容器焊接工艺评定》标准释义 JB 4709-2000 标准释义2 一、前言 JB 708—1992《钢制压力空器焊接工艺评定》发布之日起便结束了我国压力容器行业各方面没有一致认可的焊接工艺评定标准的忆局面它的实施为确保压力容器焊接质量起到了积极推动作用。

压力容器设计中焊接接头系数值的选取

压力容器设计中焊接接头系数Υ值的选取李业勤3 尤爱珍 (宜兴市洪流集团公司)(常州化工设备有限公司) 摘 要 对压力容器设计中几处焊接接头系数Υ值的选取,论述了自己的观点。

关键词 压力容器 焊接接头系数 在学习贯彻GB150-1998、GB151-1999以及国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》(下简称《容规》)的过程中,有几处焊接接头系数Υ值的选取易引起争议,为此,笔者谈一下自己的看法,供参考。

1 开孔处计算厚度∆计算式中Υ值的选取 GB150-1998中的81511款给出了对内压容器开孔所需补强面积的计算式:A=d∆+2∆∆et(1-f r)(1)式中∆为开孔处计算厚度。

显然,要求取∆值,就必需解决开孔处焊接接头系数Υ值如何选取的问题。

当壳体的焊接接头系数Υ=1时,任意开孔处Υ=1。

若有人提出,当开孔正好在B类焊接接头上,而B类Υ值又不为1,怎么办?笔者认为,由于B类Υ值不会小于015,不会对开孔处Υ值造成影响。

当壳体Υ值小于1时,开孔处Υ如何选取?这个问题比较复杂,现分析如下: (1)开孔处有效补强范围内,计算截面为母材,此时Υ=1。

(2)开孔处有效补强范围内,计算截面穿过B类焊接接头,由于B类Υ值不小于015,故对计算截面(对圆筒体为轴向截面)而言,其Υ值可取1。

(3)开孔处有效补强范围内,计算截面正好穿过A类焊接接头,而A类Υ值又小于1,例如0185等,笔者认为可仍取1。

理由是:根据GB150-1998第10181212c)款以及10181411 b)和10181412b)款,以开孔中心为圆心、115倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头应全部检测,射线检测、超声检测合格的级别分别为不低于 级和不低于 级,即与壳体相一致,《容规》亦有同样规定,因此有人认为Υ值应等同于壳体的Υ值。

从合理的角度考虑,Υ值取小于1的值,有一定道理,但是,由于设计人员在进行设计计算时是无法预先知道这一情况的,更何况计算截面正好位于A类焊接接头上的情形十分少,如果连这一比较特殊的情形也要分清Υ=1还是Υ<1,对设计人员而言未免太苛刻了。

2016压力容器设计人员考试试题及答案

2016压力容器设计人员考试试题及答案第一篇:2016压力容器设计人员考试试题及答案2016年度压力容器设计人员考核试卷部门:姓名:岗位:成绩:一、填空题(每题2分,共30分)1、对于压力容器,GB150.1-2011适用的设计压力范围是(不大于35MPa)。

2、GB150.1-2011适用的设计温度范围是(-269℃~900℃)。

3、GB150标准直接或间接考虑了如下失效模式(脆性断裂)(韧性断裂)(接头泄漏)(弹性或塑性失稳)(蠕变断裂)(腐蚀破坏)。

17、GB/T151—2014使用的换热器型式是(固定管板式换热器)、(浮头式换热器)、(U形管式换热器)、(釜式重沸器)、(填料函式换热器)和(高压管壳式换热器);换热管与管板连接的型式有(胀接)、(焊接)、(胀焊并用)和(内孔焊)。

