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ASME_1中压力容器焊接接头系数的选用

ASME_1中压力容器焊接接头系数的选用
ASME_1中压力容器焊接接头系数的选用

焊接接头系数在压力容器设计中的选取

焊接接头系数在压力容器设计中的选取 摘要:文章针对压力容器设计计算过程中的焊接接头系数,分析了焊接接头系数的实质,探讨了各种常见结构焊接接头系数的选取。 关键词:压力容器;焊接接头系数;选取 焊接接头是焊接压力容器结构中最重要的连接部位,它是由焊缝区、熔合面、热影响区和基本母材四部分组成。一般情况下,压力容器的焊接接头采用要求焊接接头的最低抗拉强度应不小于母材的标准抗拉强度的等强度设计原则,但焊接接头在由液态到固态凝固过程中,总是存在着各种裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等焊接缺陷,局部的不均匀冶金过程导致焊接接头内部组织不均匀,这些因素都会影响到焊接接头的强度。由此可见,焊接接头是压力容器结构中比较薄弱的环节,它的性能将直接影响压力容器的质量和安全。因此,在压力容器设计计算过程中,引入焊接接头系数φ的概念,定义为焊接接头的强度与母材强度之比,用以反映由于焊接原因使焊接接头强度被削弱的程度。在压力容器设计过程中,正确地选择焊接接头系数φ,不仅涉及到容器安全性和可靠性,还涉及到容器设计制造过程中的经济性。文章依据《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150和相关规范标准,以焊制压力容器为讨论对象,探讨压力容器设计过程中如何正确选取焊接接头系数φ。 1焊接接头的分类和焊接接头系数的选取分析 我国在国家标准GB150中对压力容器焊接接头的分类有明确的规定,根据接头的位置和形式,分为A、B、C、D四种类型(如图1所示)。其中A类主要指圆筒部分的纵向接头,凸形封头的拼焊接头等;B类主要指壳体部分的环向接头;C类包括平盖、管板、法兰与圆筒的非对接接头;D类包括接管、人孔、凸缘、补强圈与圆筒的连接接头。 从JB/T4730《承压设备无损检测》与之对应的无损检测方法来看,对A、B 类接头规定采用射线或超声检测,C、D类接头采用磁粉或渗透检测可知,A、B 类接头应为对接接头,C、D类接头应为角接接头。而根据规则设计的强度计算一般考虑受压元件承受一次的最大薄膜应力,即起控制作用的一次应力进行设计计算的。由此可见,用于压力容器受压元件设计计算的焊接接头系数φ选取,是指该容器元件上承受最大应力作用的对接接头,即所谓起控制作用的A、B类焊接接头。C、D类角接接头仅考虑结构尺寸,以满足焊接接头的强度要求,不使用焊接接头系数。 2焊接接头系数的规定 GB150规定根据压力容器受压元件的对接接头的焊缝型式及无损检测的长度比例确定焊接接头系数φ。

压力容器焊接接头分类

压力容器焊接接头分类 2009-05-28 14:41 目的:为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同的要求,GB150根据位置,根据该接头所连接两元件的结构类型以及应力水平,把接头分成A、B、C、D四类,如图。 图压力容器焊接接头分类 A类:圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接的环向接头、各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头。 B类:壳体部分的环向接头、锥形封头小端与接管连接的接头、长颈法兰与接管连接的接头。但已规定为A、C、D类的焊接接头除外。 C类:平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内封头与圆筒的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头。 D类:接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头。但已规定为A、B类的焊接接头除外。 A类焊缝是容器中受力最大的接头,因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊缝; B类焊缝的工作应力一般为A类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝以外,也可采用带衬垫的单面焊; 在中低压焊缝中,C类接头的受力较小,通常采用角焊缝联接。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的接头。

D类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差,且存在较高的应力集中。在后壁容器中这种焊缝的拘束度相当大,残余应力亦较大,易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中D类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。 注意:焊接接头分类的原则仅根据焊接接头在容器所处的位置而不是按焊接接头的结构形式分类,所以,在设计焊接接头形式时,应由容器的重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构。这样,同一类别的焊接接头在不同的容器条件下,就可能有不同的焊接接头形式。

压力容器取证经过流程及其要求

取证准备工作及流程 一、取证准备工作 1.为保证取证工作的顺利进行,需要成立以公司领导担任组长,质保、工艺、材料、焊接、检验、设备等人员参加的取证工作组。(由公司领导确定小组成员) 2.准备相关的法规、标准(至少一套正式版本),主要有《特种设备安全监察条例》、《锅炉压力容器制造监督管理办法》(简称22号令)、《锅炉压力容器制造许可条件》(国质检锅[2003]194号)、《压力容器安全技术监察规程》、《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》(TSG Z0004-2007)、压力容器材料标准、压力容器设计、制造、检验标准等(这 里所列只是必须的一部分文件,具体应用时还会有部分增加,增加文件视制作产品而定) 制系统(工艺、材料、焊接、理化、热处理、无损检测、压力试验、最终检验)责任人员,同时对技术人员比例、焊接、无损检测人员等也有明确要求。

