7壓力容器焊接接頭設(shè)計-文庫吧資料
2025-07-05 19:06本頁面
【正文】 采用全焊透結(jié)構(gòu)，并保證焊縫斷面有足夠的強度尺寸，同時還應(yīng)按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格控制和檢驗。支座等元件不承受介質(zhì)的壓力載荷，但要承受重量或其它機械載荷，其接頭的焊接與檢驗要求可視元件具體受力情況區(qū)別對待。對于各種D類接頭，設(shè)計時應(yīng)注意按GB150中的有關(guān)規(guī)定提出磁粉或其它方式的表面探傷要求。因此若僅從強度角度來看，沒有必要加大此角焊縫的尺寸。對于承受疲勞載荷、低溫和抗拉強度бb540MPa的鋼制壓力容器，還應(yīng)將接管端部內(nèi)棱角和外表面角焊縫加工成圓角，以便進(jìn)一步降低應(yīng)力集中系數(shù)。設(shè)計時若恰當(dāng)?shù)夭捎煤癖诮庸?，使接頭在滿足強度要求的同時具有一定的柔性，減小拘束度，則接頭的應(yīng)力集中系數(shù)會進(jìn)一步降低，從而使其工作可靠性更好。長期的使用經(jīng)驗證明，在各種型式的接管接頭中，全焊透的插入式接管T形接頭工作可靠性最好，使用壽命最長。其中局部焊透的接頭在其未焊透處的焊縫根部會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，也易于形成裂紋等焊接缺陷，其工作可靠性不如全焊透結(jié)構(gòu)好。圖7－13僅為個別結(jié)構(gòu)示例，詳情可參見GB150附錄J。圖7－13 插入式接管T型接頭a)帶補強圈局部焊透伸入式T型接頭； b)不帶補強圈局部焊透伸入式T型接頭；c)不帶補強圈全焊透平頭式角型接頭。故這種帶補強圈的結(jié)構(gòu)限用于補強圈厚度≤≤38mm和抗拉強度下限бb≤540MPa的鋼制壓力容器。這類接頭也無法進(jìn)行射線或超聲波探傷檢查，焊接質(zhì)量較難控制。③帶補強圈與不帶補強圈的區(qū)別 補強圈主要用于對殼體開孔削弱的補強作用，但同時也使T形接頭的焊縫厚度約增加了一倍。②接管插入殼內(nèi)程度的區(qū)別 當(dāng)接管插入內(nèi)端部與殼內(nèi)壁齊平時，稱為平頭式接管，而接管插入端部超過殼內(nèi)壁一定長度時則稱為伸出式接管（見圖4－12）。厚壁式接頭其接管區(qū)的應(yīng)力集中系數(shù)顯著低于薄壁式，有利于抗裂性的提高，工作可靠性大為改善，適用于較高工作壓力和高強度鋼殼體。此處我們僅以插入式接管T形接頭為例，對其結(jié)構(gòu)和焊接要求、工作可靠性及適用條件等作簡要說明。壓力容器中常見的D類接頭型式有插入式接管T形接頭，安放式接管和凸緣的角接接頭等。對于承受交變載的壓力容器、低溫壓力容器、厚壁壓力容器和高強度鋼制壓力容器的不利影響更為顯著。圖7－12平封頭或管板與筒殼間的連接示例（3）D類接頭在壓力容器和鍋爐等過程設(shè)備中，D類接頭主要是接管與殼體和補強圖與殼體間的連接焊縫，其受力狀況差，且較A、B類接頭復(fù)雜，在載荷作用下會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。對于平封頭，管板與筒身相接的C類接頭，因工作應(yīng)力較高，應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)采用圖7－12a所示的全焊透角接接頭或?qū)咏宇^，并提出探傷要求，而圖7－12b所示接頭不允許采用。