4、泄漏试验包括(气密性试验)、(氨检漏试验)、(卤素检漏试验)和(氦检漏试验)。

5、焊接接头由(焊缝)、(熔合区)(热影响区)三部分组成。

6、GB/T17616规定S1表示(铁素体型)钢,S2表示(奥氏体-铁素体型)钢,S3表示(奥氏体型)钢,S4表示(马氏体型)钢。

7、壳体开孔处引起的应力可分为三种:(局部薄膜应力)(弯曲应力)和(峰值应力)。

8、对于(第III类)压力容器,设计时应当出具包括(主要失效模式)和(风险控制)等内容的风险评估报告。

9、低温容器受压元件禁用硬印标记是为了降低(脆断)风险,而有耐腐蚀要求的不锈钢以及复合钢板的耐腐蚀面则是为了降低(腐蚀失效)风险。

10、PWHT的意思是(焊后热处理)。

11、封头各种不相交的拼接焊缝中心线间距离至少为封头的钢材厚度的(3)倍,且不小于(100mm)。

12、TSG 21-2016规定判断规程的适用范围用的是(工作)压力,在附录A压力容器类别划分时采用的是(设计)压力。

13、压力容器的选材应当考虑材料的(力学性能)、(化学性能)、(物理性能)和(工艺性能)。

JB-T4746-2002钢制压力容器用封头解密

制作:逍遥浪子E_Mail:dragon_flowers@—JB/T4746-2002 —- 2 - 钢制压力容器用封头JB/T4746-2002钢制压力容器用封头1 范围1.1本标准规定了钢制压力容器用封头的制造、检验、验收要求,同时给出了钢制压力容器用封头的常用型式与参数。

1.2本标准给出的型式与参数适用于表1所列出类型的整板或拼板采用冲压、旋压及巻制成形的钢制压力容器用封头。

1.3本标准规定的制造、检验与验收要求,既适用于表1所列类型的封头,也适用于其他型式与参数的整板或拼板采用冲压、旋压及巻制成形的钢制压力容器用椭圆形、碟形、折边锥形与球冠形封头。

2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。

凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。

GB150-1998 钢制压力容器GB /T1804-2000 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差JB4708-2000 钢制压力容器焊接工艺评定JB4730-1994 压力容器无损检测JB4732-1995 钢制压力容器----分析设计标准压力容器安全技术监察规程原国家质量技术监督局1999年颁布。

3 符号A ——封头内表面积,m2 ;C1——钢材厚度负偏差,按相应钢板标准选取,mm;DN ——封头公称直径(按表1规定),mm;D i——椭圆形、碟形和球冠形封头内直径或折边锥形封头大端内直径,mm;D is——折边锥形封头小端内直径,mm;D o——椭圆形、碟形和球冠形封头外直径或折边锥形封头大端外直径,mm;D os——折边锥形封头小端外直径,mm;H ——碟形、球冠形封头及以内径为基准椭圆形封头总深度或折边锥形封头及外径为基准椭圆形封头总高度,mm;H′——折边锥形封头至锥顶总高度,mm;h ——椭圆形、碟形及折边锥形封头直边高度,mm;m ——封头质量,kg;R i——碟形、球冠形封头球面部分内半径,mm;r ——碟形、折边锥形封头大端过渡段转角内半径,mm;r s——折边锥形封头小端过渡段转角内半径,mm;V ——封头容积,m3;α——折边锥形封头半顶角,(°);δn——封头名义厚度,mm;δs——钢材厚度,即钢板质量证明书中的规格厚度,mm。

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7 压力容器焊接接头设计焊接接头由焊缝金属、热阻碍区及相邻母材三部分组成。

在压力容器、锅炉和管道等过程设备中,焊接接头不仅是重要的连接元件,而且与所连接部件一起承担工作压力、其它载荷、温度和化学腐蚀介质的作用。

焊接接头作为整个受压部件或承压设备不可分割的组成部分,对运行可靠性和工作寿命起着决定性的阻碍。

因此,焊接接头的正确设计关于保证产品的质量具有十分重要的意义。

7.1 焊接接头设计基础7.1.1 焊接接头的差不多类型与特点焊接接头要紧起两个作用:一是连接作用,即把被焊件连成一个整体;二是承力作用,即承担被焊工件所受的载荷。