4.所需设备:应具备适应压力容器制造需要的制造场地、加工设备、成形设备、切割设备、焊接设备、起重设备和必要的工装(不锈钢或有色金属容器制造企业必须具备专用的制造场地和专用的加工设备、成形设备、切割设备、焊接设备、和必要的工装,不得与碳钢混用)。 依据《特种设备制造、安装、改造、维修质量保证体系基本要求》(TSG Z0004-2007)中基本要素的要求及公司实际情况建立质量保证体系,编制公司压力容器质量保证体系

三、许可程序 1.申请 a)参照《特种设备制造许可申请书填写说明》(见附件5)填写《特种设备制造许可申 请书》(一式四份,附电子文件); b)同时准备营业执照或者事业单位法人证书(及复印件)、中华人民共和国组织机构代 码证(及复印件)、企业简介、质量保证手册等相关资料;气瓶还应提供产品图 纸和设计文件、其它认证认可证书复印件,整理申请资料时应注意:封面和单位 主管部门处要加盖公章,申请书中所有的签字栏需要正式的签字,有分包和外协 (理化检验、无损检测、热处理、封头冲压)项目时需要附协议和相应的资质证明, 无损检测人员需要资质复印件。 c)按规定在中国质量监督业务平台进行网上填报,并提交以上资料到国家质量监督检验 检疫总局。 2.受理 a)对符合申请条件的申请单位,许可实施机关在15个工作日内予以受理,并且在《申 请书》上签署意见。 b)不同意受理的向申请单位出具不受理通知书。 四、试制产品 受理单位需要按TSG Z0005-2007《特种设备制造、安装、改造,维修许可鉴定评审细则》要求试制相应级别的典型产品。 五、约请评审机构

焊接接头系数的选取

4.5.2 焊接接头系数 4.5.2 焊接接头系数φ应根据对接接头地焊缝形式及无损检测地长度比例确定. 4.5.2 钢制压力容器地焊接接头系数规定如下: )双面焊对接接头和相当于双面焊地全焊透对接接头 )全部无损检测,取φ; )局部无损检测,取φ. )单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属地垫板) )全部无损检测,取φ; )局部无损检测,取φ. 4.5.2 其他金属材料地焊接接头系数按相应引用标准地规定. 采用分析法计算开孔补强时,?也应该去. 10.3.1 全部()射线或超声检测 凡符合下列条件之一地容器及受压元件,需采用设计文件规定地方法,对其类和类焊接接头,进行全部射线或超声检测:资料个人收集整理,勿做商业用途 )设计压力大于或等于地第Ⅲ类容器; )采用气压或气液组合耐压试验地容器; )焊接接头系数取地容器; )使用后无法进行内部检验容器; )盛装毒性为极度或高度危害介质地容器; )设计温度低于-40℃地或者焊接接头厚度大于25mm 低温容器; )奥氏体型不锈钢、碳素钢、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于30mm 者; )、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于20mm者;资料个人收集整理,勿做商业用途)、、、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件地焊接接头厚度大于16mm者;资料个人收集整理,勿做商业用途 )铁素体型不锈钢、其他低合金钢制容器; )标准抗拉强度下限值≥地低合金钢制容器; )图样规定须检测地容器. 注:上述容器中公称直径≥250mm地接管与接管对接接头、接管与高颈法兰对接接头地检测要求与类和类焊接接头相同.资料个人收集整理,勿做商业用途 固定式压力容器安全技术监察规程 4.5.3 全部射线检测或者超声检测 符合下列情况之一地压力容器、类对接接头(压力容器、类对接接头地划分按照地规定),依据本规程4.5.3第()项地方法进行全部无损检测:资料个人收集整理,勿做商业用途 设计压力大于或者等于地第Ⅲ类压力容器; 按照分析设计标准制造地压力容器; 采用气压试验或者气液组合压力试验地压力容器; 焊接接头系数取地压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验地压力容器; 标准抗拉强度下限值大于或者等于地低合金钢制压力容器,厚度大于20mm时,其对接接头还应当采用本规程4.5.3第()项所规定地与原无损检测方法不同地检测方法进行局部检测,该局部检测应当包括所有地焊缝交叉部位;资料个人收集整理,勿做商业用途 设计图样和本规程引用标准要求时. 4.5.3 无损检测方法地选择 ()压力容器地对接接头应当采用射线检测或者超声检测,超声检测包括衍射时差法超声检测()、可记录地脉冲反射法超声检测和不可记录地脉冲反射法超声检测;当采用不可记录地脉冲反射法超声检测时,应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测;资料个人收集整理,勿做商业用途 管壳式换热器

