壓力容器焊接、檢測、熱處理技術(shù)要求課件

壓力容器焊接技術(shù)要求壓力容器焊接技術(shù)要求1概述1、焊接是壓力容器制造的重要工序，焊接質(zhì)量在很大程度上決定了壓力容器的制造質(zhì)量；2、影響焊接質(zhì)量包含諸多方面內(nèi)容：焊接接頭尺寸偏差、焊縫外觀、焊接缺陷、焊接應力與變形、以及焊接接頭的使用性能等；3、容器產(chǎn)品的設(shè)計是獲得性能優(yōu)良的焊接接頭的基礎(chǔ)：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、無損檢測、焊后熱處理等的選擇，直接關(guān)系到焊接質(zhì)量。概述1、焊接是壓力容器制造的重要工序，焊接質(zhì)量在很大程度上決2一、壓力容器焊接的基本概念1、焊縫形式與接頭形式：從焊接角度看，容器是由母材和焊接接頭組成的；焊縫是焊接接頭的組成部分。焊縫有５種：對接焊縫、角焊縫、端接焊縫、塞焊縫和槽焊縫。焊接接頭有12種：對接接頭、Ｔ型接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭等。2、焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)一、壓力容器焊接的基本概念1、焊縫形式與接頭形式：33、焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程－－壓力容器焊接的三個重要環(huán)節(jié)焊接性能是焊接工藝評定的基礎(chǔ)，焊接工藝評定是焊接工藝規(guī)程的依據(jù)，焊接工藝規(guī)程是確保壓力容器焊接質(zhì)量的行動準則。3.1、焊接性能：材料對焊接加工的適應性和使用可靠性。3.2、焊接工藝因素：重要因素；補加因素；次要因素。3.3、焊接工藝評定：JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB/T4734《鋁制焊接容器》JB/T4745《鈦制焊接容器》3.4、焊接工藝規(guī)程：3、焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程4二、常用焊接方法及特點1、手工電弧焊（SMAW）2、埋弧焊（SAW）3、鎢極氣體保護焊（GTAW）4、熔化極氣體保護焊（GMAW）5、藥芯焊絲電弧焊（FCAW）6、等離子弧焊（PAW）7、電渣焊（ESW）二、常用焊接方法及特點1、手工電弧焊（SMAW）5三、焊接材料按JB/T4709選用焊材。1、焊條：GB/T983《不銹鋼焊條》、GB/T5177《碳鋼焊條》；2、焊絲3、焊劑4、保護氣體三、焊接材料按JB/T4709選用焊材。6四、壓力容器焊接設(shè)計焊接設(shè)計是壓力容器設(shè)計的一個重要組成部分，包括：鋼材、焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接接頭形式、預熱、層間溫度、后熱、焊后熱處理以及檢驗、檢測等；壓力容器焊接設(shè)計的原則：1、選用焊接性能良好的材料；2、盡量減少焊接工作量；3、合理分布焊縫；4、焊接施工及焊接檢驗方便；5、有利于生產(chǎn)組織和管理。四、壓力容器焊接設(shè)計焊接設(shè)計是壓力容器設(shè)計的一個重要組成部分7四、壓力容器焊接設(shè)計1、焊接方法選用：質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、成本低；2、焊接材料選用：焊縫金屬力學性能應高于或等于相應母材標準規(guī)定值下限；依據(jù)JB/T4709選用；3、焊接坡口設(shè)計：GB/T985-88《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》GB/T986-88《埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》HG20583-98《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》GB150、GB151、封頭、管法蘭、容器法蘭、吊耳、容器支座等標準規(guī)定的焊接坡口；四、壓力容器焊接設(shè)計1、焊接方法選用：質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、8四、壓力容器焊接設(shè)計4、焊接接頭設(shè)計：壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計時應遵循的原則(1)保證接頭滿足使用要求；(2)施焊、無損檢測操作容易，焊接應力小，變形??；(3)接頭加工容易，經(jīng)濟性好；(4)焊接接頭設(shè)計應符合焊接接頭系數(shù)規(guī)定。5、預熱、層間溫度和后熱預熱可以降低焊接接頭冷卻速度，防止母材和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，降低焊接區(qū)的殘余應力；但會惡化勞動條件，要認真對待。后熱的目的是加快焊接接頭中氫的逸出，是防止冷裂紋的有效措施。后熱溫度與鋼材有關(guān)，并應在焊后立即進行。