压力容器壳体与接管异种钢焊接材料的选用

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1、压力容器壳体与接管异种钢焊接材料的选用仪征鸿钧化工机械有限公司211900摘要：在压力容器设计中，为保持其外壳的强度和韧性，需要选取优质异种钢予以焊接，并进一步控制生产加工成木。木文对压力容器接管强度的计算进行了简要分析，阐述了当接管与筒体强度不同时，焊接材料的选择标准。关键词：压力容器壳体；异种钢；焊接材料在金属压力容器的焊接作业时，需要严格按照设计标准进行。因此，在焊接作业前，需要对焊接压力容器外壳和母材的适应性有良好的考量，以实现高韧性、高强度的设计需求。若焊接材料选择不当，则很可能造成焊接作业的气孔、凹陷

2、、裂纹等质量问题的产生。加强对压力容器的焊接钢材的工艺技术研究及合理应用，做好配套的缺陷检查工作；根据金属压力容器外壳所需焊接材料的选用原则，确定质量达标的焊接钢材的选取，对提高压力容器壳体的质量有着十分重要的意义。一、压力容器壳体与接管异种钢焊接材料选用的原则（一）满足焊缝的使用性能在焊接材料的选用中，首先需要对被焊接材料的化学性质和性能进行了解，尤其是对焊缝在结构中的作用有一个充分的认识。其中焊缝的使用性能主要括：力学性能、韧性、耐高温性、耐腐蚀性等。焊缝从力学性能可分为连接焊缝和工作焊缝。连接焊缝的主要功能

3、是，在结构工作过程中将两个工件紧密的连接在一起，承受较少或不承受工件工作的负荷，对焊缝性能的要求较低；工作焊缝则主要是在工件工作中，承受较大的应力，因此容易损坏，对焊缝的性能要求较高。其中压力容器壳体与接管连接焊缝在《钢制压力容器》中划分为D类，属于工作焊接，其结构具有一定的复杂性，承受较大的负荷。（二）异种钢焊接材料选用标准异种钢材焊接材料的选取一般依照低匹配原则，即焊缝的强度匹配于强度较低的母材。如接管20钢的强度需呀高于400MPa.钢壳体Q345R的强度一般高于490MPa,选用E43×&ti

4、mes;型焊条熔敷金属的强度则是420MPa。其中，对于强度性较低的钢材则主要选取等强原则，以保障焊接头的初性，提高焊接头的抗脆性。二、压力容器开孔设计（一）压力容器开孔的影响压力容器上开孔主要是根据产品结构、加工工艺及检验工作共冋决定的。因此，大多数容器都需要进行开孔、安装接管。如检查孔，进料、出料口，安全阀门，排污U等。容器的开孔焊接接管会对应力分布和强度带来一定的影响。1、开孔对应力分布的影响。在压力容器中，开孔区域去除了壳体金属，减少了壳体受力面积，使得原本均匀分布的应力会集中到孔的边缘，导致孔边缘的应力

5、迅速升高，出现应力集中现象。2、接管处的不连续应力。在容器壳体和接管组成的结构之间，会照成应力的不连续现象；壳体与接管连接的拐角处，也会因为截面过度不等的情况导致集中应力的产生。上述现象都是由于开孔，使得开孔部位或接管部位处应力高于壳体膜应力，形成的应力集中现象。（二）压力容器开孔补强计算由于开孔使得孔周围应力的上涨，而在压力容器厚度计算中，一般只考虑容器的直径、压力、材质等，忽视了对开孔造成的应力集中现象的预防。因此，为保障产品的安全、正常使用，降低孔周围的应力，需要对容器结构进行补强作业。·补强

6、作业一般根据《钢制压力容器》中的等面积补强法进行计算，容器壳体由于开孔丧失的拉伸承载截面积，需要在孔边的奋效补强范围内进行等面积的补偿。补强的主要形式为，在孔边增加相应的承载金属面积，以达到降低开孔产生的应力集中现象。补强的主要手段为增加壳体壁厚、增加接管壁厚或增加一块补强板等。其中增加壳体壁厚会明显提高设备质量，提高不必要的制造成本，，多选用后两者补强手段。一般的补强结构分为为插入式（a,b,c,d）和骑座式（e）。其中骑座式开孔需要机加工，因此，在实际生产过程中，一般选用插入式结构形式。二、压力容器焊接质量控

7、制措施（一）焊接准备在压力容器焊接作业之前，首先需要先对压力容器受压组件焊缝坡口进行严格检查，在检查合格后方可进行焊接作业；其次，需要对坡U表明进行预处理工作，主要包括油污、杂物等的清理过程，在坡U呈现出金属光泽后，即达到要求；再者，定位焊接的焊条材料一般选取3.2mm左右的焊条，且其纵缝和环缝定位焊长度在3-5cm,间距为35cm左右，厚度在0.5cm以内；最后，在正式焊接作业前，需要对焊缝进行检查，发现问题及吋调整，如用砂轮机将定位焊两端处进行缓坡处理。（二）质量控制一、在焊接作业前，需要对施焊技术参数进行调

8、整，避免在正式容器壳体上进行调试，所使用的焊条需要进行烘干处理，并用专用保温桶储存；二、在焊接作业完成之后，需要对施工作业的工序进行仔细检查，确认无误后方可进行下一步的焊接，表面焊道的宽度需要大于坡U宽度的2-4mm，焊缝大小在2mm以内；三、焊接组件、作业卡具及拉筋等，需要与容器壳体使用同种材质的焊条进行焊接作业，其焊道长度应在5cm以上；四、对引弧板、外壳焊接试用板设