焊接与被焊工件并联的接头,焊缝仅承担专门小的载荷,即使焊缝断裂,结构也可不能赶忙失效,这种接头中的焊缝称为联系焊缝,如图7-1a所示。

焊缝与被焊工件串联的接头,焊缝承担全部载荷,一旦焊缝断裂,结构会赶忙失效,这种焊缝称为承载焊缝,如图7-1b所示。

设计时联系焊缝不一定要求焊透或全长焊接,也不必运算焊缝强度,而承载焊缝必须运算强度,且必须采纳全熔透焊接。

过程设备中常用的典型焊接接头类型有对接接头、T形或十字接头、搭接接头和角接接头等,如图7-2所示。

(a) (b)图7-1 联系和承载焊缝a)联系焊缝b)承载焊缝对接接头较其它接头受力状况好,应力集中程度小,焊接时易保证质量,是优先广泛应用的接头。

关于不同厚度的焊件,为了保证焊透,大多都要把焊件的对接边缘加工成各种形式的坡口。

对接接头焊前对工件的边缘加工和装配要求较高。

通常设备壳体上的纵、环焊缝均为对接接头。

T形及十字形接头能承担各种方向的力和力矩,其接头亦有不同类型,有不焊透和焊透的,有不开坡口和开坡口的。

不开坡口者通常均为不焊透的,其应力集中专门大,不适用于重载或动载荷。

开坡口焊透的T形或十字形接头其应力集中明显减小,适用于承担动载荷及重载荷。

接管、人孔等与设备壳体或封头相连的多为T形或角接接头。

搭接接头的应力分布专门不均,受力状况不行,疲劳强度较低,不宜承担动载荷。

压力容器上的补强圈或支座与壳体和封头的连接一样为搭接接头。

搭接接头T形和十字形接头角接接头图7-2 焊接接头差不多类型角接接头是两被焊件端部间构成大于30o,但小于135o夹角的接头。

其承载能力与其连接形式和坡口类型有关。

法兰、平封头、管板等与筒身和封头的连接一样为角接接头。

7.1.2 焊接接头设计的内容与准则焊接接头与其它连接形式,如铆接、胀接和螺栓连接相比具有令人注目的优点,如减轻结构重量,受力均衡,制造成本低、生产周期短等,但也不可忽视其各区组织不均一性、性能不均一性和存在各种焊接缺陷等缺点。

焊接结构设计师专门应重视上述缺点,从设计上采取有效的措施,尽量克服或减小其不利的阻碍,以确保设备的可靠性。

焊接接头设计的差不多内容为:①确定接头型式和位置;②设计坡口形式和尺寸;③制定对接头质量的具体要求,如探伤要求等。

接头设计的差不多准则是:①焊接接头与母材的等强性等强性的含意应包括常温、高温短时强度,高温持久强度,静载和交变载荷下的强度。

②焊接接头与母材的等塑性接头的塑性与母材的塑性不同。

接头塑性要紧是指接头在结构中的整体变形能力,能经受受压部件在制造过程中和运行过程中复杂的受力条件。

③焊接接头的工艺性焊接接头应布置在便于施工,焊接和检查(包括无损探伤)的部位,焊接坡口形状和尺寸应适应所采纳的焊接工艺,具有较高的抗裂性并能防止焊接变形,应易于形成全焊透的焊缝并能幸免形成其他焊接缺陷。

④焊接接头的经济性焊接是一种消耗能量和优质焊材的工艺过程,故应尽量减小焊接接头的数量,在保证接头强度的前提下减薄焊缝的厚度。

在设计焊接坡口形状时,应在保证工艺性的前提下,尽量减小坡口的倾角和截面。

关于壁厚较薄的受压部件应尽可能采纳不开坡口的先进焊接工艺。

7.1.3 焊接接头设计注意要点在设计焊接接头时,设计人员一样除了依据上述差不多设计准则,注意正确合理地选择焊接接头类型,坡口形状和尺寸外,还必须注意接头的可焊到性、可探伤性以及为防止或减小腐蚀等咨询题。