四、壓力容器焊接設(shè)計4、焊接接頭設(shè)計：壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計時應遵9五、有關(guān)標準對焊接的要求1、組成壓力容器的不同材料、不同形狀的零部件，主要是靠焊接方法裝配的，與母材相比焊接接頭是壓力容器殼體的薄弱環(huán)節(jié)，因此標準規(guī)范對焊接給予極大的關(guān)注，提出了多方面的技術(shù)要求。主要包括如下幾方面：(a)焊接試板接頭的力學性能－－產(chǎn)品焊接試板(b)焊接接頭的外觀與形狀尺寸偏差(c)焊接缺陷五、有關(guān)標準對焊接的要求1、組成壓力容器的不同材料、不同形狀10五、有關(guān)標準對焊接的要求2、產(chǎn)品焊接試板2.1、按臺制備產(chǎn)品焊接試板的條件容器的設(shè)計溫度：設(shè)計溫度低于或等于-20℃；容器的材料：Rm＞540MPa鋼和Cr-Mo低合金鋼工作介質(zhì)：盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)2.2、以批代臺制備試板的條件對于Q235-B、Q235-C、20R、16MnR以及不銹鋼等材料制造的容器，不要求按臺制備試板。注*五、有關(guān)標準對焊接的要求2、產(chǎn)品焊接試板11五、有關(guān)標準對焊接的要求2.3制備產(chǎn)品試板的要求試板對產(chǎn)品焊接接頭的代表性，應真實、可信；措施：對試板用材、焊工、施焊條件、焊接工藝、熱處理、試板所處部位進行嚴格規(guī)定。2.4產(chǎn)品試板的檢驗與評定按JB4744-2000《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學性能檢驗》進行。2.5產(chǎn)品試板檢驗不合格的處理五、有關(guān)標準對焊接的要求2.3制備產(chǎn)品試板的要求12五、有關(guān)標準對焊接的要求3、焊縫外觀3.1、對口錯邊：A：≤1/4δe，且≤3mm；B：≤1/4δe，且≤5mm；注*3.2、棱角度：≤(δe/10+2)mm，且≤5mm；3.3、不等厚板材對接：削薄處理注*3.4、焊縫余高：3.4.1、作用：保溫、緩冷與正火作用，焊接工藝的需要；3.4.2、危害：筒體表面外形突變，產(chǎn)生附加彎矩，造成較高的局部應力集中，形成裂紋源，縮短容器疲勞壽命；3.4.3、要求：標準（JB4732）規(guī)定，凡需疲勞分析設(shè)計的容器均應將余高去除，焊縫與母材表面保持齊平。五、有關(guān)標準對焊接的要求3、焊縫外觀13五、有關(guān)標準對焊接的要求3.5、咬邊3.5.1、危害：微小區(qū)域形狀突變，應力集中；介質(zhì)在咬邊內(nèi)形成死區(qū)，濃度上升，出發(fā)局部腐蝕；咬邊在介質(zhì)壓力作用下易擴展，誘發(fā)裂紋；3.5.2、要求：不得有咬邊：低溫壓力容器；用Rm＞540MPa鋼材和Cr-Mo低合金鋼制容器；采用不銹鋼制造的容器；焊接接頭系數(shù)取1的壓力容器；允許存在一定量的咬邊：GB150。

五、有關(guān)標準對焊接的要求3.5、咬邊14壓力容器無損檢測技術(shù)要求壓力容器無損檢測技術(shù)要求15一、基本概念1、無損檢測（NDT/NET）：是不損壞被檢物的完整結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，探測被檢物內(nèi)部和表面的宏觀缺陷，并對其種類、形狀、尺寸、取向和位置作出判斷的工藝方法。2、主要目的：對原材料、零部件、產(chǎn)品各制造工序和產(chǎn)品最終外觀、內(nèi)在質(zhì)量的檢查；評價制造工藝的合理性，為制定和改進制造工藝工程提供依據(jù)；作為評定產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣等級的依據(jù)，提高產(chǎn)品在規(guī)定條件下工作的可靠性。3、執(zhí)行標準：JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測》。4、檢測方法：五大常規(guī)檢測方法：RT、UT、MT、PT、ET。5、適用缺陷：RT、UT主要用于檢測內(nèi)部缺陷；MT、ET檢測表面和近表面缺陷；PT僅用于檢測表面開口缺陷。一、基本概念1、無損檢測（NDT/NET）：是不損壞被檢物的16二、射線檢測RT1、原理：利用強度均勻的ｘ和γ射線照射工件，使照相底片感光。2、主要特點：2.1、根據(jù)射線底片的缺陷圖像，可以精確地判別在垂直與射線透照方向地二維平面地位置、尺寸和缺陷地種類，但缺陷在厚度方向自身高度和深度難以確定；2.2、對體積狀缺陷（體積未焊透、氣孔、夾渣、疏松、縮孔）檢測靈敏度較高，對面狀缺陷（細微裂紋、未熔合、面狀未焊透）檢測靈敏度較低；2.3、通過底片評價工件地質(zhì)量記錄直觀、定性定量準確、重復性好、易于保存檔案；2.4、射線對人體有傷害，防護設(shè)備投資高，操作危險；2.5、幾乎適用于所有材料，碳鋼、不銹鋼、銅、鋁、鈦等；2.6、對被檢工件的厚度下限沒有限制。二、射線檢測RT1、原理：利用強度均勻的ｘ和γ射線照射工件17二、射線檢測RT3、焊縫質(zhì)量評定等級：根據(jù)缺陷的性質(zhì)和數(shù)量，分為四各等級：3.1、Ⅰ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和條狀缺陷；3.2、Ⅱ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透；3.3、Ⅲ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透；3.4、Ⅳ級：焊縫缺陷超過Ⅲ級的為Ⅳ級，為不合格焊縫。