焊接接头系数

一、GB150-1998《钢制压力容器》;JB/T4731-2005《钢制卧式容器》;JB/T4734-2002《铝制焊接容器》;JB/T4710-2005《钢制塔式容器》:(1) 双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头 100%无损检测:Φ=1.0 局部无损检测Φ=0.85 (2) 单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板) 100%无损检测:Φ=0.9 局部无损检测Φ=0.8 二、GB12337-1990《钢制球形储罐》 双面焊全熔透对接焊缝的焊缝系数: 100%无损探伤Φ=1.0 局部无损探伤Φ=0.85 三、JB/T4745-2002《钛制焊接容器》 (1)双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头: 100%无损检测Φ=0.95 局部无损检测Φ=0.85 (2)单面焊对接接头: 100%无损检测Φ=0.9 局部无损检测Φ=0.8 无法无损检测Φ=0.65 (3)单面焊环向对接 无法无损检测Φ=0.60 四、JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》 (1)双面焊或相当于双面焊的全熔透对接接头 100%无损检测Φ=1.0 局部无损检测Φ=0.85 不作无损检测Φ=0.7 (2)单面焊的对接接头,且沿其根部全长具有紧贴基本金属的垫板: 100%无损检测Φ=0.90 局部无损检测Φ=0.80 不作无损检测Φ=0.65 (3)单面焊无垫板对接接头 局部无损检测Φ=0.70 不作无损检测Φ=0.60 五、GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》 Φ取0.9(当标准规定的最低屈服强度大于390MPa时,底圈罐壁板取 Φ=0.85)

压力容器A、B、C和D类焊缝的定义

A B 、C 和D 类焊缝的定义。 ① 容器圆筒部分的纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外),球形封头与圆筒连 接的环向接头,各类凸形封头中的所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接的接头, 均属A 类焊接接头。 ② 壳体部分的环向焊缝接头,锥形封头小端与接管连接的接头,长颈法兰与接管连接的 接头,均属B 类焊接接头,但已规定为 A C 、D 类的焊接接头除外。 ③ 平盖、管板与圆筒非对接连接的接头,法兰与壳体、接管连接的接头,内封头与圆筒 的搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头,均属 C 类焊接接头。 ④ 接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接的接头,均属 D 类焊接接头,但已规定为 A 、 B 类的焊接接头除外。 A 类焊缝是压力容器中受力最大的接头,因此一般要求采用双面焊或保证全焊透的单面焊 缝; B 类焊缝的工作应力一般为 A 类的一半。除了可采用双面焊的对接焊缝以外, 也可采用带 衬垫的单面焊; 在中低压焊缝中,C 类接头的受力较小,通常采用角焊缝联接。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的接头。 D 类焊缝是接管与容器的交叉焊缝。受力条件较差,且存在较高的应力集中。在后壁容器 中这种焊缝的拘束度相当大,残余应力亦较大,易产生裂纹等缺陷。因此在这种容器中 D 类焊缝应采取全焊透的焊接接头。对于低压容器可采用局部焊透的单面或双面角焊。 钢制压力容器焊接接头的基本形式: 有对接接头、T 形(十字形)接头、角接头和搭接接头。 彻HtJk 中力勒殳的应林 对接接头是最基本的一种接头形式,其强度可以达到与材相同,受力均匀,筒体与圭寸头 等重要部件的连接均采用对接接头。厚度小时不开坡口,当厚度超过 8mm 是要有坡口。 对接接头

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)

压力容器的焊接(毕业设计)

压力容器的焊接 摘要 众所周知,压力容器是在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。而由于密封、承压及介质等原因,容易发生爆炸、燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故,因此世界各国均将其列为重要的监检产品,由国家指定的专门机构,按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验。同样的,对于它的生产要求也不能放松。焊接作为压力容器生产的主要环节,可谓是重中之重。 本文从压力容器焊接接头设计、压力容器焊接材料的选择及常用的焊接方法等方面简单地介绍了压力容器焊接方面的基础知识。基于手工电弧焊设备简单、工艺灵活及对各种刚适应性强等特点,手工电弧焊成为压力容器最主要的焊接方法,本文详细的介绍了手工电弧焊在压力容器焊接中的应用及常见的焊接缺陷和预防方法。 关键词:压力容器,手工电弧焊,石油化工,焊接方法

PRESSURE VESSEL OF WELDING ABSTRACT With the high-speed development of national economy, oil chemical industry and products by the extensive use of air, large capacity pressure container storage tank of low temperature low pressure liquid is regarded as the priority development of production important products. The use of pressure vessel is very extensive. It is in the oil industry, the energy industry, scientific research and military industry and so on the economy in each department plays an important role in the equipment. According to the pressure of pressure vessels are rated: low pressure containers, medium voltage containers, high pressure vessel and ultrahigh pressure container. I do this topic discussion is medium voltage containers (code M 1.6 MPa than p < 10.0 MPa) welding process design. Based on manual arc welding equipment simple, flexible and to all sorts of technology just strong adaptability and other characteristics, this paper I used manual electric arc welding and Choose model ZGX-300 rotary dc machines. The welding structure, from bottles of welding joint structure design, welding materials selection principle of all-round expounded on medium voltage vessel welding process design and introduces mainly the manual arc welding range of knowledge KEY WORDS: Medium pressure vessure,Manual arc welding,Pressure vessel,Bongding technolgy

