钢制压力容器焊接与热处理.doc

行业资料：_钢制压力容器焊接与热处理单位：_部门：_日期：_年_月_日第 1 页 共 10 页钢制压力容器焊接与热处理钢制压力容器制造中，焊接技术是极为关键的一项技术，文章综合理论与实际两大方面，对钢制压力容器（尤其是不锈钢复合钢板制压力容器）设计中的焊接工艺及热处理工艺展开了详细论述，强调了焊接质量的重要性，对钢制压力容器的设计与制造，都有一定的指导意义。焊接，是涉及、生产及安装压力容器中非常重要的一项技术，设计时焊接接头的正确选用及制造中焊接质量的优劣，都会对压力容器的工作及使用寿命产生决定性影响，甚至还可能会危及人类的生命、财产安全。从这点来看，压力容器的焊接质量，既是个安全性问题，同时也是个经济性问题。1.不锈复合钢板焊接工艺通过翻阅与焊接相关的资料，以及开展焊接性试验，根据NB/T47015-xx压力容器焊接规程，SH/T3527-xx石油化工不锈复合钢板焊接规程，GB/T13148-xx不锈钢复合钢板焊接技术要求等标准来对焊接工艺进行评定，接焊缝焊后RT探伤、晶间腐蚀试验及力学性能试验等项目都应严格符合标准及需求。焊接工艺最终的评定结果将被作为制定产品施焊工艺的重要依据。1.1.焊接方法不锈复合钢板已有多种较为成熟的焊接方法，大体可分为焊条电弧焊、钨极氩弧焊、埋弧焊等。有些换热器的管箱与浮头盖都是复合材料，没有很大的焊接空间，直焊缝不长，可进行双面焊，对于这类换热器产品，采用焊条电弧焊方法更为合适，这样不仅能提升焊接质量，同时还可压缩成本，其操作较为灵活，几乎不受工件形状与焊接位置的影响。1.2.焊接材料的选择焊材的选择，应根据基层等强度和复层保证耐蚀性等原则进行。1.3.焊接设备与环境通常可选择直流焊机，基层、复层及过渡层这3种焊缝均可选择焊条电弧焊。所采用的钢丝刷、扁铲等工具都，都应是不锈钢材料。焊接应在0以上的环境下进行，同时现场还应采取必要的防风措施。1.4.焊接坡口与接头组对1.4.1.坡口选用坡口形式时，应充分考虑焊接渡层的特点，焊接顺序应依次为焊基层、渡层到复层，要尽可能不对复层进行焊接或进行少量焊接，同时还应避免复层焊缝被多次受热，从而逐步增强复层焊缝的耐腐蚀性能，该坡口形式还能有效降低设备内部的铲磨工作量。1.4.2.组对焊件组对时，应以复层为参考对齐，复层错边量过大，会降低复层焊缝的质量，为此我们应将错边量控制在0.5mm范围内。1.4.3.定位焊对接焊时，只可在基层使用E5015焊条来点焊。点焊工装夹具也只可焊在基层的某一侧，且材质要和基层一致，然而使用E5015焊条进行焊接。去除工装时，应避免基层金属破损，同时焊接处还应进行打磨，使之保持光滑。1.4.4.焊接工艺参数不锈复合钢板焊接工艺如下表。电流极性都是直流反接。钢制压力容器焊后热处理2.1.钢制压力容器焊后热处理的条件2.1.1.高压容器、储存容器、中压反应容器以及移动式压力容器等，都应进行炉内整体热处理。其他压力容器可直接进行整体热处理。大型压力容器，可选择分段热处理，其重叠热处理部分长度应大于1500mm。炉外部分还必须采取相应的保温措施。2.1.2.环向焊接接头、筒体、接管或封头经过修补后，可选择局部热处理。局部热处理的焊缝应包含整条焊缝。焊缝每侧加热宽度应超过母材厚度的两倍，焊接接管和壳体时，加热宽度应大于两者厚度的六倍。