4、級別劃分依據(jù)：由缺陷引起的疲勞強度降低程度來確定。4.1、Ⅰ級焊縫對疲勞強度要求很高，核能、超高壓或介質(zhì)為極度和高度危害物質(zhì)，應將焊縫余高磨平；4.2、Ⅱ級焊縫對疲勞強度有一定要求，高壓、介質(zhì)為有害物質(zhì)和焊縫承受較大動、靜載荷或有限次循環(huán)交變載荷，允許保留余高；4.3、Ⅲ級焊縫基本不考慮疲勞強度，低壓、無害介質(zhì)，允許保留余高。二、射線檢測RT3、焊縫質(zhì)量評定等級：根據(jù)缺陷的性質(zhì)和數(shù)量18三、超聲檢測UT1、原理2、主要特點：2.1、缺陷檢測靈敏度受缺陷反射面的影響很大，對面狀缺陷（裂紋、板材分層）敏感，對體積狀缺陷（氣孔、夾渣）不靈敏；2.2、一般多數(shù)情況沒有明確的記錄、缺乏直觀性；2.3、適用于金屬板材、管材、鍛件等，不適用于粗晶材料（奧氏體不銹鋼）、形狀復雜或表面粗糙的工件；2.4、操作簡單，只要將探頭放置在被檢工件單面即可；2.5、可較好的確定缺陷在被檢工件厚度方向的位置和缺陷自身的高度。三、超聲檢測UT1、原理19四、磁粉檢測MT1、原理2、主要特點：2.1、對鋼鐵等強磁材料的表面和近表面缺陷的檢出率高，但難以檢測內(nèi)部缺陷；2.2、不適用于奧氏體不銹鋼等非磁性材料；2.3、能單位缺陷的位置和表面指示長度，但無法確定深度方向的尺寸；2.4、缺陷痕跡可以用透明膠帶等復制和固定；2.5、對鐵磁材料的靈敏度比滲透高。四、磁粉檢測MT1、原理20五、滲透檢測PT1、原理2、主要特點：2.1、適用于檢測鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷、塑料等材料的表面開口缺陷；2.2、檢測效果受工件表面光潔度影響較大；2.3、能確定缺陷的位置和表面指示長度，無法確定缺陷的深度；2.4、缺陷痕跡可以用透明膠帶等復制和固定。3、操作基本程序：預清洗－施加滲透液－去除多余的滲透液－干燥－施加顯像劑－觀察及評定顯示痕跡－后清洗。五、滲透檢測PT1、原理21六、標準中對無損檢測的要求1、壓力容器制造全過程中的無損檢測工作，可分為三個階段：1.1、原材料的檢測：發(fā)現(xiàn)材料中的超標缺陷，保證原材料的質(zhì)量。鋼板、鍛件主要采用超聲檢測；1.2、制造過程中的無損檢測：發(fā)現(xiàn)工序間的超標缺陷，保證后續(xù)工序的順利實施。JB4726~4728規(guī)定，去除超標缺陷后的表面進行滲透或磁粉檢測，Ⅰ級合格，保證缺陷清除干凈；GB150規(guī)定，對Rm＞540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼用火焰切割加工坡口的表面，或容器的缺陷修磨表面進行滲透或磁粉檢測，Ⅰ級合格。1.3、產(chǎn)品的無損檢測：對產(chǎn)品及其受壓元件焊接接頭的無損檢測，事壓力容器制造檢查的主要內(nèi)容。六、標準中對無損檢測的要求1、壓力容器制造全過程中的無損檢測22六、標準中對無損檢測的要求2、A、B類焊接接頭無損檢測率的選擇：檢測率范圍分為100%和局部兩大類。2.1、100%進行射線或超聲檢測的條件：GB150按以下條件劃分：2.1.1、厚度。δs＞30mm的碳素鋼、16MnR；δs＞25mm的15MnNbR、20MnMo和奧氏體不銹鋼；δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo。因為：容器板厚大，意味著設(shè)計參數(shù)高、直徑大、危險性大、成本高，應嚴格要求。2.1.2、材質(zhì)。Rm＞540Mpa的高強鋼、Cr-Mo鋼（除12CrMo、12CrMoR、15CrMo）。因為：材料的可焊性差、韌性儲備相對低，焊接時易產(chǎn)生缺陷、且缺陷在使用過程中易擴展，無論厚度多少都要100%檢測。六、標準中對無損檢測的要求2、A、B類焊接接頭無損檢測率的選23六、標準中對無損檢測的要求2.1.3、安全性。進行氣壓試驗、盛裝毒性為極度或高度危害的容器。因為：這類容器一旦發(fā)生事故，其后果可能是災難性的。2.1.4、結(jié)構(gòu)。多層包扎容器內(nèi)筒的Ａ類焊縫、熱套壓力容器各單層筒的Ａ類焊接接頭。因為：產(chǎn)品制成后，焊縫被覆蓋無法再進行檢測。2.1.5、低溫容器。設(shè)計溫度低于-40℃或接頭厚度大于25mm的低溫容器。因為：防止容器在低溫下發(fā)生脆性破壞。2.1.6、圖樣要求。以上5項是標準的要求，是針對多數(shù)產(chǎn)品的最低要求，設(shè)計者應根據(jù)實際情況提出需要的要求，這是設(shè)計者的全力，也是設(shè)計者的義務。六、標準中對無損檢測的要求2.1.3、安全性。進行氣壓試驗、24六、標準中對無損檢測的要求2.2、進行局部射線或超聲檢測的條件：除需100%檢測的容器，可進行局部檢測。局部檢測實際上是逐臺抽檢，目的在于保證產(chǎn)品基本質(zhì)量的前提下，節(jié)約費用。局部檢測的最小范圍，不得少于各條焊接接頭長度的20%，且不小于250mm；低溫容器不得少于各條焊接接頭長度的50%，且不小于250mm。2.3、允許局部檢測的產(chǎn)品中應100%檢測的部位：2.3.1、先拼板后成形的凸形封頭，在封頭成形后進行100%檢測；2.3.2、以開孔中心為圓心，以1.5倍開孔直徑為半徑畫圓，該圓中包含的Ａ、Ｂ類焊縫進行100%檢測；2.3.3、被補強圈、支座墊板、內(nèi)件覆蓋的A、Ｂ類焊縫；2.3.4、嵌入式接管與筒體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、接管與接管焊縫。