【正文】 (2) 因結(jié)構(gòu)原因液壓試驗后難以將殘存液體吹干排盡，而使用時容器內(nèi)又。因此，GB 1 50要求氣壓試驗應(yīng)有安全措施，該安全措施需經(jīng)試驗單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并經(jīng)本單位安全部門檢查監(jiān)督。 氣壓試驗比液壓試驗危險的主要原因是氣體的可壓縮性。 外壓（真空）： 為了檢查產(chǎn)品的致密性 介質(zhì)的選擇 a．液壓與氣壓安全性的比較 液壓與氣壓試驗的目的和作用是相同的，進(jìn)行其中一種即可。 耐壓試驗 目的 內(nèi)壓： 全面綜合檢驗產(chǎn)品的整體強度和致密性 還可能起到如下作用： (1) 通過短時超壓 ,有可能減緩某些局部區(qū)域的峰值應(yīng)力， 在一定程度上起到消除或降低（殘余）應(yīng)力，使應(yīng)力分布趨于均勻的作用。不同的壓力容器有不同的安全等級要求。 既然不大的超標(biāo)氣孔不會危及容器的安全，那么 100％射線或超聲檢測的產(chǎn)品是否允許氣孔超標(biāo)呢 ?答案是否定的。對局部無損檢測的容器而言，進(jìn)一步檢測時若發(fā)現(xiàn)氣孔超標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)允許不做返修處理，因為焊接返修是個復(fù)雜的工藝過程，稍不注意會誘發(fā)其他的質(zhì)量問題。只有在容器使用過程中發(fā)生擴展的缺陷，即所謂的“活缺陷”，才可能誘發(fā)事故的產(chǎn)生，某些重要的容器使用時或壓力試驗時采用聲發(fā)射方法進(jìn)行監(jiān)控，就是為了發(fā)現(xiàn)有無“活缺陷”。所有的超標(biāo)缺陷是否都應(yīng)去除和焊補，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對局部檢測的焊接接頭，若作進(jìn)一步檢測可能會發(fā)現(xiàn)氣孔等不危及容器安全的超標(biāo)缺陷，如果這也不允許時，就應(yīng)選擇 100％射線或超聲檢測。 (4) 對局部無損檢測焊接接頭中未抽檢的部分，制造方無法保證其沒有超標(biāo)缺陷，但一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，制造方仍需對其質(zhì)量負(fù)責(zé)。標(biāo)準(zhǔn)的上述規(guī)定說明，哪條焊接接頭發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，即僅在該焊接接頭擴檢，而無需涉及其他焊接接頭，理由和 (1)款相同，即不同焊接接頭的焊接結(jié)構(gòu)、焊接方法、焊接工藝與焊工可能不同，某條焊接接頭存在質(zhì)量問題，并不意味其他焊接接頭質(zhì)量同樣不佳。 (3) 進(jìn)行局部無損檢測的焊接接頭，發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長度(即擴檢 )，增加的長度為該焊接接頭長度的 10％，且不小于 250mm。 (2) 抽檢部位也十分關(guān)鍵，一般應(yīng)選擇易產(chǎn)生焊接缺陷的部位，如焊縫交叉部位。同一臺容器 (尤其是大型容器 )由多名焊工同時施焊。 對局部檢測的正確理解與執(zhí)行 局部 (射線或超聲 )檢測是針對量大面廣的一般產(chǎn)品，采用抽檢的方式，在保證質(zhì)量前提下的節(jié)約措施，因此，正確執(zhí)行有關(guān)局部無損檢測的各項規(guī)定是十分重要的，這里既包括對制造方的要求，也包括對設(shè)計和使用方的要求。這類接頭包括嵌入式接管與圓筒或封頭對接連接的焊接接頭；公稱直徑不小于 250mm的接管與長頸法蘭、接管與接管對接連接的焊接接頭。