焊工培训——压力容器的焊接特点、要求及所用焊接接头形式.pdf

压力容器的焊接特点、要求及所用焊接接头形式 内装某种介质（气态或液态，有毒或无毒）并承受一定工作压力（内压或外压）的容器叫压力容器。根据容器设计压力的大小，容器可分为：低压容器 0.1MPaP1.6MPa；中压容器1.6MPaP10MPa；高压容器10MPaP100MPa；超高压容器P100MPa。按压力容器，介质危害程度及在生产过程中的主要作用，可分为一类容器、二类容器和三类容器。其中三类容器制造要求最高。一、压力容器的焊接特点 1.对焊接质量要求高；2.局部结构受力复杂；3.钢材品种多，焊接性差；4.新工艺、新技术应用广；5.对操作工人技术素质要求高；6.有关焊接规程、管理制度完备，要求严格。压力容器广泛采用的材料是低碳钢、普通低合金高强度钢、奥氏体不锈钢以及铝及其合金等，其中尤以普通低合金高强度钢使用最普遍。对材料的具体要求如下：由于不同压力，容器工作温度相差很大，因此对于不同工作温度的压力容器应选用不同的材料。为了防止压力容器产生脆性断裂，对容器用材料的缺口冲击韧性值有一定的要求，标准规定，在低温容器（工作温度20）用钢时，一律以 V 形缺口冲击值作为材料的验收标准。一些非压力容器用钢已在一定程度上允许用于制造压力容器，但要受到严格的限制。压力容器都是焊制容器，为了确保容器的焊接质量，容器用材料应具有良好的焊接性，所以规定含碳量大于 0.24的材料，不得用于制造压力容器。二、对压力容器的要求 1.强度 压力容器是带有爆炸危险的设备，为了保证生产和工人的人身安全，容器的每个部件都必须具有足够的强度，并且在应力集中的地方还要进行适当的补强。2.刚性 是指构件在外力作用下保持原来形状的能力。容器或其受压部件虽然不会因强度不足而发生破裂和过量的塑性变形，但由于弹性变形过大也会使其丧失正常的工作能力。3.耐久性 是指设备的使用年限，通常压力容器的使用年限为 10 年左右，高压容器使用年限为 20 年左右。4.密封性 对压力容器的密封性要给予特别的注意，一方面要严格保证焊缝质量，另一方面容器制成后一定要按规定进行水压试验。三、压力容器所用焊接接头形式 在压力容器中，焊接接头的主要形式有对接接头、角接接头、搭接接头。筒体与封头等重要部件的连接均采用对接接头，因为这种接头受力较均匀，其强度也容易做到与母材相等。角接接头多用于管接头与壳体的连接。搭接接头主要用于非受压部件与受压壳体的连接，如支座与壳体的连接。压力容器上的各种接头，按其受力条件及所处部位可以分为 A、B、C、D 四类，如图 1所示。A 类接头是容器中受力最大的接头，因此要求采用双面焊或保证全部焊透的单面焊缝，主要是指筒节的拼接焊缝、封头瓣片的拼接焊缝、半球形封头与筒体、接管相接的焊缝等。B 类接头的工作应力为 A 类接头工作应力的二分之一，除可采用双面焊的对接接头之外，也可采用带衬垫的单面焊缝。它包括筒节间的环缝、筒体与椭圆形及碟形封头间的环缝。C 类接头受力较小，通常采用角焊缝连接。但对于高压容器，盛有剧毒介质的容器和低温容器应采用全焊透接头。C 类接头一般是凸缘、管板或平端盖与筒节、封头、锥体之间的接头。D 类接头是接管与壳体的交叉焊缝，受力条件较差，且存在较高的应力集中。在厚壁容器中，这种接头拘束度大，焊接残余应力也较大，易产生裂纹之类缺陷，因此在这类容器中，D 类接头也应采用全焊透的焊接接头。对于低压容器可以采用局部焊透的单面焊或双面角焊缝。D 类接头一般是指管子与筒节、封头之间的接头。由于压力容器的焊接接头大多要焊透，所以接头应按工艺方法要求开不同的坡口形式。图 1 压力容器焊接接头形式分类