①接头的可焊到性熔焊接头焊接时,为保证获得理想的接头质量,必须保证焊条、焊丝或电极能方便地到达欲焊部位,这确实是熔焊接头设计时要考虑的可焊到性咨询题。

如图7-3所示,左边箭头所指不便于焊接,质量难以保证;中间便于焊接,但为角焊缝,受载时焊缝根部会产生较大的应力集中;右边改为对接焊缝,不但便于焊接,受力状况好,而且也便于无损探伤检验。

另外,有的结构只能在一侧进行焊接,另一侧由于空间狭小无法进入。

例如各类管道和直径小于500mm的压力容器,均存在不能由内侧施焊的咨询题;大直径容器最后组装的封头与筒体连接环焊缝,若无人孔也无法进入内部焊接。

这种情形设计时应注意将坡口开在外侧,便于在不处进行单面焊双面成型工艺。

图7-3 可焊到性接头比较②尽可能改善施焊环境在注意可焊到性的同时,还应重视尽可能地改善焊接施工的环境。

关于能在内外两侧进行焊接的设备,应注意在壳内进行焊接时大多会有烟尘等有害气氛的阻碍,其焊接环境较不处差。

专门是在内部空间狭小,排气不良和预热条件下,其施焊环境就更差,不但有害焊工健康,而且对确保焊接质量也会产生相当的不利阻碍。

为此,可采纳内小外大的双面坡口或开在外侧的单面坡口,使大部焊接工作量在不处完成。

同时也要注意尽可能选择施焊环境好的焊接方法,如埋弧焊放出的有害气体较手工电弧焊少,又没有明弧的有害作用,劳动强度也小。

③接头的可探伤性要紧是指无损探伤的可能性与方便性。

焊接质量要求越高的接头越要重视接头的可探伤性,专门是射线和超声波的可探伤性。

关于射线探伤,探伤前要按照工件形状和接头形式来选择照耀方向和底片的安放位置。

一样来讲,对接接头最适于射线探伤,通常一次照耀即可;而T形接头和角接头的角焊缝有时需从不同方向多次照耀才不至于漏检。

图7-4左面所示接头均不适于X射线探伤,而改为右面所示接头就能够了。

其中图a是压力容器上的插入式接管角焊缝接头,其焊缝的下方即不能平放也不能弯曲放置胶片。

图b是平封头与筒体之间的连接接头,图b1不宜射线探伤,图b2虽有改善,也不合适,只有图b3才适宜射线探伤。

图c为T型接头,图c1不宜射线探伤,图c2才能进行射线探伤。

从构件截面过渡考虑,图d1过渡陡峭,使射线探伤变得困难,图d2过滤平缓,但局部的壁厚差不仍会阻碍探伤,图d3将接头移到过渡段以外,尽管加工复杂,但最宜于射线探伤。