在標(biāo)準(zhǔn)允許局部檢測的產(chǎn)品中，某些部位基于如下各項理由應(yīng)對該部位進(jìn)行 100％射線或超聲檢測，但檢測結(jié)果的合格級別應(yīng)與整臺產(chǎn)品相一致 (即射線 Ⅲ 級、超聲 Ⅱ 級 )，且其檢測長度可計人局部檢測長度之內(nèi)。所以有 250mm的限制，是因射線底片的長度一般為 250mm。 局部射線或超聲檢測的最小范圍，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不得少于各條焊接接頭長度的 20％，且不小于 250㎜ 。 局部射線與超聲檢測 a．局部檢測的含義與目的 局部無損檢測實質(zhì)上就是對產(chǎn)品逐臺抽檢，其目的在于在保證產(chǎn)品基本質(zhì)量要求的前提下，節(jié)約無損檢測經(jīng)費及工時。標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定僅是針對多數(shù)產(chǎn)品的最低要求，也即共性要求，它不可能全部涵蓋所有產(chǎn)品的特殊性，對某些運行工況苛刻、安全性要求高的產(chǎn)品僅按標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行無損檢測是難以滿足要求的。 e. 低溫容器 為了防止容器在低溫下發(fā)生脆性破壞， GB 150規(guī)定設(shè)計溫度低于 40℃ 或接頭厚度大于25mm的低溫容器，應(yīng)按圖樣規(guī)定，進(jìn)行 100％射線或超聲檢測。 進(jìn)行氣壓試驗的容器以及圖樣注明盛裝毒性為極度危害或高度危害介質(zhì)的容器，一旦發(fā)生事故其后果可能是災(zāi)難性的。采用較厚鋼材制造的容器，意味著其設(shè)計參數(shù) (壓力、溫度 )較高或規(guī)格 (直 )較大、危險性 (P V)及制造成本較高，對這樣的重要產(chǎn)品應(yīng)嚴(yán)格要求 。如圖樣技術(shù)要求上寫明應(yīng)進(jìn)行“射線或超聲檢測”、“磁粉或滲透檢測”，則意味著設(shè)計者認(rèn)為不同檢測方法對該被檢容器是等效的，此時選 己損檢測方法的權(quán)力就由設(shè)計者交予制造單位，今后如證明制造單位檢測方法選擇不當(dāng)，設(shè)計者亦應(yīng)旦相應(yīng)的責(zé)任 。 正確選擇方法是設(shè)計者的責(zé)任 GB 150等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，按“圖樣規(guī)定的方法”進(jìn)行無損檢測，這就意味著正確選擇無損檢測方法是壓力容器設(shè)計者的主要責(zé)任。每種方法各有特點，一種無損檢測方法不可能取代另一種。 焊后熱處理方法 整體爐內(nèi)；分段爐內(nèi)；局部；現(xiàn)場 焊后熱處理工藝 進(jìn)、出爐爐溫； 升、降溫速度； 爐內(nèi)氣氛； 爐外冷卻 不同方法的特點及選擇 制造過程中常用的無損檢測方法有射線、超聲、磁粉、滲透等四種，前兩種主要用于埋藏缺陷的檢測，后兩種則適用于表面缺陷的檢測。 焊縫與金屬材料中吸收的氫，可以通過后熱處理擴散出來。 材料的供貨熱處理狀態(tài)如在 程中遭到破壞，則必須重新進(jìn)行熱處理， 消氫處理 工程實踐和科學(xué)實驗證明，氫進(jìn)人金屬后將對金屬的力學(xué)性能造成嚴(yán)重的損傷，溶解于金屬晶格中的氫使塑性、韌性明顯下降，甚至產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致脆性破壞。 由于鋼廠的熱處理技術(shù)水平與生產(chǎn)經(jīng)驗優(yōu)于容器制造廠，更易保證鋼材熱處理的質(zhì)量。 改善材料力學(xué)性能熱處理 通過熱處理改善鋼材力學(xué)性能，可在鋼廠進(jìn)行亦可在容器制造企業(yè)進(jìn)行。 