压力容器设计中法兰及紧固件的选用

紧固件选配规定要点: 管法兰: 法兰,PL,非易燃易爆、非中度有毒,可钢板; SO,非易燃易爆、非高度有毒, WN,高温高压,易燃易爆,高度有毒。注意设计温度配套。 螺栓紧固件:(注意使用温度,只有全螺纹螺柱或不锈钢螺栓可 用于低温) 六角螺栓/螺母,PN16以下,非有毒、易燃、循环,配非金属 平垫片,GB/T5782-2000/ GB/T 6170-2000, 材料标注8.8/8 级 双头螺柱/螺母,PN40以下,非有毒、易燃、循环,垫片不限,GB/T901-1988/ GB/T 6170-2000(PN16以上GB/T 6175-2000),材料标注8.8/8级(PN16以上标材料牌号30CrMo) 全螺纹螺柱/螺母,PN160以下,无限制,HG/T20613-2009/GB/T6175-2000, 材料标注35CrMo /30CrMo 低温冲击试验,螺栓、螺柱选用35CrMoA,且按GB150-1998第4.5.5,进行低温(设计温度)冲击试验,冲击功不小于27J 垫片,PN16-25以下,可用非金属平垫片,缠绕垫最通用(PN16 以下使用时,要选用WN等刚性较大的法兰)。WN型法兰不配用 非金属平垫片。注意温度使用范围。 容器法兰,按JB/T4710-2000表2配套选取 法兰:结构型式选用可参照管法兰,长颈对焊必须用锻件,低温

冲击试验 螺栓坚固件:螺柱按JB/T4707-2000,螺母,容器法兰未具体规定,本人认为,比较参考管法兰,专用材料采用2型螺母,故同样按GB/T6175-2000-材料标注具体材料 低温工况,,螺柱/螺母都规定选用35CrMoA,冲击试验且按GB150-1998第4.5.5,进行低温(设计温度)冲击试验,冲击功不小于27J 垫片:甲型选平垫片,其它可选多种。

压力容器的焊接技术(20210201134024)

压力容器的焊接技术 随着工程焊接技术的迅速发展,现代压力容器也已发展成典型的全焊结构。压力容器的焊接成为压力容器制造过程中最重要最关键的一个环节,焊接质量直接影响压力容器的质量。 第一节碳钢、低合金高强钢压力容器的焊接 一、压力容器用碳钢的焊接 碳钢以铁为基础,以碳为合金元素,含量一般不超过 1.0%。此外,含锰量不超过 1.2%,含 硅量不超过0.5%,Si、Mn 皆不作为合金元素。而其他元素,如Ni 、Cr、Cu 等,控制在残余量限度内,更不是合金元素。S、P、O、N 等作为杂质元素,根据钢材品种和等级,也都有严格限制。 碳钢根据含碳量的不同,分为低碳钢(C W0.30%)、中碳钢(C=0.30% ~ 0.60%)、高碳钢(C> 0.60%)。压力容器主要受压元件用碳钢,主要限于低碳钢。在《容规》中规定:“用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%。在特殊条件下,如选用含碳量超过0.25%的钢材,应限定碳当量不大于0.45%,由制造单位征得用户同意,并经制造单位压力容器技术总负责人批准,并按相关规定办理批准手续” 。 常用的压力容器用碳钢牌号有Q235-B、Q235-C、10、20、20R 等。 (一)低碳钢焊接特点低碳钢含碳量低,锰、硅含量少,在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。这种钢的塑性和冲击韧性优良,其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。焊接时一般不需预热和后热,不需采取特殊的工艺措施,即可获得质量满意的焊接接头,故低碳钢钢具有优良的焊接性能,是所有钢材中焊接性能最好的钢种。 (二)低碳钢焊接要点 (1)埋弧焊时若焊接线能量过大,会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大,甚至会产生魏氏组 织,从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低,导致冲击韧性和弯曲性能不合格。故在使用埋弧焊焊接,尤其是焊接厚板时,应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。 (2)在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时,由于焊接接头冷却速度较快,冷裂纹的倾向增大。为避免焊接裂纹,应采取焊前预热等措施。 二、压力容器用低合金高强钢及其焊接特点在钢中除碳外少量加入一种或多种合金元素(合金元素总量在5%以下),以提高钢的力学性能,使其屈服强度在275 MPa以上,并具有良好的综合性能,这类钢称之为低合金高强钢,其主要特点是强度高、塑性和韧性也较好。按钢的屈服强度级别及热处理状态,压力容器用低合金高强钢可分为二类。 ①热轧、正火钢屈服强度在294Mpa ~ 490MPa之间,其使用状态为热轧、正火或控轧状态,属于非热处理强化钢,这类钢应用最为广泛。 ②低碳调质钢屈服强度在490Mpa ~980Mpa之间,在调质状态下使用,属于热处理强化钢。其特点是既有高的强度,且塑性和韧性也较好,可以直接在调质状态下焊接。近年来,这类低碳调质钢应用日益广泛。 目前应用于压力容器的低合金高强钢。钢板牌号有:16MnR、15MnVR、13MnNiMoNbR 、 18MnMoNbR 等。锻件牌号有16Mn、15MnV、20MnMo 、20MnMoNb 等。 低合金高强钢的含碳量一般不超过0.20%,合金元素总量一般不超过5%。正是由于低合金高强钢含有一定量的合金元素,使其焊接性能与碳钢有一定差别,其焊接特点表现在:(一)焊接接头的焊接裂纹 (1)冷裂纹低合金高强钢由于含使钢材强化的C、Mn、V、Nb 等元素,在焊接时易淬硬,这些硬化组织很敏感,因此,在刚性较大或拘束应力高的情况下,若焊接工艺不当,很容易产生冷裂纹。而且这类裂纹有一定的延迟性,其危害极大。 (2)再热(SR)裂纹再热裂纹是焊接接头在焊后消除应力热处理过程或长期处于高温运行中发生在