如果壳体靠近加热部位，还必须采取相应的保温措施，避免产生过大的温度差。2.2.焊后热处理方法2.2.1.整体热处理整体热处理通常会采用烧嘴加热，有时也会采用电加热方式，通常在直径与容积不大的压力容器现场返修后的热处理中应用较多。运用烧嘴加热时，通常在容器的开口处会放置1个或多个燃油、燃气烧嘴，通过强制对流来对容器壳体进行均匀加热。容器外表面还会铺设一层保温层，其目的是为了避免热扩散，使壳体能够升温、加热温度能保持均匀以及维护施工安全等。国外则更常采用高速燃气烧嘴，其燃料通常是液化石油气或者城市煤气。2.2.2.局部热处理局部热处理对大型压力容器等更为适用，这些容器通常无法进行整体加热或在运输方面存在较大限制，而不得不使用现场安装的筒体、管道或进行焊接环缝，或是对焊接区进行局部修补等。局部加热一般都会产生较大的热应力，为避免该种热应力产生不利影响，我们通常会对压力容器筒体、接管的整体焊接区及其周边环形带展开焊后热处理，具体的操作规范可参考国内压力容器制造标准。局部热处理也有多种加热方法，国内外较常选择电加热方式，这是由于电加热更容易控制，施工起来也更为简单。2.3.不锈钢复合钢板焊后热处理焊后热处理按设计要求进行。焊接残余应力，推荐采用机械方法去除。当采用热处理的方法消除焊接残余应力时，推荐在过渡层焊接之前进行。当复材不锈钢有晶间腐蚀倾向检验要求时，热处理温度不超过其敏化温度。例如：复合板基层Q345R厚度40mm，根据GB150标准需做焊后热处理。根据HG20584-xx表6-1，热处理温度可选用550。保温时间按总厚度计算。对复层304材料耐晶间腐蚀性能影响不大。目前涉及制造的多台设备基层厚度100mm，材料为SA516Gr.70+304或316L复合钢板的容器，由于较厚，热处理温度选用600，复层接头都能通过晶间腐蚀试验（试验标准：GB/T4334.5-xx）。总之，压力容器属于一种典型的焊接成型设备，焊接作为其最为主要的制造方法，焊接质量与整个设备的产品生命周期息息相关。钢制压力容器的焊接及热处理都应遵守国内的相关规定，从焊材选用到焊接方法的选择等方面，都应符合国内的工艺标准及要求，如运用焊后热处理以外的其他方法来消除应力，还应按要求办理审批手续。第 5 页 共 10 页钢制承压管道焊接接头磁粉检测技术磁粉检测具有检测灵敏度高、对表面下埋藏缺陷具有一定检测能力等优点，作者结合实际工作中的经验，对钢制承压管道焊缝磁粉检测技术的特点进行了阐述，希望能对我公司磁粉检测工作的开展和技术水平的提高起到推动作用。磁粉检测因其具有显示直观、检验速度快、成本低的特点，广泛应用于铁磁性材料的表面探伤，又因可检测表面近表面缺陷、检测表面细小裂纹灵敏度高的特点，规程要求铁磁性材料表面检测要优先使用磁粉探伤，所以研究钢管类承压管道焊接接头的磁粉探伤是十分必要的。钢制承压管道焊接接头的磁粉检测程序钢制承压管道焊接接头磁粉检测的一般程序如下：2.1焊缝表面的预处理：焊缝及热影响区表面不得有油脂、铁锈、氧化皮、焊渣、飞溅、油漆等物质，被检区表面的不规则状态不得影响检测结果的正确性和完整性，否则应作适当的修理。2.2磁化：检测方法采用连续法、非荧光湿法，对有延迟裂纹倾向的焊接接头，磁粉检验应至少在焊接完成24小时后进行。