除圖樣另有規(guī)定，冷成形的奧氏體不銹鋼封頭可不進(jìn)行熱處理，因為奧氏體不銹鋼有足夠的韌性儲備。我們之所以沒有采用纖維伸長率這一判斷方法，主要原因在于我國尚缺乏優(yōu)質(zhì)的封頭專用鋼，國產(chǎn)壓力容器用鋼的純凈化程度以及質(zhì)量穩(wěn)定性與發(fā)達(dá)國家相比存在一定差距，實踐證明用國產(chǎn)鋼材冷成形的封頭質(zhì)量尚存在一定問題，有可能在使用過程中或在水壓試驗時開裂，有的甚至在成形過程中即發(fā)生開裂，為安全計， GB 150作出了上述規(guī)定。有的國外標(biāo)準(zhǔn)用纖維伸長率來衡量封頭成形時的變形量，并以此作為判斷封頭冷成形后是否需要進(jìn)行恢復(fù)力學(xué)性能熱處理的指標(biāo)。 GB 150將鋼材分為兩大類：一類是碳素鋼及 16MnR，由于其強度低，塑性與韌性儲備相對較大 ,允許的相對變形量可適當(dāng)放寬；另一類是其他低合金鋼，允許的相對變形量嚴(yán)于前者。 所謂相對變形量就是鋼材厚度與圓筒內(nèi)徑的比值，其中鋼材厚度代表幾何剛性，即對變形的抵抗能力；圓筒內(nèi)徑代表變形的絕對值，即變形后曲率的另一種表達(dá)方式。 冷作硬化不僅給后續(xù)加工造成某些不便，更主要的是由于金屬材料塑性與韌性的降低，會影響容器產(chǎn)品的質(zhì)量與運行安全。 金屬材料在冷態(tài)塑性變形時所以會產(chǎn)生稱冷作硬化現(xiàn)象，其原因是金屬材料內(nèi)部晶粒間產(chǎn)生滑移后，在滑移面上的晶格發(fā)生扭曲和畸變，使晶粒被拉長、破碎及纖維化，因而金屬材料的強度與硬度升高而塑性與韌性下降。 恢復(fù)力學(xué)性能熱處理 a．冷作硬化的原因及危害 金屬材料的冷成形，實質(zhì)上是冷態(tài)金屬在外載荷作用下產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到改變金屬材料形狀與尺寸的要求。外觀質(zhì)量好是國外產(chǎn)品暢銷的原因之一，另外打磨之后能防環(huán)境腐蝕、避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中、延長了焊縫的使用壽命?；旧鲜遣挥绊戀N片即可，沒要求打磨。 中國和日本曾經(jīng)聯(lián)合做過試驗，發(fā)現(xiàn)有余高的設(shè)備比打磨后沒有余高的設(shè)備使用壽命短 。 結(jié)構(gòu)設(shè)計細(xì)節(jié) 雙面、單面（帶墊板、不帶墊板）焊 倒圓與角焊縫修磨 不等厚對接 法蘭螺栓通孔跨中均布 焊接接頭與母材之區(qū)別 焊接質(zhì)量要素與對策 力學(xué)性能 ~焊接工藝評定與產(chǎn)品焊接試板 缺陷 ~無損檢測 外觀質(zhì)量 ~宏觀檢查 余高的作用 焊縫余高只是焊接工藝的需要，是對前一焊道起保溫、緩冷、細(xì)化晶粒、減少焊接應(yīng)力等作用。 內(nèi)壓使圓筒受拉應(yīng)力，圓筒有不圓向圓的趨勢，有利于應(yīng)力趨向均布；外壓則相反，圓筒有圓向不圓的趨勢，容易造成應(yīng)力不均，引起破壞。 b．與筒節(jié)組對：內(nèi)徑或外圓周長、傾斜度、圓度、切邊交貨。 現(xiàn)有一只需局部射線或超聲 檢測 的大直徑低壓容器，其 封頭 是在 封頭 廠先拼焊后成形的碟形 封頭 ，成形后經(jīng) 100%射線 檢測 合格，由于運輸困難 封頭 被切割成兩半，運抵使用現(xiàn)場后再焊成一體，問最后這道焊縫的無損 檢測 長度是多少？ 思考一下？ JB/T47462022 《 鋼制壓力容器用封頭 》 簡介 a．范圍：橢圓、碟形、錐形、球冠；整板成形、 先拼板后成形；冷、熱沖壓、旋壓、卷制。