如何提高压力容器d类焊接接头的质量

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1、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牛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，防止事故发牛，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

2、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，肓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、钩极歳弧焊和埋弧焊等，目前釆用较多的仍是焊条电弧焊。2焊接与压力容器

3、的综合叙述压力容器目前大量釆用焊接容器。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°C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

4、，在焊接构件的不同部位，热胀冷缩的变形量是不同的，H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

5、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。3D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觅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

6、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，而口开孔是鞍形曲面，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。焊接吋运条空间小，不便焊条摆动，清根难度大，吋而发生清根不彻底或不清根、间隙太人从而塞焊条的事件发生，

7、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φ<150的接管D类焊缝时,需要特殊探头，口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

8、的无损检测手段，使焊缝内部缺陷不易准确检测出来。4D类焊接接头质量控制方法D类焊接接头质量可以通过以下几个方面来进行控制。4.1、设计和制造时合理选择坡口形式，确保全焊透的焊接结构；压力容器的焊接是个系统工程，跨过设计和制造的两个独立的体系。设计者应学习了解制造、焊接方面的知识，以便根据不同材料、不同焊接工艺设计出合理的焊接坡口形式。为保证焊缝的强度，在设计和制造中，首先选择易于保证D类焊缝质量的坡口形式。X形坡口或双单边U形