钛制压力容器焊接质量控制
钛材压力容器制造要点
钛材压力容器制造要点1前言钛材是一种新型金属材料，具有较高的强度、较小的密度(仅为碳钢的60%)、优良的耐腐蚀性能以及良好的工艺性能，今后将日益广泛地用于制造耐腐蚀的石油化工设备。
2组装及加工2.1前期准备(1)专门划分一块钛材设备制造区域，严禁与碳钢设备混堆、接触，工作场地必须铺设橡胶板。
(2)材料要入库妥为保管，禁止露天堆放。
同时设置几个钛材专用的边角余料箱，将边角料分类回收。
(3)自行设计、制造所需的专用机具、胎具等。
其中多层螺旋盘管弯制机不但解决了钛材盘管的煨弯难题，还荣获国家专利，专利号为92 2 338574；其它设备如剪板机、刨边机、滚板机等要保持清洁，防止油污、铁屑、辊子上的缺陷等损伤钛材表面。
(4)参加钛材设备制造的人员，着装应符合要求，工作服、手套要整洁，不允许穿带铁钉的鞋，并且尽量避免在钛板上走动。
2.2划线与落料钛材对缺陷的敏感性很强，因此禁止用铁锤击打钛材表面或打样冲或钢印，禁止用墨汁或油漆书写有关标记。
钛材还易受铁、油污等的污染，下料切割后须用砂轮机将污染部位打磨干净，因此划线时要适当多留一些加工余量，一般以10～20mm为宜。
采用剪板、砂轮机或等离子弧切割落料。
采用等离子弧切割时，为防止飞溅损伤钛板，应在钛板表面涂刷白垩粉。
2.3加工坡口对板材要求在刨边机上刨出坡口，对管材要求在车床上车出坡口，坡口均为V型，较长的板在刨边过程中容易产生挠曲、被撕裂的现象。
为了解决这些问题，我们用槽钢压紧刨削端，以增大刨边机对板材的压紧力，同时减小板材伸出刨边机的长度(由常规的50mm减为30mm)，以增大其刚度，再调整好刀具的刃倾角，并采用低速和小的进刀量切削，结果坡口光亮如镜，比碳钢及不锈钢坡口的粗糙度要低得多。
注意在钛材刨边过程中不能中途停止进刀，否则容易引起切削表面硬化，同时钛材刨边时磨刀及更换刀具也比碳钢及不锈钢频繁。
2.4卷板钛板在卷制时，板材回弹量要比碳钢及不锈钢大，致使点焊比较困难。
钛_钢复合板压力容器制造技术
1 前言在某种腐蚀条件下，钛具有比不锈钢、铝、铜有更优良的耐蚀性[1]。
虽然造价比不锈钢设备高，但在一定条件下，钛制设备使用可靠性高，寿命长，因此钛得到了广泛的应用。
我国使用钛材制造化工设备已有40多年历史。
但是，钛制化工设备尤其钛-钢复合板制化工设备，比钢制化工设备在技术上有更多难度，积累经验也少得多，因此，对于钛-钢复合板制化工设备的设计、制造，备受关注。
钛-钢复合板制化工设备中用量最多的是容器，而且是压力容器。
一般情况下，当操作压力和温度（200℃以上）较高时，压力容器的封头和全部筒节均用钛-钢复合板制造，就是常说的钛-钢复合板压力容器。
2 钛-钢复合板生产方法按照目前复合板生产技术，钛-钢复合板生产方法允许使用轧制法、爆炸法、爆炸-轧制法三种方法。
压力容器钛-钢复合板常用的是爆炸法。
3 压力容器用钛-钢复合板级别3.1 压力容器用钛-钢爆炸复合板分为1级、2级、3级。
3.2 1级复合板，未结合率0%，用于过渡接头、法兰等高结合强度，且不允许不结合区存在；2级复合板，未结合率≤2%，是将钛材作为强度设计材料或特殊用途的复合板，如管板等；3级复合板，未结合率≤5%，是将钛材作为耐蚀设计，而不考虑其强度的复合板。
4 压力容器用钛-钢复合板材料主要技术规定4.1 覆材符合GB/T3621 钛及钛合金板材中的TA0、TA1、TA2、TA9、TA10。