對要求100%射線或超聲檢測的容器而言，其封頭上的所有拼接焊接接頭自然也要求 100%無損檢測，檢測結(jié)果符 JB/T4730射線 Ⅱ 級、超聲 Ⅰ 級為合格；焊接接頭系數(shù)取 。此時的檢測結(jié)果才能如實反映成品封頭的質(zhì)量。 封頭 凸形封頭制造方式 a．小封頭整板成形 b．大、中封頭先拼板后成形 c．特大型封頭分瓣成形后組焊 先拼板后成形封頭 GB150 100%UT或 RT的原因、檢測時機及合格等級 a. 原因 這一要求主要是針對封頭成形時變形較大，缺陷容易擴展而提出的，目的就是檢驗焊接接頭在封頭成形過程中是否被拉壞，與封頭厚度計算無關(guān)。 (一）目視檢查法 （二）錘擊檢查法 （三）燈光檢查法 （四）光學(xué)潛望鏡檢查法 （五）內(nèi)窺鏡檢查法 c．什么是無法 MT、 PT檢測的坡口，何為工藝保證 無法進(jìn)行磁粉或滲透檢測的坡口也有一些，如：從國外引進(jìn)的自動化程度很高、一次成型的窄間隙電渣焊縫；多層包扎容器的部分焊縫等。所以才有了此項的規(guī)定。故此以 540MPa為界限，超出此值的要引起足夠的重視，這就是 540MPa的由來。 組合式與整體式安全性比較 中厚板質(zhì)量優(yōu)于厚板 危險縱縫各層錯開，劃整為零（環(huán)縫亦如此） 層層間止裂，缺陷不會貫穿整個厚度，預(yù)應(yīng) 力增加安全裕度 安全泄放孔符合先漏后破準(zhǔn)則 組合式工藝復(fù)雜，熱容器不宜 成品最小厚度與工藝減薄 熱卷筒節(jié)與冷、熱成形封頭的工藝減薄是不可避免的 GB150中各種厚度的含義 a．計算厚度 δ：滿足強度、剛度、穩(wěn)定性的最小厚度（不含腐蝕裕量 C2） b．設(shè)計厚度 =δ+C2：滿足強度、剛度、穩(wěn)定性與使用壽命的最小厚度 c．名義厚度 δn為 δ+C2+C1+Δ1 Δ1為圓整量 成品最小厚度應(yīng)以設(shè)計厚度為基準(zhǔn)，但在國內(nèi)無可行性 成品最小厚度 ≥δnC1存在的問題及解決途徑 需增加下料厚度； 圖樣中標(biāo)注封頭成型最小厚度 P33第 坡口表面質(zhì)量要求 坡口表面質(zhì)量要求 ~無裂紋、分層、夾雜 坡口表面質(zhì)量的檢測 a． σb540MPa、 CrMo經(jīng)火焰加工坡口應(yīng)采用 MT或 PT（原因分析、為何材料以 540MPa為界） 防止出現(xiàn)裂紋 在以往的生產(chǎn)實踐中，由于 16MnR的用量最大、試驗最全、質(zhì)量相對穩(wěn)定。 GB150： 先考慮位置，后考慮結(jié)構(gòu)， A、 B、 C、 D。 板 ~絲 ：繞絲 ~適用于超高壓。 組合式結(jié)構(gòu) ~滿足強度、剛度、穩(wěn)定性需要的厚度由板 ~板、板 ~帶、板 ~絲組合而成 板 ~板 ：多層包扎 ~安全可靠、經(jīng)驗豐富；熱套 ~兼具多層與單層之優(yōu)點，適用于大型化；多層繞板 ~機械化程度高，廠家少。 用于超高壓 ? b. 單層卷焊 ：工藝簡單 ， 應(yīng)用廣泛 。 減少焊接變形和殘余變形量。 保證焊透，避免產(chǎn)生各種焊接缺陷。 (3) 在以上基礎(chǔ)上，將法蘭的錐頸和法蘭環(huán)比例設(shè)計得當(dāng)，使法蘭各部分允分地發(fā)揮強度性能并保證足夠的剛度，即趨于滿應(yīng)力狀態(tài)，遵循“滿應(yīng)力準(zhǔn)則”。 螺栓材料 應(yīng)力分析模型 法蘭強度校核條件： ??????tntfH][][m i n???tfR ][?? ?tfT ][?? ?tfRH ][2??? ??tfTH ][2??? ??許用應(yīng)力設(shè)計溫度下圓筒材料的應(yīng)力設(shè)計溫度下法蘭的許用環(huán)向應(yīng)力徑向應(yīng)力軸向應(yīng)力??????????ttfTRHn][][?????法蘭連接的合理設(shè)計 法蘭連接合理設(shè)計的三個關(guān)鍵： (1) 在