六、標準中對無損檢測的要求2.2、進行局部射線或超聲檢測的條25六、標準中對無損檢測的要求3、不同無損檢測方法的相互復查壓力容器壁厚≥38mm（或≤38mm，但大于20mm且使用材料抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa）時，其對接接頭如采用射線檢測，則每條焊縫還應附加局部超聲檢測；如采用超聲檢測，則每條焊縫還應附加局部射線檢測。該規(guī)定不能一概而論，應對產(chǎn)品及其焊接接頭具體分析，區(qū)別對待。應綜合考慮經(jīng)濟性與安全性，而有些容器只能做某種無損檢測，如奧氏體不銹鋼焊接接頭難以采用超聲檢測。4、正確執(zhí)行局部檢測4.1、局部檢測是指每條Ａ、Ｂ類焊縫均要進行局部檢測，不能用某條焊縫的檢驗結(jié)果來替代其他焊縫。原因：不同的焊縫的焊接操作位置、焊工等可能不同。六、標準中對無損檢測的要求3、不同無損檢測方法的相互復查26六、標準中對無損檢測的要求4.2、抽檢部位應選擇焊縫交叉部位。原因：焊縫交叉部位的金屬，經(jīng)歷了兩次焊接過程，且受力狀態(tài)復雜，易產(chǎn)生焊接缺陷。4.3、局部檢測時如發(fā)現(xiàn)超標缺陷，應進行擴探，先為增加10%，如還不合格，則100%檢測，但僅限于該條焊縫。原因：同4.1，即某條焊縫存在質(zhì)量問題，并不意味著其他焊縫亦有問題。4.4、對局部無損檢測焊接接頭中未檢測的部位，但仍要對其質(zhì)量負責。六、標準中對無損檢測的要求4.2、抽檢部位應選擇焊縫交叉部位27六、標準中對無損檢測的要求5、表面無損檢測的要求5.1、由于結(jié)構(gòu)、規(guī)格尺寸等原因難以進行射線、超聲檢測的重要焊接接頭，應進行磁粉或滲透檢測。包括：堆焊層表面、復合鋼復合層、公稱直徑小于250mm的接管對長頸法蘭、接管對接管的焊縫等；5.2、對Rm＞540Mpa的高強鋼、δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo以及其他任意厚度的Cr-Mo鋼低合金壓力容器，其Ｃ、Ｄ類焊縫進行磁粉或滲透檢測。5.3、制造工藝過程中的無損檢測。六、標準中對無損檢測的要求5、表面無損檢測的要求28六、標準中對無損檢測的要求6、設(shè)計對無損檢測的特殊要求設(shè)計者首先應明確標準對無損檢測的各項規(guī)定，其次應明白，標準僅是對各類產(chǎn)品通用的最低質(zhì)量要求，他不一定滿足所有的產(chǎn)品，尤其是安全性要求較高的特殊產(chǎn)品，因此，設(shè)計者的一各重要職責是根據(jù)壓力容器的運行參數(shù)（壓力、溫度、介質(zhì)特性）、采用的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、安全性等特殊要求，綜合考慮經(jīng)濟性，提出標準中沒有或比標準更為嚴格的要求，在圖樣中注明。主要分為以下幾方面：增加無損檢測的次數(shù)；增加無損檢測的比率；提高無損檢測的合格等級；提出無損檢測的其他特殊要求。六、標準中對無損檢測的要求6、設(shè)計對無損檢測的特殊要求29壓力容器熱處理技術(shù)要求壓力容器熱處理技術(shù)要求30一、基本概念1、熱處理是改善金屬材料或其制品性能的重要工序。依據(jù)不同的目的，將材料或工件加熱到規(guī)定的溫度、保溫、隨后以不同的方式冷卻，改變其金相組織，以獲得所要求的性能。2、壓力容器在制造過程中要經(jīng)受熱過程，如：熱卷筒體、熱沖壓封頭、焊后熱處理、以及改善材料力學性能熱處理等。3、熱處理的種類很多、分類方法各不相同。壓力容器行業(yè)依據(jù)目的不同，將常用的熱處理分為四類：焊后熱處理；恢復力學性能熱處理；改善力學性能熱處理；消氫熱處理。一、基本概念1、熱處理是改善金屬材料或其制品性能的重要工序。31二、焊后熱處理－消除應力熱處理1、目的：改變焊接接頭的組織和性能，降低殘余應力。2、作用：松弛焊接殘余應力，軟化淬硬區(qū)，改變組織形態(tài)，減少氫含量，尤其是提高某些鋼種的沖擊韌性、改善力學性能。但是，如果溫度過高、保溫時間過長，反而使焊縫金屬中碳化物聚集、粗化，或脫碳層厚度增加，造成力學性能、蠕變強度及缺口韌性下降。3、需進行焊后熱處理的條件3.1、“通用條件”：材質(zhì)：隨著鋼材強度級別的提高以及合金量的增加，焊接性變差，易產(chǎn)生焊接缺陷，淬硬傾向增加；厚度：厚度越大意味著焊縫越深，焊縫冷卻后收縮的傾向越大，且剛性越大，抵抗局部收縮變形的能力越強，殘余應力越高。預熱溫度：焊前預熱降低焊縫與母材的溫度梯度，降低殘余應力。二、焊后熱處理－消除應力熱處理1、目的：改變焊接接頭的組織和32二、焊后熱處理3.2、“特殊條件”應力腐蝕容器：殘余應力在特定的介質(zhì)工況條件下會引起應力腐蝕開裂。注*盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器：萬一發(fā)生事故，會造成災難性后果。3.3、奧氏體不銹鋼容器的焊后熱處理奧氏體不銹鋼經(jīng)焊后熱處理雖然可以降低殘余應力，但焊后熱處理不當時，會加劇晶間腐蝕或σ相析出造成脆化，焊后熱處理對奧氏體不銹鋼的安全使用性能的影響目前尚不清楚；對有抗應力腐蝕要求，或復合鋼板基板要求一定要熱處理時，應進行熱處理，但應注意防止焊縫和母材中鉻的碳化物Cr23C6析出和形成σ相，有效的辦法是進行固溶處理。