4.2 基材符合4.2.1 GB713 锅炉和压力容器用钢板，如Q245R和Q345R；4.2.2 GB24511 承压设备用不锈钢钢板及钢带，如S30408；4.2.3 GB3531 低温压力容器用低合金钢钢板，如16MnDR；4.2.4 NB/T47008 承压设备用碳素钢和合金钢锻件，如16Mn；4.2.5 NB/T47009 低温承压设备用低合金钢锻件，如16MnD；4.2.6 NB/T47010 承压设备用不锈钢和耐热钢锻件，如S30408。
钛制容器的制造要求
钛制容器的制造要求化工容器能否高效，安全的运行，制作质量是很重要的一环，尤其是钛制设备。
钛对表面缺陷敏感性很大，忌讳表面有缺陷。
而钛的摩擦系数大，化学活性高，在加工制造过程中表面又极易受划伤和污染。
使用不合理的工具，工作场地，与其它金属接触等，都会对钛的耐腐蚀性和机械性能有极大的影响。
钛的焊接变形大，校形困难；钛在冷加工时易产生裂纹，弯曲变形时，弹性回弹量大，不易得到正确的现状；其冷作硬化倾向的强化程度随变形速度而加剧；变形速度对加工零件的迹极限程度和质量都有很大的影响。
更不利的是钛设备不易返修好，有时会有越返修效果越差的情况，针对钛材的这些特性，必须对原材料，制造，装配，检验方法提出要求。
以下为根据相关标准而提出的几点制造要求：1、钛制压力容器及其受压元件的制造必须有专用的制造车间和专用的工装，不得与黑色金属制品或其它产品混杂生产。
2、工作场地要保持清洁，干燥，严格控制灰尘。
3、加工成型设备和焊接设备，应满足钛制金属的需要，必须严格控制表面机械损伤和飞溅物4、用于钛加工的专用工具应专门保管，尽量避免使用铁和碳钢工具，特别是钢丝刷。
5、卷板机滚圆表面应清理干净，或在卷板时在钛板上垫一层薄镀锌铁皮或不锈钢薄板或塑料薄膜保护钛板表面。
当钛件不加工时，则用塑料袋或塑料布包盖好。
6、所有参加钛加工的人员应经过培训考试，持证上岗。
并穿戴好洁净的工作服、手套、橡胶鞋或软底鞋，以免划伤钛材表面。
7、钛制压力容器的施焊必须由考试合格的焊工承担。
焊工考试应遵循国家相关标准。
8、在钛材上划线应尽量采用金属铅笔，若在以后的加工工序中能消除的部分允许打样冲眼。
钛复合板的划线应在基板上进行。
9．钛板和钛复合板可以用火焰切割、等离子切割、冲剪或机加工等方法下料。
当采用火焰或等离子切割时要避免火花落在钛板表面。
下料时，钛复合板应背向火焰，复合板离地高度不低于300mm10、焊接接头的坡口面必须用机加工方法加工。
其表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷。
焊接钛、铝制压力容器的方法浅探
焊接钛、铝制压力容器的方法浅探摘要：结合实践来看，压力容器制造中，焊接是最重要的工艺过程，焊接质量的好坏取决于焊接方法的选择、焊接参数的确定及焊接过程中的控制。
其中，焊接方法的选择在此过程控制中起决定性作用。
钛、铝制压力容器适用的焊接方法主要包括焊条电弧焊、非熔化极气体保护焊、熔化极气体保护焊、等离子弧焊、激光焊、搅拌摩擦焊，目前常采用非熔化极气体保护焊进行铝、钛制压力容器的焊接。
关键词：钛、铝合金制压力容器;传统焊接;固态焊接;方法1传统焊接方法1.1焊条电弧焊焊条电弧焊焊接钛、铝合金成本相对较低，焊接速度快。
但焊接过程中，钛、铝合金易氧化、导热快、熔点低，高温下表面易产生氧化膜，需要及时清理。
在高温状态下，钛、铝以液体形式存在，在焊接过程中容易引起焊接金属下塌，需要配备背部成型的垫板，焊接准备工作较为复杂。
焊条电弧焊焊接过程中，钛、铝合金表面的氧化膜易进入熔池，在焊缝金属中形成夹渣；焊接速度控制不当会产生气孔；焊接过程中热影响区较大，杂质较多易产生热裂纹。
1.2非熔化极气体保护焊非熔化极气体保护焊(TIG)焊接钛、铝合金为现阶段最常见的焊接方法。