图e1是未熔透的对接接头,由于存在未熔合间隙,不可能进行探伤,只有图e2那样的熔透接头,才可进行射线探伤。

图f为三通式管接头,只有如图f2那样设计,才能便于进行射线探伤。

插入式接管接头图g1,由于厚度差不加上空间曲率,也不宜进行射线探伤,改成图g2的形式,射线探伤就方便了。

超声波探伤对接头检测面要求具有可接近性和可移动性。

然而,所有存在间隙的T型接头和未熔透的对接接头,都不能或者只能有条件地进行超声波检测。

因此接头的根部处理与焊透是采纳超声波探伤的先决条件。

此外,对奥氏体不锈钢焊缝,目前一样不能采纳超声波探伤,按射线探伤考虑即可。

从缺陷扫查、缺陷定量定位以及探伤的可靠性动身,超声波探伤往往要求尽量进行双向探测,而且应有探头移动区。

这是因为有些缺陷从某个方向进行显示,要比从另一个方向显示容易。

因此,关于板厚不等和管壁与底座的对接接头,应该选择适当的板(壁)厚过渡区。

图7-5所示压力容器不等厚对接接头和图7-6所示接头焊缝超声波探伤的探头移动区最小尺寸la,可分不参照表7-1和表7-2确定。

图7-5 不同厚度对接接头超声波探伤的探头移动区l图7-6 几种压力容器壳体焊接接头超声波探伤的探头移动区L表7-1 不同厚度对接接头焊缝超声波探伤移动区最小尺寸l 板厚(mm)10≤t≤2020≤t<40t≥40探头折射角70o60 o45 o,60 o探头移动区(mm)L不处 5.5t+30 3.5t+30 3.5t+50L里面0.7l不处0.7l不处0.7l不处表7-2 压力容器壳体焊缝超声波探伤探头移动区最小尺寸l板厚t(mm) R+L L L a≤40 1.5t 1.0t 3t>40 1.0t 0.7t 2t④提升焊接接头的抗腐蚀性第一要对所设计的结构在给定工况条件下可能产生的腐蚀类型有个确切了解,在此基础上有针对性地正确选择相应的耐腐蚀结构材料和焊接材料。

在结构上要幸免在应力集中和高应力区布置焊缝,尽量降低对腐蚀专门敏锐部位的刚度和幸免可能引起过大残余应力的结合点或区域,幸免图7-7所示阻碍液体流淌和排放的不合理结构死区。

焊接时尽可能采纳对接接头和连续焊,而不采纳搭接接头和间断焊,以免形成缝隙加剧腐蚀。

图7—7 防腐焊接结构比较7-2 压力容器焊接接头设计7.2.1 压力容器焊接接头的分类锅炉锅筒、管道和各种压力容器均为受压壳体,其焊接接头的结构和要求具有同类性。

其壳体上的焊接接头按受力状态及所处的部位可分为A、B、C、D、E、F六类,如图7-8所示。

其中A、B、C、D四类均为受压壳体上直截了当承担压力载荷的接头;E类是非受压元件与受压壳体间的接头,不承担压力载荷;F类是受压元件表面上的堆焊接头,起耐磨或防腐蚀作用,一样不计入承压厚度。

图7-8 压力容器壳体焊接接头分类A类接头包括圆柱形壳体筒节(包括接管)的纵向接头,球形容器和凸形封头瓜片之间的对接接头,球形容器的环向对接接头及球形封头与筒体相接的环向对接接头,镶嵌式锻制接管与筒体或封头的对接接头,大直径焊接三通支管与母管相接的对接接头。

B类接头系指圆柱形、锥形筒节间的环向接头,接管筒节间及其高颈法兰相接的环向对接接头,除球形封头以外的各种凸形封头与筒身相接的环向接头。

属于C 类接头的有法兰、平封头、端盖、管板与筒身、封头和接管相连的角接接头,内凹封头与筒身间的搭接接头以及多层包扎容器层板间的纵向接头等。

D 类接头是指接管、人孔、手孔、补强圈、凸绿与筒身及封头相接的T 形或角接接头。

E 类接头包括吊耳、支撑、支座及各种内件与筒身或封头相接的角接接头。

F 类接头是在筒身、封头、接管、法兰和管板表面上的堆焊接头。

7.2.2 压力容器焊接接头的特点与设计要求上述压力容器各类焊接接头,由于其结构型式和受力状态不同,其焊接和检验等要求也有所差异。

现作如下重点分析(1)A 、B 类接头压力容器上的A 、B 类焊接接头,要紧是壳体上的纵、环向对接接头,是受压壳体上的主承力焊接接头。

这类接头要求采纳全焊透结构,且如图7-9a 所示,应尽量采纳双面焊的全焊透对接接头。

如因结构尺寸限制,只能从单面焊接时,也可采纳单面坡口的接头,但必须保证能形成相当于双面焊的全焊透对接接头。

为此,采纳氩弧焊之类的焊接工艺完成全熔透的打底焊道,或在焊缝背面加衬板来保焊缝根部完全熔透或成型良好,如图7-9b 、c 所示。

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