钢制压力容器焊接与热处理

钢制压力容器焊接与热处理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 t 47015 2011 压力容器焊接规程 sh t 3527 2009 石 油化工不锈复合钢板焊接规程 gb t 13148 2008 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 5 mm 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 1500 mm 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 2011 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 sa516 gr 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 2000 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