第15章壓力容器的焊接結構

(Weldedstructureofpressurevessels)

本章重點講解內(nèi)容：

(1)理解焊接接頭的定義、接頭形式的類型、坡口形式的類型以及焊縫形式的概念;

(2)掌握GB150-98對壓力容器焊接接頭的分類；

(3)熟悉焊接接頭缺陷以及檢驗方式。

第一節(jié)焊接接頭及其分類

鋼制化工容器及設備一般用熔焊方法制造。焊接質(zhì)量的高低與焊接結構是否合理有密切

關系。因此選擇合理的焊接結構具有重要意義。

1、焊接接頭(weldedjoints)

定義：指兩個零件或者一個零件的兩個部分在焊接連接部位處的結構總稱。全面描述一

個焊接接頭應包括：接頭形式、坡口形式和焊接形式。

(1)接頭形式(typesofweldedjoints)：焊接接頭中兩個相TE連接零件的相對位置關系。有

對接焊、角接焊、丁字接焊與搭接焊。

?對接焊：兩個相互連接零件在接頭處的中面基本處于同一平面或者同一曲面內(nèi)；

?角接焊、丁字接焊；兩個相互連接零件在接頭處的中面相互垂直或者相交于?個

角度圖(b)。

?搭接焊兩個相互連接零件在接頭處的中面有部分相互重合在一起，他們的中面

(2)坡口形式：

如圖2所示五種基本形式。

圖2坡口的基本形式

e等厚度板的對接縫

為了確保焊縫的質(zhì)量，應盡量采用等厚度對接。厚度在6mm以下的對接縫可以不開坡

口。板厚度大于6mm時，為了防止焊縫出現(xiàn)焊不透的現(xiàn)象，根據(jù)不同板厚,開不同形式的坡口。

?采用單面坡II原則：

對于?容器內(nèi)空間過小、無法從內(nèi)部進行焊接時的焊縫，采用單面坡口。板厚s<20mm時

用V型坡口,S>20mm時月U型坡口。

?采用雙面坡口原則：

當兩面都可以進行焊接時，為了保證焊縫質(zhì)量，要采用雙面坡口。s=20?40mm時用對稱

X型,s=30?60mm時用對稱U型。

必須注意，自動焊和手工焊對于板厚的適用范闈和坡口尺寸均不相同，設計時可參考

“GB985—88”氣焊、手工焊電弧焊及氣體保護焊焊縫坡口的基本形式與尺寸，“GB986—88”