在焊接钛、铝合金时，非熔化极气体保护焊一般采用交流电源，利用电流在负半波时的阴极雾化效应可以有效清理钛、铝合金表面的氧化膜，提高熔合性。
非熔化极气体保护焊焊接过程中线能量集中，在焊接过程中能量损失少，热影响区较小，焊后试件的力学性能优良。
其缺点是非熔化极的电流承载能力较低、熔深较小，只适用于薄板、厚板打底焊，且保护气体较贵，劳动效率低，生产成本高。
非熔化极气体保护焊焊接钛、铝合金时，非熔化极受热熔化，易在焊缝中形成夹渣，影响焊缝承载动载荷的能力；保护气体流量不足，焊接过程中空气混入，焊接时生成气孔；焊接残余应力较大，降低接头的力学性能。
1.3熔化极气体保护焊相比非熔化极气体保护焊，熔化极气体保护焊(MIG)采用自动化操作，焊接效率高，解决了非熔化极气体保护焊生产成本高的缺点；焊接过程中不产生熔渣，焊接飞溅少，焊缝成形美观；由于其焊缝内在质量和外观质量都很高，该方法已成为焊接一些重要结构优先选用的焊接方法之一。
JBT 4709-2007 钢制压力容器焊接规程
目次
前言……………………………………………………………………………………………………………Ⅱ 1 范围…………………………………………………………………………………………………………1 2 规范性引用文件……………………………………………………………………………………………1 3 通用焊接规程………………………………………………………………………………………………1 4 钢材、铝材、钛材专用焊接规程…………………………………………………………………………5 附录 A（资料性附录）特种材料焊接坡口形式与尺寸……………………………………………………20 附录 B（规范性附录）复合金属焊接规程…………………………………………………………………31 附录 C（资料性附录）焊缝位置的规定范围………………………………………………………………34
2 规范性引用文件
下列文年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）或修改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。
GB/T 3190—1996
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JB/T 4709—2007
前言
本标准对 JB/T4709-2000 进行修订。 本标准依据 JB/T4709-2000 实施以来所取得的经验，参照近期国际同类标准进行了下列修改： ① 增加了焊接方法、钛材和铝材焊接规程、附录 A 特种材料坡口形式和尺寸以及附录 C 焊缝位 置的规定范围。 ② 4.1 条中修订焊接材料选用原则、常用钢材预热温度、后热温度以及焊后热处理规定。 ③ 4.1 条增加预热温度测量位置规定。 ④ 删除 JB/T4709-2000 中附录 B。 本标准从实施之日起，代替 JB/T4709-2000。 本标准附录 A 是资料性附录 本标准附录 B 是规范性附录 本标准附录 C 是资料性附录 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会提出并归口。 本标准负责起草单位： 本标准主要起草人： 参加本标准编制工作的单位及人员有： 本标准于 1992 年 4 月首次发布 本标准由全国锅炉压力容器标准化技术委员会负责解释。
钛制压力容器的制造与检验要点
钛制压力容器的制造与检验要点【摘要】本文通过对硫酸铜蒸发罐的生产实例全面介绍了钛制压力容器的设计、焊接、加工等制造要点以及制造完成后的检验原理、步骤和重点。