ASME焊接接头分类

ASME压力容器建造规范研讨会设计部分问题解答 ── 第二部分焊接接头分类和焊接接头系数 本文就2009年在上海举行的ASME压力容器建造规范研讨会中学员所提的与设计有关的问题进行汇总答复。 CACI于今年4月所组织的ASME规范Ⅷ(与设计有关)研讨会期间,与会者在会前和研讨中提出了不少问题,CACI要求归纳整理后公布。初步考虑,拟对研讨会中以书面或口头提及的低温操作和防脆断措施,焊接接头分类和焊接接头系数,压力试验及其限制条件,开孔及其补强,元件的形状和尺寸允差,換热器设计,全部改写ASME Ⅷ-2的背景和主要修改内容等几个方面陆续整理,在整理中不拟以和讨论者一问一答的方式简单处理,而是根据规范的具体规定,从原理并规范的条文上系统说明。本文是其中的第二篇。 1 焊接接头类别和焊接接头(焊缝)类型 焊接接头和焊缝二者既有区别,又有联系,见图1。 图1焊接接头和焊缝 ASME Ⅷ-1[1][2]根据接头在容器上所处的位置,在UW-3节中划分为A、B、C、D四类;根据接头的结构型式,例如对接接头,搭接接头和角接接头,在表UW-12中分为(1)~(8)共计八个类型。对每种接头类别和相应的结构型式,规范在UW-2中规定了相应的使用限制。对于对接接头,在UW-11中规定了接头的射线及超声波检测要求,并相应在表UW-12中列出了焊接接头系数;对于角接接头,分别在UW-13、UW-15、UW-16规定了焊缝各处的尺寸要求和强度校核要求,并在UW-11的注中附带说明了无损检测要求。 2 焊接接头分类 2.1 分类的出发点 ASME Ⅷ-1在UW-3中指出,分类是指焊接接头在容器上的位置而不是接头的型式。对“在容器上的位置” 这一说法可以解读为分类的根据是接头所受应力的大小。由这点出发,对ASME Ⅷ-1的焊接接头分类立刻就得以理解。 焊接接头在容器上所受应力的大小可以由接头在容器上的位置来分析,而接头在容器上的位置则和所连接两元件的结构有关。例如壳体本身或平板本身上的拼接接头,其所在处的应力一般都可以由板壳理论解得;而壳体或平板上连有接管处的接头,其所在处的应力并不能由板壳理论解得。所以规范将其所在处应力可以由板壳理论解得的接头划为A、B类,其中承受最大主应力的接头划为A类,承受第二主应力的接头划为B类,这种壳体本身或平板本身上的拼接接头除个别者外(下面分析)都是对接或搭接接头,不可能是角接接头。规范将其所在处应力并不能由板壳理论解得的接头划为C、D类,由于在同样载荷和尺寸时,平板应力高于壳体,所以将连接件之一为平板者划为C类,将两连接件都为壳体者划为D类,但涉及矩形

压力容器焊接标准规范

压力容器焊接标准规范 目录 JB 4708---2000《钢制压力容器焊接工艺评定》标准释义一、前言...................................................................... ... 2 二、标准原 理.................................................................. ..... 3 三、范 围 ................................................................. ......... 8 四、术 语.................................................................. ........ 9 五、总 则.................................................................. ....... 10 六、对接焊缝、角焊缝焊接工艺评定规 则 ................................................. 12 七、耐蚀堆焊工艺评定规 则 (30) 八、试验要求和结果评 价 ............................................................... 31 九、附录A 不锈钢复合钢焊接工艺评 定 ................................................. 41 十、型式试验评定方 法 ................................................................. 43 十一、焊接工艺评定一般过 程 ........................................................... 45 十二、

压力容器焊接接头分类

个人收集整理-ZQ 压力容器焊接接头分类 目地:为对口错边量、热处理、无损检测、焊缝尺寸等方面有针对性地提出不同地要求,根据位置,根据该接头所连接两元件地结构类型以及应力水平,把接头分成、、、四类,如图. 图压力容器焊接接头分类 类:圆筒部分地纵向接头(多层包扎容器层板层纵向接头除外)、球形封头与圆筒连接地环向接头、各类凸形封头中地所有拼焊接头以及嵌入式接管与壳体对接连接地接头. 类:壳体部分地环向接头、锥形封头小端与接管连接地接头、长颈法兰与接管连接地接头.但已规定为、、类地焊接接头除外. 类:平盖、管板与圆筒非对接连接地接头,法兰与壳体、接管连接地接头,内封头与圆筒地搭接接头以及多层包扎容器层板层纵向接头. 类:接管、人孔、凸缘、补强圈等与壳体连接地接头.但已规定为、类地焊接接头除外.b5E2R。 类焊缝是容器中受力最大地接头,因此一般要求采用双面焊或保证全焊透地单面焊缝; 类焊缝地工作应力一般为类地一半.除了可采用双面焊地对接焊缝以外,也可采用带衬垫地单面焊; 在中低压焊缝中,类接头地受力较小,通常采用角焊缝联接.对于高压容器,盛有剧毒介质地容器和低温容器应采用全焊透地接头. 类焊缝是接管与容器地交叉焊缝.受力条件较差,且存在较高地应力集中.在后壁容器中这种焊缝地拘束度相当大,残余应力亦较大,易产生裂纹等缺陷.因此在这种容器中类焊缝应采取全焊透地焊接接头.对于低压容器可采用局部焊透地单面或双面角焊.p1Ean。 注意:焊接接头分类地原则仅根据焊接接头在容器所处地位置而不是按焊接接头地结构形式分类,所以,在设计焊接接头形式时,应由容器地重要性、设计条件以及施焊条件等确定焊接结构.这样,同一类别地焊接接头在不同地容器条件下,就可能有不同地焊接接头形式.DXDiT。 1 / 1