埋弧焊焊縫坡口的基本形式與尺寸。

?襯墊板的對接焊縫

當容器內(nèi)側無法進行焊接而采用單面坡口時，為了保證焊縫根部焊透，常采用帶墊板的對

接焊縫，以提高焊縫質(zhì)量，墊板材料可用鋼或紫銅。應注意墊板與焊接件的密合，焊后最好將

墊板拆除,但卻不一定都能做到。

?不等厚鋼板的對接焊縫

在不等厚鋼板對接時，應將厚板削薄，使對接處的厚度相同。當薄板厚度

s2<lOmm,sl-s2>3mm或s2>lOmm,sl-s2>0.3s2或sI-s2>5mm時，均應按圖的要求，削薄厚板

邊緣。

(3)焊縫形式

定義：表明焊接接頭中熔化面間的關系。與接頭形式有區(qū)別。

>對接焊縫由兩個相對的熔化面及其中間的焊縫金屬組成；

>角接焊縫由相互垂直或者相交為某一角度的兩個熔化面及呈三角形斷面形狀的焊

縫金屬所構成。

>組合焊縫是由對蚤焊縫和角焊縫組合而成的焊縫。

叢

3223

（b）角餌縫

圖3焊縫形式

2、注意事項

（I）縱焊縫間的距離

在同一小區(qū)內(nèi)盡量避免多次焊接，兩相鄰筒節(jié)的縱焊縫要錯開一段距離a,a>3s,且a）

40mm（S為板厚）以避免卜字交叉焊縫。

（2）焊縫要盡量離開容器的幾何形狀和壁厚突變的地方，例如當橢圓形封頭與簡體對焊時,

一定要加一個直邊過渡部分，讓兩個圓柱體相連，以使焊縫避開應力復雜的區(qū)域。

（3）容器上凡被補強圈、支座、墊板等覆蓋的焊縫，均應打磨至與母材齊平。

第二節(jié)GB150-1998關于壓力容器上的焊接接頭的分類

主要是根據(jù)壓力容器上的焊接接頭按其所處的位置進行劃分A、B、C、D四類，化類

的目的應該是對焊接接頭的檢驗上有所區(qū)別。（要求學生能夠準確掌握各類焊接接頭的定義

與范圍）。

容器主要受壓部分焊接接頭分類

適用范圍

A類B類C類D類

設計溫度高圓筒部分的縱向接頭殼體部分的環(huán)向平蓋、竹板與圓接管、人孔、

于-20C的鋼（多層包扎壓力容器接頭、錐形封頭簡非對接連接的凸緣、補強圈

制焊接單層層板層縱向接頭除小端與接管連接接頭，法蘭與殼等與殼體連

壓力容器、外）、球形封頭與圓筒的接頭，長頸法體、接管連接的接的接頭、但

多層包扎壓連接的環(huán)向接頭、各類蘭與接管連接的接頭、內(nèi)封頭與已規(guī)定為A、

力容器、熱凸形封頭中的所有拼接頭，但已規(guī)定圓筒的搭接接頭B類的焊接

套及鍛焊容焊接頭以及聯(lián)入式接為A、C、D類的以及多層包扎容接頭除外。

器。管與殼體對接連接的焊接接頭除外。器層板層縱向接

設計溫度《接頭。頭。

-20℃的容

器，還應符

合附錄C的

規(guī)定。

2、制造過程中的檢驗

a.容器各部件在組焊之前必須通過各種檢驗

外觀尺寸與尺寸公差的檢驗，（利用幻燈片讓學生熟悉焊縫檢驗尺的使用）。

b.焊縫檢驗：

無損檢測診斷技術是一門新興的綜合性應用學科?.它是在不損傷被檢測對象的條件下，

利用材料內(nèi)部結構異?；蛉毕荽嬖谒鸬膶?、聲、光、電、磁等反應的變化，來探測各

種工程材料、零部件、結構件等內(nèi)部和表面缺陷，并對缺陷的類型、性質(zhì)、數(shù)量、形狀、位

置、尺寸、分布及其變化作由判斷和評價。

?射線探傷

?超聲波探傷

?磁粉探傷

?著色法探傷

超聲波探傷是使用最多的無損探傷方法。磁粉探傷與著色探傷輔助以檢驗是否存在有表

面裂紋。近年來，超聲波應用日益廣泛，技術也迅速進步。射線探傷易于記錄保存和備查,

檢驗可靠。制造過程中最好每完成?個組焊過程便進行?次探傷，發(fā)現(xiàn)超標缺陷及裂紋，用

補焊方法予以消除。幾種探傷方法的比較如卜.表所示:

檢驗方法可發(fā)現(xiàn)缺陷檢驗厚度靈敏度判傷方法備注

著色檢驗貫穿表面的缺表面缺陷寬度小于肉眼觀察直接焊接接頭表面

熒光檢驗陷（微劣、氣孔）0.01mm,深度小于判斷，只能確定缺不加工或打磨，奧

0.030.04mm陷位置，不能確定氏體不銹鋼優(yōu)先

者檢查不出缺陷深度采用

磁粉探傷表面及近表面映表面，近比熒光法高：與直接根據(jù)磁粉被檢驗焊件限為

陷（微裂紋，未焊表面磁場強度和磁松分布情況判定缺磁性材料,焊接表

透，氣孔）被檢驗質(zhì)量有關陷位置。缺陷深度面不加工或打磨。

表面最好與磁場不能確定鐵磁性材料優(yōu)先

正交采用

超聲波探內(nèi)部缺陷（裂受盲區(qū)限能探出直徑大據(jù)儀器熒光屏被檢驗部位需

傷紋、未焊透、氣孔制，尤其適于1mm的氣孔和上波形判斷缺陷

加工到R*.3

及夾渣）用于中、厚夾渣。檢驗內(nèi)部裂位置及大小。確定

板檢測紋靈敏度較高缺陷性質(zhì)較困難

X射線內(nèi)部裂紋，氣受管電能檢驗出大于從照相底片上焊接接頭表面

探傷孔，未焊透，夾渣壓限制，一焊縫厚度直接判斷缺陷種不需加工，三反兩

等般厚度1%~2%的缺類、大小和分布，面都必須是可接

100mm陷檢驗裂紋不如超近的

Y射線探