2.3施加磁悬液：采用喷壶喷洒，喷口与焊缝保持适当距离，调节喷口使磁悬液呈雾状喷出，以保证焊缝上的磁悬液流速适当。2.4磁痕的观察与记录：应在磁痕形成后立即进行，检测区的可见光照度不得低于500lx；记录采用数码照相机加草图标示。2.5缺陷评定：按SY/T4109-xx石油天然气钢制管道无损检测规程中第30条验收标准进行评定。2.6退磁：焊接接头为最终产品，可不进行退磁。2.7后处理：检验合格的焊口应及时擦除磁悬液并采取防锈措施。钢制承压管道焊接接头的磁粉检测工艺我公司的管道焊缝磁粉检测主要用于一些受管道安装结构等因素影响，无法进行射线、超声波检测的对接焊接接头和规程、设计要求必须做表面检测的T型焊接接头、管座角焊缝。3.1磁化方法的选择对于压力管道焊缝的磁粉检测主要使用磁轭法。磁轭法的优点是：没有电接触，不会对管道及焊缝产生电弧烧伤；改变磁轭方位可以发现任何方向的缺陷；便携式磁轭可带到现场探伤，使用方便；检测灵敏度较高。3.2磁化电流的选择便携式电磁轭探伤机常用的磁化电流为交直流两用，管焊缝磁粉检测的主要目的是为了检查焊缝及热影响区的表面近表面裂纹，从检测灵敏度的角度考虑磁化电流应选择交流电；当管壁较薄，为检测根部未焊透、未熔合时也可选择直流电。磁化规范及标准试片的选择4.1磁化规范的选择JB/T4730-xx标准3.8.5.1规定：磁轭的磁极间距应控制在75200mm之间，检测的有效区域为两极连线两侧各50mm的范围内。磁化区域每次应有不少于15mm的重叠。JB/T4730-xx标准3.8.5.2规定：采用磁轭法磁化工件时，其磁化电流应根据标准试片实测结果来选择。4.2标准试片的选用正确选择和规范使用是磁粉检测质量控制方面的重要环节。标准试片的选择JB/T4730-xx标准3.5.1.2规定：磁粉检测时一般应选用A1-30/100型标准试片。当管子直径较小A1型标准试片使用不便时标准规定可选用C-15/50型标准试片。标准试片的使用使用时，应将试片无人工缺陷的面朝外，为使其与被检面接触良好，可用透明胶带将其平整粘贴在焊缝边缘的有效检测区内，并注意胶带不能覆盖试片上的人工缺陷。标准试片表面有锈蚀、褶折或磁特性发生改变时不得继续使用。磁粉检测质量控制为了保证磁粉检测的质量和可靠性，必须从以下几个方面控制检测质量。5.1检测人员资格的控制：磁粉人员的素质是磁粉检测质量控制的关键之一。首先是磁粉检测人员必须取得国家质检总局的磁粉检验资格证书，人员未经矫正或经矫正的视力应不低于5.0，1年检查1次，不得有色盲。5.2设备的质量控制：用于钢制承压管道焊缝磁粉检测的电磁轭，提升力至少半年校验一次。当使用磁轭最大间距时，交流电磁轭至少应有45N的提升力；直流电磁轭至少有177N的提升力。5.3材料的质量控制：包括磁悬液浓度测定磁悬液润湿性能检验。5.4检测工艺的控制：为了保证磁粉探伤的可靠性，必须严格按照有关的标准、规范和检验规程进行。所有技术文件应齐全，正确，引用规范规程为有效版本。每天工作开始前和检测结束时，用标准试片检验磁粉检测设备和磁粉、磁悬液的综合性能(系统灵敏度)。5.5检测环境的控制：检测用白光照度计至少每年校验一次。检测前应使用白光照度计对被检焊缝表面的可见光照度进行测量，不小于1000lx，当条件不具备时可适当降低，但最低不小于500lx。磁粉检测技术