法蘭的厚度是按所加彎矩進(jìn)行剛度和強度計算確定的，因此比殼體或接管的壁厚大得多。其中A類接頭中的圓筒縱焊縫還應(yīng)按GB150的要求作焊接試板，作為焊接質(zhì)量的實際見證，而B類接頭則一般不要求作焊接試板。若受壓部件在載荷作用下發(fā)生彎曲而使焊縫根部受到彎曲應(yīng)力作用，則不應(yīng)采用單面對接接頭或直角填角焊縫，如壓力容器筒體與凸形封頭間的連接不允許采用圖7－10所示的角焊縫，而應(yīng)采用對接接頭或全熔透的角接接頭。若因管子密集必須開在A、B類接頭上時，則要對開孔部位焊縫作100％射線或超聲波探傷，對超標(biāo)缺陷妥善處理后再焊接接管。圖7—9 壓力容器焊接接頭的坡口類型a） 雙面對接焊接接頭 b）氬弧焊封底的單面對接焊接接頭 c）加襯墊的單面焊焊接接頭為避免相鄰焊接接頭焊接殘余應(yīng)力的疊加和熱影響區(qū)的重疊，壓力容器殼體上的A類或B類接頭之間的距離至少應(yīng)為壁厚的3倍，且不小于100mm。當(dāng)對接接頭二側(cè)壁厚不等且厚度差大于較薄殼壁厚度的1/4或3mm時，則應(yīng)將較厚殼壁接頭邊緣削薄。如因結(jié)構(gòu)尺寸限制，只能從單面焊接時，也可采用單面坡口的接頭，但必須保證能形成相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接接頭?，F(xiàn)作如下重點分析（1）A、B類接頭壓力容器上的A、B類焊接接頭，主要是殼體上的縱、環(huán)向?qū)咏宇^，是受壓殼體上的主承力焊接接頭。F類接頭是在筒身、封頭、接管、法蘭和管板表面上的堆焊接頭。D類接頭是指接管、人孔、手孔、補強圈、凸綠與筒身及封頭相接的T形或角接接頭。B類接頭系指圓柱形、錐形筒節(jié)間的環(huán)向接頭，接管筒節(jié)間及其高頸法蘭相接的環(huán)向?qū)咏宇^，除球形封頭以外的各種凸形封頭與筒身相接的環(huán)向接頭。其中A、B、C、D四類均為受壓殼體上直接承受壓力載荷的接頭；E類是非受壓元件與受壓殼體間的接頭，不承受壓力載荷；F類是受壓元件表面上的堆焊接頭，起耐磨或防腐蝕作用，一般不計入承壓厚度。圖7—7 防腐焊接結(jié)構(gòu)比較7－2 壓力容器焊接接頭設(shè)計 壓力容器焊接接頭的分類鍋爐鍋筒、管道和各種壓力容器均為受壓殼體，其焊接接頭的結(jié)構(gòu)和要求具有同類性。在結(jié)構(gòu)上要避免在應(yīng)力集中和高應(yīng)力區(qū)布置焊縫，盡量降低對腐蝕特別敏感部位的剛度和避免可能引起過大殘余應(yīng)力的結(jié)合點或區(qū)域，避免圖7－7所示妨礙液體流動和排放的不合理結(jié)構(gòu)死區(qū)。圖7－5所示壓力容器不等厚對接接頭和圖7－6所示接頭焊縫超聲波探傷的探頭移動區(qū)最小尺寸la，可分別參照表7－1和表7－2確定。這是因為有些缺陷從某個方向進(jìn)行顯示，要比從另一個方向顯示容易。此外，對奧氏體不銹鋼焊縫，目前一般不能采用超聲波探傷，按射線探傷考慮即可。但是，所有存在間隙的T型接頭和未熔透的對接接頭，都不能或者只能有條件地進(jìn)行超聲波檢測。插入式接管接頭圖g1，由于厚度差別加上空間曲率，也不宜進(jìn)行射線探傷，改成圖g2的形式，射線探傷就方便了。圖e1是未熔透的對接接頭，由于存在未熔合間隙，不可能進(jìn)行探傷，只有圖e2那樣的熔透接頭，
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