压力容器制造焊接相关技术标准及要求

压力容器制造 焊接相关技术标准及要求川化集团有限责任公司化工设备厂

《钢制化工容器制造技术要求》摘录 5. 焊接和切割 5. 1切割 5. 1. 1采用火焰切割下料时,应清除熔渣及有害杂质,并采用砂轮或其它工具将坡口加工平整。当切割材料为标准规定的抗拉强度 (T b>540MPa的高强度钢或铬钼合金钢时,火焰切割表面应采用打磨或机械加工的方法清除热影响区和淬硬区,并进行磁粉或渗透探伤。不锈钢的碳弧气刨表面应采用砂轮打磨,清除渗碳层。 5. 1. 2火焰切割时的预热与否,一般应符合钢材焊接时的预热要求。 受压元件气割的开孔边缘或剪切下料的端部如未经焊接者(如安放式接管的开孔边缘或内伸式接管的端部),应采用打磨等方法去除3mm以上。 5. 2焊缝位置 5. 2. 1壳体上的开孔应尽量不安排在焊缝及邻近区域,但符合下列情况之一者, 允许在上述区域开孔: 1. 符合GB150开孔补强要求的开孔可在焊缝区域开孔。 2. 符合GB150规定的允许不另行补强的开孔,可在环焊缝区域开孔。但此时应以开孔中心为圆心,对直径为3倍开孔直径长度的圆所包括的焊缝进行100%射线或超声波探伤,并符合要求。凡因开孔而可予去除的焊缝可不受探伤质量的影响。 3. 符合GB150规定的允许不另行补强的开孔,当壳体板厚小于等于40mm时,开孔边缘距主焊缝的边缘应大于等于13mm。但若按5.2.1条第一款对主焊缝进行射线或超声波探伤并符合要求者,可不受此限。 5. 2. 2外部附件与壳体的连接焊缝,如与壳体主焊缝交叉时,应在附件上开一槽口,以使连接焊缝跨越主焊缝。槽口的宽度应足以使连接焊缝与主焊缝边缘的距离在1.5倍壳体壁厚以上。 5. 3焊接准备 5. 3. 1焊接坡口及其两侧至少15mm内的母材表面应消除铁锈、油污、氧化皮及其它杂质。铸钢件应去除铸态表面以显露金属光泽。 5. 3. 2气割坡口的表面质量至少应符合下表的要求。 5. 3. 3坡口上的分层缺陷应予以清除,清除深度为分层深度或10mm (取小者), 并予以补焊。

焊接接头系数

焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度,是焊接接头力学性能的综合反映。(实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度,而是一个经验数据,表示焊缝质量的可靠程度。) 目录 1焊接接头系数的大小 2焊接接头系数选取方式 1焊接接头系数的大小 标准:国标、美标、日标与焊缝型式、焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。与美国的ASME Ⅷ-1,日本JISB8241一样,GB150规定,焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点(焊缝型式——单面焊或双面焊;有或无垫板),以及无损检测抽查率确定,而且只对对接焊缝作了规定。 见表1: 焊接接头系数只为压力容器强度计算所用并应根据焊缝型式和无损探伤检测要求选取,焊缝熔敷金属的强度不应低于强度较低一侧母材的强度下限。规定的系数值是以焊接接头设计及制造要求符合GB150第十章的规定为前提。例如: ⑴焊缝坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷; ⑵焊前坡口表面及邻近区域应除去油污等; ⑶. 控制焊缝对口错边量; ⑷不等厚度钢板对接,板厚差超限,单、双面消薄; ⑸任何A类焊接接头之间的距离应大于三倍名义厚度,且不小于100mm; ⑹焊接接头余高的要求;不得高于焊条直径地一倍; ⑺抗拉强度>540MPa及Cr-Mo和奥氏体不锈钢制容器及焊缝系数为1的容器,其焊接接头表面不得有咬边;其它容器焊接接头表面咬边深度不得大于0.5mm,其连续长度不得大于100mm,且两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10%; ⑻限制焊接接头返修次数不得超过规定,并保证原有的抗腐蚀性能; ⑼. 厚度超限应按规定进行热处理; ⑽. 低温容器A类焊接接头如果采用垫板,焊后须去除,B类焊接接头如受结构的限制,垫板可以不拆除; ⑾. 低温容器应按焊接工艺严格控制焊接线能量。