二、焊后熱處理3.2、“特殊條件”33二、焊后熱處理4、焊后熱處理方法爐內(nèi)整體熱處理：優(yōu)先選用；分段爐內(nèi)熱處理：重復加熱的長度不小于1500mm；局部熱處理：與爐內(nèi)熱處理有差距，有限制地使用；現(xiàn)場熱處理：方法在國內(nèi)已成熟，但受天氣影響較大。5、熱處理工藝升溫速度；保溫溫度；保溫時間；冷卻速度。二、焊后熱處理4、焊后熱處理方法34三、恢復力學性能熱處理1、目的：壓力容器零部件的成形，如筒節(jié)的卷制、封頭的沖壓與旋壓等，在其塑性變形時會產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象，加工硬化可通過熱處理消除，恢復材料的力學性能。2、需進行恢復材料的力學性能熱處理的條件加工硬化現(xiàn)象與相對變形量以及鋼材種類有關(guān)，因此GB150以此兩指標來劃分。筒體厚度與筒體內(nèi)徑的比值，就是指相對變形量。碳素鋼、16MnR由于強度低，塑性與韌性儲備大，允許相對變形量比其他低合金可適當放寬。冷成形封頭的變形量遠大于筒體，一般要進行熱處理。注*奧氏體不銹鋼封頭冷成形后可不進行熱處理。3、方法：可采取消除應力退火或正火處理或正火加回火處理，一般是消除應力退火。三、恢復力學性能熱處理1、目的：壓力容器零部件的成形，如筒節(jié)35四、消氫處理－后熱處理焊接時氫會溶入焊縫液態(tài)金屬中，冷卻后氫保留在焊縫中，使金屬材料的塑性、韌性明顯下降，對某些材料會產(chǎn)生裂紋（氫致延時裂紋），導致脆性破壞。焊接時氫可能來自于焊接材料吸收的水分。脆性破壞前容器的外觀無任何可見的變形，其破壞具有突然性，且可能在低應力水平下發(fā)生，后果的危害性較大。氫導致焊接接頭的開裂，往往是在焊后幾小時或幾天內(nèi)發(fā)生。不是所有的材料都會產(chǎn)生氫致延時裂紋，與材料的強度級別和化學成分有關(guān)，一般是強度較高的低合金鋼。焊縫中的氫可通過熱處理使其擴散出來。需進行消氫處理的容器，如焊后立即進行焊后熱處理，則可免做消氫處理。四、消氫處理－后熱處理焊接時氫會溶入焊縫液態(tài)金屬中，冷卻后氫36五、改善材料力學性能熱處理該相熱處理多數(shù)在鋼廠進行。當材料供貨與使用的熱處理狀態(tài)一致時，則在整個制造過程中不得破壞供貨時的熱處理狀態(tài)，否則應重新進行熱處理。五、改善材料力學性能熱處理該相熱處理多數(shù)在鋼廠進行。37演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！38壓力容器焊接技術(shù)要求壓力容器焊接技術(shù)要求39概述1、焊接是壓力容器制造的重要工序，焊接質(zhì)量在很大程度上決定了壓力容器的制造質(zhì)量；2、影響焊接質(zhì)量包含諸多方面內(nèi)容：焊接接頭尺寸偏差、焊縫外觀、焊接缺陷、焊接應力與變形、以及焊接接頭的使用性能等；3、容器產(chǎn)品的設(shè)計是獲得性能優(yōu)良的焊接接頭的基礎(chǔ)：焊接母材的、焊接坡口形式、焊接位置、焊材、無損檢測、焊后熱處理等的選擇，直接關(guān)系到焊接質(zhì)量。概述1、焊接是壓力容器制造的重要工序，焊接質(zhì)量在很大程度上決40一、壓力容器焊接的基本概念1、焊縫形式與接頭形式：從焊接角度看，容器是由母材和焊接接頭組成的；焊縫是焊接接頭的組成部分。焊縫有５種：對接焊縫、角焊縫、端接焊縫、塞焊縫和槽焊縫。焊接接頭有12種：對接接頭、Ｔ型接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭等。2、焊縫區(qū)、熔合區(qū)和熱影響區(qū)一、壓力容器焊接的基本概念1、焊縫形式與接頭形式：413、焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程－－壓力容器焊接的三個重要環(huán)節(jié)焊接性能是焊接工藝評定的基礎(chǔ)，焊接工藝評定是焊接工藝規(guī)程的依據(jù)，焊接工藝規(guī)程是確保壓力容器焊接質(zhì)量的行動準則。3.1、焊接性能：材料對焊接加工的適應性和使用可靠性。3.2、焊接工藝因素：重要因素；補加因素；次要因素。3.3、焊接工藝評定：JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》JB/T4734《鋁制焊接容器》JB/T4745《鈦制焊接容器》3.4、焊接工藝規(guī)程：3、焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程42二、常用焊接方法及特點1、手工電弧焊（SMAW）2、埋弧焊（SAW）3、鎢極氣體保護焊（GTAW）4、熔化極氣體保護焊（GMAW）5、藥芯焊絲電弧焊（FCAW）6、等離子弧焊（PAW）7、電渣焊（ESW）二、常用焊接方法及特點1、手工電弧焊（SMAW）43三、焊接材料按JB/T4709選用焊材。1、焊條：GB/T983《不銹鋼焊條》、GB/T5177《碳鋼焊條》；2、焊絲3、焊劑4、保護氣體三、焊接材料按JB/T4709選用焊材。44四、壓力容器焊接設(shè)計焊接設(shè)計是壓力容器設(shè)計的一個重要組成部分，包括：鋼材、焊接方法、焊接材料、焊接坡口、焊接接頭形式、預熱、層間溫度、后熱、焊后熱處理以及檢驗、檢測等；壓力容器焊接設(shè)計的原則：1、選用焊接性能良好的材料；2、盡量減少焊接工作量；3、合理分布焊縫；4、焊接施工及焊接檢驗方便；5、有利于生產(chǎn)組織和管理。