如何提高压力容器D类焊接接头的质量.docVIP

精品论文 参考文献 如何提高压力容器D类焊接接头的质量 陕西化建工程有限责任公司 摘要：压力容器被广泛应用于各个领域，一旦发生破坏，将对国家财产和人民生命安全带来很大的损失。D类焊接接头作为压力容器的薄弱环节，其焊接质量直接影响压力容器的整体质量。为保证压力容器的安全运行，防止事故发生，延长其使用寿命，分析压力容器D类焊缝的结构特性、检测难点、人为因素等，指出在制造过程中的质量改进措施。 关键词：焊接；压力容器；D类焊缝；质量控制 1 前言 压力容器作为一种典型的焊接结构产品，其焊接质量在压力容器的制造质量中起决定性作用。压力容器大多是全焊透结构，在焊接过程中，焊缝由于急速加热、急速冷却、且加热温度极高的热循环特点，其组织、成分存在一定的不均匀性，因此，焊缝成为压力容器结构中的薄弱环节。GB150-2011《压力容器》规定，接管、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头，均属于D类焊接接头。其受力较差、焊接接头结构复杂、应力较为集中。且制造过程中难以引起足够的重视，焊接质量难以保证，使它的工作状况更加恶劣，直接影响压力容器的整体质量和安全运行。D类焊缝的焊接方法可选用焊条电弧焊、钨极氩弧焊和埋弧焊等，目前采用较多的仍是焊条电弧焊。 2 焊接与压力容器的综合叙述 压力容器目前大量采用焊接容器。虽然采用一些技术措施，可以改善焊缝质量，但在构件中总还程度不等地残存着焊接应力和焊接变形，不可能完全消除，焊缝中的各类缺陷也不可能完全避免，在消除焊接应力过程中，如果措施采用不当，也还会引起新的问题，因此，焊缝依然是压力容器中的薄弱环节之一。焊接过程就是焊接构件温度变化的过程，由于在焊接过程中，焊接构件的受热是局部的、不均匀的，在焊缝中心部位温度高达1500℃左右，然后随着距焊缝中心部位距离的增加而急剧降低，温差极大；而焊后的冷却过程，又往往是快速而不平衡的。因此，在焊接构件的不同部位，热胀冷缩的变形量是不同的，且由于容器本身的形状约束，变形是不自由的，各部位的变形相互制约，这就在焊缝本身及其附近区域造成了很大的焊接应力。焊接应力产生的另一个原因，是由于焊接热影响区的金属，在高温温度剧变的条件下，发生了组织变化，从而也发生了焊接应力。焊接应力的存在，对容器的强度和安全性产生十分不利的影响。焊接应力首先是造成了焊接部位的局部塑性变形，从而造成局部应力集中；其次是产生了焊接裂纹。另外，当焊缝附近有开孔、接管（即D类焊缝）或两个不同形状部件的连接处，这些部位的峰值应力和不连接应力，就会和焊缝处的焊接应力相迭加，造成更为不利的应力状态，成为导致容器失败的根源。在焊接过程中还往往会产生其它内部缺陷，如夹渣、气孔、未焊透、裂纹等等。接管设计应最大限度的降低应力集中，有效降低应力集中是设计接管与容器间焊缝时应特别重视的问题。 3 D类焊接接头的质量控制难点 3.1、设计及制造过程中得不到重视 在压力容器设计中，把强度计算作为其安全性首要问题。但目前，国内压力容器的有关规范尚无D类焊缝的强度计算公式及要求，且在图样的 “技术要求” 中很少对 D 类焊接接头内部质量的检测提出要求，大多只是对其表面要求做PT或MT检测。使D类焊缝的强度可靠性在设计和制造过程中得不到足够的重视，质量意识不强，容易产生人为缺陷。 3.2、制造难度大 难度大首先表现在坡口难以用机械方法加工，目前多采用手工切割开孔的方法，而且开孔是鞍形曲面，形状复杂，导致开孔不规则，坡口的角度、钝边及间隙很难达到图样要求，使焊件装配质量差，因而直接影响后序的焊接质量。其次，D类焊缝由于结构的局限性，与对接接头相比，其坡口角度小且形状也不规则。 焊接时运条空间小，不便焊条摆动，清根难度大，时而发生清根不彻底或不清根、间隙太大从而塞焊条的事件发生，不易保证结构全焊透，容易形成夹渣、气孔、未焊透、未熔合等缺陷。 3.3、焊接质量难以检测 不带补强圈的 D 类接头可以采用超声波探伤，但超声探伤存在一定的局限性，如对球形缺陷不敏感、探伤结构不直观、无客观性记录、对缺陷种类的判断需要有高度熟练的技术等。而且超声波检测phi;lt;150的接管D类焊缝时，需要特殊探头，且对操作者有较高的要求。而带补强圈的 D类接头无法进行超声探伤，而且带补强圈的 D 类接头坡口结构复杂，施焊难度大，焊接缺陷的产生几率也明显提高。 所以压力容器 D 类焊接接头质量较难控制的根本原因是没有有效的无损检测手段，使焊缝内部缺陷不易准确检测出来。 4 D类焊接接头质量控制方法 D 类焊接接头质量可以通