ASME焊接接头分类

A S M E压力容器建造规范研讨会设计部分问题解答──第二部分焊接接头分类和焊接接头系数本文就2009年在上海举行的ASME压力容器建造规范研讨会中学员所提的与设计有关的问题进行汇总答复。 CACI于今年4月所组织的ASME规范Ⅷ(与设计有关)研讨会期间,与会者在会前和研讨中提出了不少问题,CACI要求归纳整理后公布。初步考虑,拟对研讨会中以书面或口头提及的低温操作和防脆断措施,焊接接头分类和焊接接头系数,压力试验及其限制条件,开孔及其补强,元件的形状和尺寸允差,换热器设计,全部改写ASMEⅧ-2的背景和主要修改内容等几个方面陆续整理,在整理中不拟以和讨论者一问一答的方式简单处理,而是根据规范的具体规定,从原理并规范的条文上系统说明。本文是其中的第二篇。 1焊接接头类别和焊接接头(焊缝)类型 焊接接头和焊缝二者既有区别,又有联系,见图1。 图1焊接接头和焊缝 ASMEⅧ-1[1][2]根据接头在容器上所处的位置,在UW-3节中划分为A、B、C、D四类;根据接头的结构型式,例如对接接头,搭接接头和角接接头,在表UW-12中分为(1)~(8)共计八个类型。对每种接头类别和相应的结构型式,规范在UW-2中规定了相应的使用限制。对于对接接头,在UW-11中规定了接头的射线及超声波检测要求,并相应在表UW-12中列出了焊接接头系数;对于角接接头,分别在UW-13、UW-15、UW-16规定了焊缝各处的尺寸要求和强度校核要求,并在UW-11的注中附带说明了无损检测要求。 2焊接接头分类 2.1分类的出发点 ASMEⅧ-1在UW-3中指出,分类是指焊接接头在容器上的位置而不是接头的型式。对“在容器上的位置”这一说法可以解读为分类的根据是接头所受应力的大小。由这点出发,对ASMEⅧ-1的焊接接头分类立刻就得以理解。 焊接接头在容器上所受应力的大小可以由接头在容器上的位置来分析,而接头在容器上的位置则和所连接两元件的结构有关。例如壳体本身或平板本身上的拼接接头,其所在处的应力一般都可以由板壳理论解得;而壳体或平板上连有接管处的接头,其所在处的应力并不能由板壳理论解得。所以规范将其所在处应力可以由板壳理论解得的接头划为A、B类,其中承受最大主应力的接头划为A类,承受第二主应力的接头划为B类,这种壳体本身或平板本身上的拼接接头除个别者外(下面分析)都是对接或搭接接头,不可能是角接接头。规范将其所在处应力并不能由板壳理论解得的接头划为C、D类,由于在同样载荷和尺寸时,平板应力高于壳体,所以将连接件之一为平板者划为C类,将两连接件都为壳体者划为D类,但涉及矩形截面容器侧板时,因在设计中计及了因压力

不锈钢压力容器的焊接技术

不锈钢压力容器的焊接技术 一、压力容器用不锈钢及其焊接特点 所谓不锈钢是指在钢中加入一定量的铬元素后,使钢处于钝化状态,具有不生锈的特性。为达到此目的, 其铬含量必须在12%以上。为提高钢的钝化性,不锈钢中还往往需加入能使钢钝化的镍、钼等元素。一般 所指的不锈钢实际上是不锈钢和耐酸钢的总称。不锈钢并不一定耐酸,而耐酸钢一般均具有良好的不锈性能。 不锈钢按其钢的组织不同可分为四类,即奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体-铁素体双相不锈钢。 1.奥氏体不锈钢及其焊接特点 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢,以高Cr-Ni型最为普遍。目前奥氏体不锈钢大致可分为Cr18-Ni8型、Cr25-Ni20型、Cr25-Ni35型。奥氏体不锈钢有以下焊接特点: ①焊接热裂纹奥氏体不锈钢由于其热传导率小,线膨胀系数大,因此在焊接过程中,焊接接头部位的高温停留时间较长,焊缝易形成粗大的柱状晶组织,在凝固结晶过程中,若硫、磷、锡、锑、铌等杂质元素含量较高,就会在晶间形成低熔点共晶,在焊接接头承受较高的拉应力时,就易在焊缝中形成凝固裂纹,在热影响区形成液化裂纹,这都属于焊接热裂纹。防止热裂纹最有效的途径是降低钢及焊材中易产生低熔点