四、壓力容器焊接設(shè)計焊接設(shè)計是壓力容器設(shè)計的一個重要組成部分45四、壓力容器焊接設(shè)計1、焊接方法選用：質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、成本低；2、焊接材料選用：焊縫金屬力學性能應高于或等于相應母材標準規(guī)定值下限；依據(jù)JB/T4709選用；3、焊接坡口設(shè)計：GB/T985-88《氣焊、手工電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》GB/T986-88《埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸》HG20583-98《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》GB150、GB151、封頭、管法蘭、容器法蘭、吊耳、容器支座等標準規(guī)定的焊接坡口；四、壓力容器焊接設(shè)計1、焊接方法選用：質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、46四、壓力容器焊接設(shè)計4、焊接接頭設(shè)計：壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計時應遵循的原則(1)保證接頭滿足使用要求；(2)施焊、無損檢測操作容易，焊接應力小，變形?。?3)接頭加工容易，經(jīng)濟性好；(4)焊接接頭設(shè)計應符合焊接接頭系數(shù)規(guī)定。5、預熱、層間溫度和后熱預熱可以降低焊接接頭冷卻速度，防止母材和熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，降低焊接區(qū)的殘余應力；但會惡化勞動條件，要認真對待。后熱的目的是加快焊接接頭中氫的逸出，是防止冷裂紋的有效措施。后熱溫度與鋼材有關(guān)，并應在焊后立即進行。四、壓力容器焊接設(shè)計4、焊接接頭設(shè)計：壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計時應遵47五、有關(guān)標準對焊接的要求1、組成壓力容器的不同材料、不同形狀的零部件，主要是靠焊接方法裝配的，與母材相比焊接接頭是壓力容器殼體的薄弱環(huán)節(jié)，因此標準規(guī)范對焊接給予極大的關(guān)注，提出了多方面的技術(shù)要求。主要包括如下幾方面：(a)焊接試板接頭的力學性能－－產(chǎn)品焊接試板(b)焊接接頭的外觀與形狀尺寸偏差(c)焊接缺陷五、有關(guān)標準對焊接的要求1、組成壓力容器的不同材料、不同形狀48五、有關(guān)標準對焊接的要求2、產(chǎn)品焊接試板2.1、按臺制備產(chǎn)品焊接試板的條件容器的設(shè)計溫度：設(shè)計溫度低于或等于-20℃；容器的材料：Rm＞540MPa鋼和Cr-Mo低合金鋼工作介質(zhì)：盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)2.2、以批代臺制備試板的條件對于Q235-B、Q235-C、20R、16MnR以及不銹鋼等材料制造的容器，不要求按臺制備試板。注*五、有關(guān)標準對焊接的要求2、產(chǎn)品焊接試板49五、有關(guān)標準對焊接的要求2.3制備產(chǎn)品試板的要求試板對產(chǎn)品焊接接頭的代表性，應真實、可信；措施：對試板用材、焊工、施焊條件、焊接工藝、熱處理、試板所處部位進行嚴格規(guī)定。2.4產(chǎn)品試板的檢驗與評定按JB4744-2000《鋼制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學性能檢驗》進行。2.5產(chǎn)品試板檢驗不合格的處理五、有關(guān)標準對焊接的要求2.3制備產(chǎn)品試板的要求50五、有關(guān)標準對焊接的要求3、焊縫外觀3.1、對口錯邊：A：≤1/4δe，且≤3mm；B：≤1/4δe，且≤5mm；注*3.2、棱角度：≤(δe/10+2)mm，且≤5mm；3.3、不等厚板材對接：削薄處理注*3.4、焊縫余高：3.4.1、作用：保溫、緩冷與正火作用，焊接工藝的需要；3.4.2、危害：筒體表面外形突變，產(chǎn)生附加彎矩，造成較高的局部應力集中，形成裂紋源，縮短容器疲勞壽命；3.4.3、要求：標準（JB4732）規(guī)定，凡需疲勞分析設(shè)計的容器均應將余高去除，焊縫與母材表面保持齊平。五、有關(guān)標準對焊接的要求3、焊縫外觀51五、有關(guān)標準對焊接的要求3.5、咬邊3.5.1、危害：微小區(qū)域形狀突變，應力集中；介質(zhì)在咬邊內(nèi)形成死區(qū)，濃度上升，出發(fā)局部腐蝕；咬邊在介質(zhì)壓力作用下易擴展，誘發(fā)裂紋；3.5.2、要求：不得有咬邊：低溫壓力容器；用Rm＞540MPa鋼材和Cr-Mo低合金鋼制容器；采用不銹鋼制造的容器；焊接接頭系數(shù)取1的壓力容器；允許存在一定量的咬邊：GB150。