【关键词】钛压力容器制造检验某公司接到一批硫酸铜蒸发罐的订单，介质为CuSO4+H2SO4，设计温度150℃，设计压力0.25Mpa。
考虑到钛在含有氯、溴、醋酸、硫酸、硝酸等腐蚀性介质中具有比不锈钢、铝、铜更优良的耐蚀性，特选用了钛材。
但是钛制压力容器比普通的钢制压力容器在技术上有更多难度，积累经验也少得多，为此作者对钛制容器在材料选用、加工卷制、焊接、热处理、检验上的要点进行了一系列的论证。
1 材料选用钛存在两种同素异构晶体形态，α为密排六角结构，β为体心立方结构。
因为882.5℃以下，密排六角结构最稳定，所以压力容器设计中应采用α合金状态，即TA牌号。
根据氧含量的不同，分为TA0-TA3共4种牌号，机械强度和硬度逐级增加，抗腐蚀性能相近。
TA1和TA2的耐腐蚀性能和综合性能适中，TA0具有较好的成型性能，TA3具有较高强度和耐磨性能，考虑到经济性，选用TA2牌号。
由于钛及钛合金的抗拉强度随温度的升高而下降较快，见表1，因为硫酸铜蒸发罐的工作温度约为140℃，考虑到该温度下抗拉强度与常温下有较大差距，所以选用钛-钢复合板.综合考虑复合板的力学性能指标和工艺性能指标选用S30408+TA2。
2 筒体的卷制与封头的冲压钛材在剪切过程中，易产生塑性变形，加之温度过高，容易与空气中的氧、氮等反，产生加工硬化，降低防腐蚀性能，所以选用水下切割的方法。
钢板卷制过程中，在钢板厚度方向上，外层收到拉伸，内层收到压缩，存在一定的剪切应力。
由于钛-钢复合板按目前的生产技术一般采用爆炸法，界面存有一定的应力，叠加卷制产生的剪切应力，将面临巨大的剥离风险。
因此必须采用特殊的卷制方法：（1）使用合适的预弯模版进行板端预弯；（2）卷板一次压下量不宜过大，避免同一区域往复成形；（3）纵缝基层焊接完毕后进行无损检测；（4）尽可能减少筒体找圆次数。
2焊接质量控制
第六十三条 用于管道受压元件焊接的焊接材料，应当符合有
关安全技术规范及其相关标准的规定。焊接材料应当有质量证明
文件和相应标志，使用前应当进行检查和验收，不合格者不得使
用。施焊单位应当建立焊接材料的保管、烘干、清洗、发放和回
收管理制度。
本条是对管道受压元件焊接材料的要求
如何解决焊接材料长期保存问题
1、限制焊材的库存期限（自生产日期算起）
（e）45°固定试件 代号6FG
考试试件形式
(a)平焊试件 代号1S
(b)横焊试件 代号2S
(c)仰焊试件 代号4S
(D)螺柱焊试件
考试试件形式
管板角接头试件接头形式
焊接要素及代号
焊接要素 手工钨极气体保护焊填充金属焊丝
钨极气体保护焊自动稳压系统
机械化焊
自动跟踪系统
每面坡口内焊道
无 实芯 药芯
受影响。焊件表面潮湿，或者在下雨、下雪、刮风期间，焊工及
其焊件无保护措施时，不得进行焊接。
本条规定施焊现场的焊接环境应严格控制
本条对环境温度的规定主要基于这样一个原则：只要能保证 焊件被焊区域的足够温度（包括必要时采取的预热、中间加热、 缓冷等手段）和焊工技能不受影响，就可顺利进行焊接，获得合 格接头。
求；
(2) 钛和铝材的焊工考试内容、方法和结果评定分别按JB4745《钛制压力容器》
和JB4734《铝制压力容器》中的规定；
(3) 铜和镍材的焊工考试内容、方法和结果评定按GB50236《现场设备工业管
道焊接工程施工及验收规范》中的规定。
(4) 钛、铝、铜和镍材料焊工考试的组织、监督、发证和证焊工的管理按《焊
受压元件母材表面堆焊施焊的焊工，应按照《锅炉压力容器压力管道焊工考试与
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。