共晶的杂质元素和使铬镍奥氏体不锈钢中含有 4 %?12%的铁素体组织。 ②晶间腐蚀根据贫铬理论,在晶间上析岀碳化铬,造成晶界贫铬是产生晶间腐蚀的主要原因。为此,选择 超低碳焊材或含有铌、钛等稳定化元素的焊材是防止晶间腐蚀的主要措施。 ③应力腐蚀开裂:应力腐蚀开裂通常表现为脆性破坏,且发生破坏的过程时间短,因此危害严重。造成奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂的主要原因是焊接残余应力。焊接接头的组织变化或应力集中的存在,局部腐蚀介 质浓缩也是影响应力腐蚀开裂的原因。 ④焊接接头的b相脆化b相是一种脆硬的金属间化合物,主要析集于柱状晶的晶界。Y相和S相都可 发生b相转变。比如对于Cr25Ni20型焊缝在800'C?900'C加热时,就会发生强烈的丫转变。对于铬镍型奥氏体不锈钢,特别是铬镍钼型不锈钢,易发生S T b相转变,这主要是由于铬、钼元素具有明显的 b化作用,当焊缝中S铁素体含量超过12%时,S T b的转变非常显著,造成焊缝金属的明显的脆化,这也就是为什么热壁加氢反应器内壁堆焊层将S铁素体含量控制在3%?10%的原因。 2.铁素体不锈钢及其焊接特点 铁素体不锈钢分为普通铁素体不锈钢和超纯铁素体不锈钢两大类,其中普通铁素体不锈钢有Cr12~Cr14型, 如00Cr12、0Cr13AI ; Cr16~Cr18 型,女口1Cr17Mo; Cr25~30 型。 由于普通铁索体不锈钢中的碳、氮含量较高,故加工成形及焊接都较困难,耐蚀性也难以保证,使用受到 限制,在超纯铁素体不锈钢中严格控制了钢中的碳和氮总量,一般控制在0.035 %~0.045 %、0.030 %、 0.010 %~0.015 %三个层次,同时还加入必要的合金元素以进一步提高钢的耐腐蚀性和综合性能。素体不 与普通铁锈钢相比,超纯高铬铁素体不锈钢具有很好的耐均匀腐蚀、点蚀及应力腐蚀性能,较多的应用于石 化设备中。铁素体不锈钢有以下焊接特点:

压力容器焊接设计说明书

焊接工艺说明书 一.零件的名称及批量 名称:压力容器1 批量:100件/年 二.零件的作用 分部件名称:1.瓶体; 2.瓶嘴; 三.零件的工艺分析 (一).结构分析:1.金属材料的焊接性 2.金属材料的选择及利用 3.划分结构 的零部件 4.焊接的结构形式 5.焊缝布置 6.装配焊接顺序; (二).方法分析:1.从焊接材料分析选择焊接方法 2.从焊接方法直接考虑; (三).缺陷分析: 1.材料焊接性 2.焊接应力 3.焊接变形。 四.确定毛坯的制造形式 1.瓶体上部:产量100件,由于加工面只存在圆弧面和平面,结构较为简单,可 使用拉深成型并冲孔; 2.瓶体下部:产量100件,直接由板材拉深成型; 3.瓶嘴:产量100件,拉深成型并车内螺纹。 五.零件的焊接工艺分析 (一).结构分析 1.金属材料的焊接性金属材料的焊接性包括两个方面的内容:一是焊接接头产生工艺缺陷的倾向,尤其是出现给中裂纹的可能性;二是焊接接头在使用中的可靠性,包括焊接接头的机械性能及其他特殊性能。 2.金属材料的选择及利用

焊接母材选择20钢。如上图所示,可以看到20钢的化学成分及抗拉强度σ b 、抗压强度σs、延伸率δ等机械性能。同时根据碳当量法:C egu =C+Mn/6+1/5 (Cr+Mo+V)+1/15(Ni+Cu)来估算及测定该碳钢的焊接性。当C egu ≤0.4%时,钢 材的淬硬性倾向不明显,可焊性优良,焊接时不需要预热。由计算可得,20( C egu )≤0.4%。 3.划分结构的零部件 零件整体为支座,依据结构和焊接位置可将其划分为三个分部件,为:瓶嘴、瓶体上部、瓶体下部。具体可由补绘的CAD部件图中查看。 4.焊接的结构形式 在此零件的焊接工艺中,焊缝的接头形式主要是不开坡口的角接接头以及对接接头。对接接头不开坡口,因为压力容器壁薄,不易开坡口。焊接时应尽量减少焊缝金属的填充量,便于装配和保证焊接接头的质量,应尽量考虑下列几条原则: (1)是否能保证焊接焊透; (2)应尽量可能的提高生产率,节省填充金属; (3)焊后焊件变形应尽可能小。 5.焊缝布置 该零件的焊缝主要形式为环缝平焊,因有的焊缝位于底面和侧边,应考虑使用翻转架和支撑板。支板垂直焊接于横底板正中,其焊缝位于支板与横底板两接触边;横底板和下底板的焊接为四条焊缝,两条角焊缝,两条对接焊缝,两块下底板分别焊接于横底板下,并与两端对齐。 6.装配焊接顺序 焊接顺序为:①瓶体上部-瓶嘴;②主环缝(瓶体上部-瓶体下部);(二).方法分析 焊接母材为20钢,属于低碳钢,其塑性好,含碳及其他合金少,淬硬倾向小,具有良好的焊接性能,一般不需要进行焊前预热和焊后热处理。几乎可采用所有的焊接方法进行焊接,且都能够保证焊接接头的良好质量。常用的焊接方法是手工电弧焊、埋弧自动焊、二氧化碳气体保护焊和电渣焊等。由于工件产量小,整体形状不大且较为简单,因此选用焊接方法较为简单的手工电弧焊或者二氧化碳气体保护焊。在此,具体选用手工电弧焊和埋弧自动焊。 六.零件的焊接工艺确定

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