壓力容器制造中幾個(gè)常見問題述評(píng)(編輯修改稿)
2025-04-23 01:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氧化，造成未熔合等缺陷。在焊縫冷卻過程中，有的氣體未能及時(shí)逸出焊縫表面，從而在焊縫內(nèi)部形成氣孔。另外，焊接時(shí)產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致已脹接的部位變形，使脹接過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和彈性變形有所消失，從而可能使脹緊力減小甚至消失。文獻(xiàn)［15］的試驗(yàn)研究結(jié)果表明，先脹后焊工藝泄漏率是先焊后脹的10倍左右。我們長(zhǎng)期的大量生產(chǎn)實(shí)踐也證明，先脹后焊確實(shí)存在著許多不足，尤其是在焊接工藝性能較差的情況下問題更為嚴(yán)重，如20MnMo、15CrMo與奧氏體不銹鋼管的匹配就屬于這種情況?！ 【C合以上分析，盡管可以采用先脹后焊工序，但國(guó)內(nèi)外制造使用情況表明，采用先焊后脹工序更具有優(yōu)勢(shì)。因此，筆者以為，在設(shè)計(jì)和制造時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮先焊后脹工序，對(duì)于管子材料可焊性較差的情況，可以將管口留出10～15 mm不脹的區(qū)域。4 材料代用 在制造中材料代用是不可避免的，盡管《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對(duì)材料代用作出了一些規(guī)定，但這只是原則性的，在實(shí)際中由于材料代用而引發(fā)的相關(guān)問題往往不易引起人們的注意?！?yōu)代劣與厚代薄 所謂優(yōu)代劣，是用較高級(jí)別或性能較好的材料代替較低級(jí)別或性能較差的材料；厚代薄則是用同樣鋼號(hào)較厚規(guī)格的材料代替較薄規(guī)格的材料。上述代用往往被認(rèn)為是隨便可行的，從而忽視了一些相關(guān)問題的存在，有時(shí)甚至成為重大問題。 當(dāng)厚板代薄板時(shí)，往往要引起連接結(jié)構(gòu)的變化，如加厚的封頭與筒體的連接，往往都必須對(duì)封頭進(jìn)行外削邊處理。對(duì)于用管道做筒體的設(shè)備，當(dāng)筒體壁加厚時(shí)，筒體與封頭的連接處有時(shí)也必須對(duì)筒體側(cè)作內(nèi)削邊處理。對(duì)于筒體與管板及平蓋的對(duì)焊連接結(jié)構(gòu)也同樣存在這些問題。當(dāng)厚度增加較多時(shí)，常常還涉及到焊接結(jié)構(gòu)的變化，如接管與殼體焊縫及對(duì)接焊縫都有可能從原來的單V型改為X型坡口。厚代薄的另一個(gè)問題就是有可能導(dǎo)致強(qiáng)度不足［17］，這是因?yàn)殡S著板厚的增加，材料許用應(yīng)力呈下降趨勢(shì)，如16MnR，由16 mm增加到18 mm，許用應(yīng)力由170 MPa下降到163 MPa；20R在100 ℃下由16 mm增加到18 mm時(shí)，許用應(yīng)力由132 MPa下降到126 MPa。這在封頭制造時(shí)尤應(yīng)引起注意，因?yàn)樵诜忸^下料時(shí)往往都要增加一定的毛坯厚度來保證沖壓后封頭的最小厚度，結(jié)果有可能導(dǎo)致沖壓后的封頭強(qiáng)度不足［17］。因此，當(dāng)處于這些臨界狀況下的厚代薄時(shí)，還必須對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于膨脹節(jié)、波紋管、撓性薄管板和薄管板等元件，原則上不應(yīng)采用厚代薄，因?yàn)殡S著元件的加厚，其剛性相應(yīng)增大，從而削弱了補(bǔ)償變形效果。對(duì)于開孔補(bǔ)強(qiáng)板也不應(yīng)過多加厚，因?yàn)檠a(bǔ)強(qiáng)板過厚，在補(bǔ)強(qiáng)板與筒體連接的外周將會(huì)形成很高的應(yīng)力集中，以致引起焊趾部位開裂。由此可以看出，厚代薄并不總是有益的，所以在進(jìn)行代用時(shí)對(duì)上述問題尤應(yīng)引起關(guān)注?！ ?yōu)代劣對(duì)于一般情況而言總是有益的，它可以增加設(shè)備的強(qiáng)度儲(chǔ)備，提高設(shè)備的安全可靠性，但對(duì)于有些特殊工藝環(huán)境則不然。對(duì)于濕H2S環(huán)境，很顯然選用碳素鋼則比用15MnVR、16MnR和20MnMo等具有更好的抗H2S SCC能力［18］。對(duì)于液氨環(huán)境也同樣如此，因16MnR在液氨環(huán)境下也存在SCC，所以在這種環(huán)境用16MnR等低合金鋼代替20R、20g及Q235系列鋼會(huì)更容易出現(xiàn)問題。其次，對(duì)于設(shè)計(jì)要求屈強(qiáng)比σs/σb較低的情況，用所謂優(yōu)代劣時(shí)也應(yīng)引起注意，如大開孔補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)、補(bǔ)強(qiáng)板結(jié)構(gòu)及采用極限法設(shè)計(jì)的補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)等。對(duì)于強(qiáng)度級(jí)別較高的材料代用時(shí)要注意的另外一個(gè)問題是可焊性，因?yàn)橐话銖?qiáng)度級(jí)別越高，其可焊性就越差，若此時(shí)再用更高級(jí)別的材料代用，將使焊接更為困難。還有，對(duì)于膨脹節(jié)、爆破片和撓性管板這類零件，原則上不允許以優(yōu)代劣，否則應(yīng)按代用材料重新計(jì)算，對(duì)其厚度適當(dāng)減薄，
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