五、有關(guān)標準對焊接的要求3.5、咬邊52壓力容器無損檢測技術(shù)要求壓力容器無損檢測技術(shù)要求53一、基本概念1、無損檢測（NDT/NET）：是不損壞被檢物的完整結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，探測被檢物內(nèi)部和表面的宏觀缺陷，并對其種類、形狀、尺寸、取向和位置作出判斷的工藝方法。2、主要目的：對原材料、零部件、產(chǎn)品各制造工序和產(chǎn)品最終外觀、內(nèi)在質(zhì)量的檢查；評價制造工藝的合理性，為制定和改進制造工藝工程提供依據(jù)；作為評定產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣等級的依據(jù)，提高產(chǎn)品在規(guī)定條件下工作的可靠性。3、執(zhí)行標準：JB/T4730-2005《承壓設(shè)備無損檢測》。4、檢測方法：五大常規(guī)檢測方法：RT、UT、MT、PT、ET。5、適用缺陷：RT、UT主要用于檢測內(nèi)部缺陷；MT、ET檢測表面和近表面缺陷；PT僅用于檢測表面開口缺陷。一、基本概念1、無損檢測（NDT/NET）：是不損壞被檢物的54二、射線檢測RT1、原理：利用強度均勻的ｘ和γ射線照射工件，使照相底片感光。2、主要特點：2.1、根據(jù)射線底片的缺陷圖像，可以精確地判別在垂直與射線透照方向地二維平面地位置、尺寸和缺陷地種類，但缺陷在厚度方向自身高度和深度難以確定；2.2、對體積狀缺陷（體積未焊透、氣孔、夾渣、疏松、縮孔）檢測靈敏度較高，對面狀缺陷（細微裂紋、未熔合、面狀未焊透）檢測靈敏度較低；2.3、通過底片評價工件地質(zhì)量記錄直觀、定性定量準確、重復性好、易于保存檔案；2.4、射線對人體有傷害，防護設(shè)備投資高，操作危險；2.5、幾乎適用于所有材料，碳鋼、不銹鋼、銅、鋁、鈦等；2.6、對被檢工件的厚度下限沒有限制。二、射線檢測RT1、原理：利用強度均勻的ｘ和γ射線照射工件55二、射線檢測RT3、焊縫質(zhì)量評定等級：根據(jù)缺陷的性質(zhì)和數(shù)量，分為四各等級：3.1、Ⅰ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透和條狀缺陷；3.2、Ⅱ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透；3.3、Ⅲ級：不允許存在裂紋、未熔合、未焊透；3.4、Ⅳ級：焊縫缺陷超過Ⅲ級的為Ⅳ級，為不合格焊縫。4、級別劃分依據(jù)：由缺陷引起的疲勞強度降低程度來確定。4.1、Ⅰ級焊縫對疲勞強度要求很高，核能、超高壓或介質(zhì)為極度和高度危害物質(zhì)，應將焊縫余高磨平；4.2、Ⅱ級焊縫對疲勞強度有一定要求，高壓、介質(zhì)為有害物質(zhì)和焊縫承受較大動、靜載荷或有限次循環(huán)交變載荷，允許保留余高；4.3、Ⅲ級焊縫基本不考慮疲勞強度，低壓、無害介質(zhì)，允許保留余高。二、射線檢測RT3、焊縫質(zhì)量評定等級：根據(jù)缺陷的性質(zhì)和數(shù)量56三、超聲檢測UT1、原理2、主要特點：2.1、缺陷檢測靈敏度受缺陷反射面的影響很大，對面狀缺陷（裂紋、板材分層）敏感，對體積狀缺陷（氣孔、夾渣）不靈敏；2.2、一般多數(shù)情況沒有明確的記錄、缺乏直觀性；2.3、適用于金屬板材、管材、鍛件等，不適用于粗晶材料（奧氏體不銹鋼）、形狀復雜或表面粗糙的工件；2.4、操作簡單，只要將探頭放置在被檢工件單面即可；2.5、可較好的確定缺陷在被檢工件厚度方向的位置和缺陷自身的高度。三、超聲檢測UT1、原理57四、磁粉檢測MT1、原理2、主要特點：2.1、對鋼鐵等強磁材料的表面和近表面缺陷的檢出率高，但難以檢測內(nèi)部缺陷；2.2、不適用于奧氏體不銹鋼等非磁性材料；2.3、能單位缺陷的位置和表面指示長度，但無法確定深度方向的尺寸；2.4、缺陷痕跡可以用透明膠帶等復制和固定；2.5、對鐵磁材料的靈敏度比滲透高。四、磁粉檢測MT1、原理58五、滲透檢測PT1、原理2、主要特點：2.1、適用于檢測鋼鐵材料、有色金屬材料、陶瓷、塑料等材料的表面開口缺陷；2.2、檢測效果受工件表面光潔度影響較大；2.3、能確定缺陷的位置和表面指示長度，無法確定缺陷的深度；2.4、缺陷痕跡可以用透明膠帶等復制和固定。3、操作基本程序：預清洗－施加滲透液－去除多余的滲透液－干燥－施加顯像劑－觀察及評定顯示痕跡－后清洗。五、滲透檢測PT1、原理59六、標準中對無損檢測的要求1、壓力容器制造全過程中的無損檢測工作，可分為三個階段：1.1、原材料的檢測：發(fā)現(xiàn)材料中的超標缺陷，保證原材料的質(zhì)量。鋼板、鍛件主要采用超聲檢測；1.2、制造過程中的無損檢測：發(fā)現(xiàn)工序間的超標缺陷，保證后續(xù)工序的順利實施。JB4726~4728規(guī)定，去除超標缺陷后的表面進行滲透或磁粉檢測，Ⅰ級合格，保證缺陷清除干凈；GB150規(guī)定，對Rm＞540MPa的鋼材及Cr-Mo低合金鋼用火焰切割加工坡口的表面，或容器的缺陷修磨表面進行滲透或磁粉檢測，Ⅰ級合格。1.3、產(chǎn)品的無損檢測：對產(chǎn)品及其受壓元件焊接接頭的無損檢測，事壓力容器制造檢查的主要內(nèi)容。六、標準中對無損檢測的要求1、壓力容器制造全過程中的無損檢測60六、標準中對無損檢測的要求2、A、B類焊接接頭無損檢測率的選擇：檢測率范圍分為100%和局部兩大類。2.1、100%進行射線或超聲檢測的條件：GB150按以下條件劃分：2.1.1、厚度。δs＞30mm的碳素鋼、16MnR；δs＞25mm的15MnNbR、20MnMo和奧氏體不銹鋼；δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo。因為：容器板厚大，意味著設(shè)計參數(shù)高、直徑大、危險性大、成本高，應嚴格要求。2.1.2、材質(zhì)。Rm＞540Mpa的高強鋼、Cr-Mo鋼（除12CrMo、12CrMoR、15CrMo）。因為：材料的可焊性差、韌性儲備相對低，焊接時易產(chǎn)生缺陷、且缺陷在使用過程中易擴展，無論厚度多少都要100%檢測。六、標準中對無損檢測的要求2、A、B類焊接接頭無損檢測率的選61六、標準中對無損檢測的要求2.1.3、安全性。進行氣壓試驗、盛裝毒性為極度或高度危害的容器。因為：這類容器一旦發(fā)生事故，其后果可能是災難性的。2.1.4、結(jié)構(gòu)。多層包扎容器內(nèi)筒的Ａ類焊縫、熱套壓力容器各單層筒的Ａ類焊接接頭。因為：產(chǎn)品制成后，焊縫被覆蓋無法再進行檢測。2.1.5、低溫容器。設(shè)計溫度低于-40℃或接頭厚度大于25mm的低溫容器。因為：防止容器在低溫下發(fā)生脆性破壞。2.1.6、圖樣要求。以上5項是標準的要求，是針對多數(shù)產(chǎn)品的最低要求，設(shè)計者應根據(jù)實際情況提出需要的要求，這是設(shè)計者的全力，也是設(shè)計者的義務。六、標準中對無損檢測的要求2.1.3、安全性。進行氣壓試驗、62六、標準中對無損檢測的要求2.2、進行局部射線或超聲檢測的條件：除需100%檢測的容器，可進行局部檢測。局部檢測實際上是逐臺抽檢，目的在于保證產(chǎn)品基本質(zhì)量的前提下，節(jié)約費用。局部檢測的最小范圍，不得少于各條焊接接頭長度的20%，且不小于250mm；低溫容器不得少于各條焊接接頭長度的50%，且不小于250mm。2.3、允許局部檢測的產(chǎn)品中應100%檢測的部位：2.3.1、先拼板后成形的凸形封頭，在封頭成形后進行100%檢測；2.3.2、以開孔中心為圓心，以1.5倍開孔直徑為半徑畫圓，該圓中包含的Ａ、Ｂ類焊縫進行100%檢測；2.3.3、被補強圈、支座墊板、內(nèi)件覆蓋的A、Ｂ類焊縫；2.3.4、嵌入式接管與筒體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、接管與接管焊縫。六、標準中對無損檢測的要求2.2、進行局部射線或超聲檢測的條63六、標準中對無損檢測的要求3、不同無損檢測方法的相互復查壓力容器壁厚≥38mm（或≤38mm，但大于20mm且使用材料抗拉強度規(guī)定值下限大于等于540MPa）時，其對接接頭如采用射線檢測，則每條焊縫還應附加局部超聲檢測；如采用超聲檢測，則每條焊縫還應附加局部射線檢測。該規(guī)定不能一概而論，應對產(chǎn)品及其焊接接頭具體分析，區(qū)別對待。應綜合考慮經(jīng)濟性與安全性，而有些容器只能做某種無損檢測，如奧氏體不銹鋼焊接接頭難以采用超聲檢測。4、正確執(zhí)行局部檢測4.1、局部檢測是指每條Ａ、Ｂ類焊縫均要進行局部檢測，不能用某條焊縫的檢驗結(jié)果來替代其他焊縫。原因：不同的焊縫的焊接操作位置、焊工等可能不同。六、標準中對無損檢測的要求3、不同無損檢測方法的相互復查64六、標準中對無損檢測的要求4.2、抽檢部位應選擇焊縫交叉部位。原因：焊縫交叉部位的金屬，經(jīng)歷了兩次焊接過程，且受力狀態(tài)復雜，易產(chǎn)生焊接缺陷。4.3、局部檢測時如發(fā)現(xiàn)超標缺陷，應進行擴探，先為增加10%，如還不合格，則100%檢測，但僅限于該條焊縫。原因：同4.1，即某條焊縫存在質(zhì)量問題，并不意味著其他焊縫亦有問題。4.4、對局部無損檢測焊接接頭中未檢測的部位，但仍要對其質(zhì)量負責。六、標準中對無損檢測的要求4.2、抽檢部位應選擇焊縫交叉部位65六、標準中對無損檢測的要求5、表面無損檢測的要求5.1、由于結(jié)構(gòu)、規(guī)格尺寸等原因難以進行射線、超聲檢測的重要焊接接頭，應進行磁粉或滲透檢測。包括：堆焊層表面、復合鋼復合層、公稱直徑小于250mm的接管對長頸法蘭、接管對接管的焊縫等；5.2、對Rm＞540Mpa的高強鋼、δs＞16mm的12CrMo、12CrMoR、15CrMo以及其他任意厚度的Cr-Mo鋼低合金壓力容器，其Ｃ、Ｄ類焊縫進行磁粉或滲透檢測。5.3、制造工藝過程中的無損檢測。六、標準中對無損檢測的要求5、表面無損檢測的要求66六、標準中對無損檢測的要求6、設(shè)計對無損檢測的特殊要求設(shè)計者首先應明確標準對無損檢測的各項規(guī)定，其次應明白，標準僅是對各類產(chǎn)品通用的最低質(zhì)量要求，他不一定滿足所有的產(chǎn)品，尤其是安全性要求較高的特殊產(chǎn)品，因此，設(shè)計者的一各重要職責是根據(jù)壓力容器的運行參數(shù)（壓力、溫度、介質(zhì)特性）、采用的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、安全性等特殊要求，綜合考慮經(jīng)濟性，提出標準中沒有或比標準更為嚴格的要求，在圖樣中注明。主要分為以下幾方面：增加無損檢測的次數(shù)；增加無損檢測的比率；提高無損檢測的合格等級；提出無損檢測的其他特殊要求。六、標準中對無損檢測的要求6、設(shè)計對無損檢測的特殊要求67壓力容器熱處理技術(shù)要求壓力容器熱處理技術(shù)要求68一、基本概念1、熱處理是改善金屬材料或其制品性能的重要工序。依據(jù)不同的目的，將材料或工件加熱到規(guī)定的溫度、保溫、隨后以不同的方式冷卻，改變其金相組織，以獲