1、A,1,鋼制壓力專業(yè)知識(shí),A,2,主要內(nèi)容 一、壓力容器用材料 二、壓力容器制造焊接 三、常用材料的焊接工藝,A,3,一 壓力容器用材料,1. 碳素結(jié)構(gòu)鋼板 1.1 鋼號(hào)及鋼板標(biāo)準(zhǔn) Q235-B GB/T912-1989 Q235-C GB/T3274-1988 Q345R GB713-2008 1.2 Q235-B和Q235-C鎮(zhèn)靜鋼板 1.2.1 技術(shù)條件 a.化學(xué)成分 （熔煉分析） 鋼 號(hào) P% S% Q235-B 0.045 0.045 Q235-C 0.040 0.040,A,4,一 壓力容器用材料,b. 沖擊試驗(yàn) 鋼 號(hào) 試驗(yàn)溫度 縱向AKV J(注) Q235-B 20 27 Q

2、235-C 0 27 c. 組批規(guī)定 Q235-B, 用公稱容量不大于30t的煉鋼爐冶煉的鋼，允許6爐組 成混合批。 Q235-C, 同一爐號(hào)。,A,5,一 壓力容器用材料,1.2.2 許用應(yīng)力 以16mm厚鋼板為例，室溫下的許用應(yīng)力,A,6,一 壓力容器用材料,1.3 Q245R鋼板 1.3.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,7,一 壓力容器用材料,1.3.2 使用狀態(tài) 殼體厚度大于30mm，其他受壓元件（法蘭、管板、平蓋等）厚度大于50mm，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。 1.3.3 超聲檢測(cè) 殼體厚度大于30mm,不低于級(jí)。,A,8,一 壓力容器用材料,1.3.4 使用溫度下限（正常應(yīng)力水平） 正火狀態(tài)，6mm3

3、6mm,-20。 熱軋狀態(tài)及厚度大于36mm正火狀態(tài)，-19。 用于殼體的Q245R鋼板，使用溫度低于0,厚度大于25mm， 使用溫度低于-10，厚度大于12mm，鋼板應(yīng)進(jìn)行使用溫度下 或圖樣規(guī)定的溫度下低溫沖擊試驗(yàn) 1.3.5 生產(chǎn)情況 正火供應(yīng)，且保證-20低溫沖擊試驗(yàn): 舞陽(yáng)、重慶、武漢。,A,9,一 壓力容器用材料,2 低合金高強(qiáng)度鋼板,2.1.鋼號(hào)及鋼板標(biāo)準(zhǔn) GB713-2008 07MnCrMoVR GB 19189-2003,A,10,一 壓力容器用材料,2.2 Q345R（16MnR）鋼板 2.2.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,11,一 壓力容器用材料,2.2.2 使用狀態(tài) 殼體厚度大于3

4、0mm，其他受壓元件（法蘭、管板、平蓋等）厚度大于50mm，應(yīng)在正火狀態(tài)下使用。 2.2.3 超聲檢測(cè) 殼體厚度大于30mm，不低于級(jí)。多層包扎容器的內(nèi)筒鋼板，不低于級(jí)。,A,12,一 壓力容器用材料,2.2.4使用溫度下限,熱軋6mm25mm,正火6mm120mm, -20。 熱軋狀態(tài)厚度大于25mm，-19。 用于殼體的16MnR鋼板，使用溫度低于0，厚度大于38mm，使用溫度低于-10，厚度大于20mm,鋼板應(yīng)進(jìn)行使用溫度下或圖樣規(guī)定的溫度下低溫沖擊試驗(yàn)。 2.2.5 生產(chǎn)情況 保證-20低溫沖擊試驗(yàn)：舞陽(yáng)、武漢、重慶。,A,13,一 壓力容器用材料,2.3 15MnVR鋼 現(xiàn)已很少使用

5、 2.4 18MnMoNbR鋼板 2.4.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,14,一 壓力容器用材料,2.4.2 使用狀態(tài) 正火加回火。 2.4.3超聲檢測(cè) 殼體厚度大于25mm，不低于級(jí)。,A,15,一 壓力容器用材料,2.5 13MnNiMoR (13MnNiMoNbR)鋼板 2.5.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,16,一 壓力容器用材料,2.5.2 使用狀態(tài) 正火加回火 2.5.3 超聲檢測(cè) 殼體厚度大于25mm，不低于級(jí),A,17,一 壓力容器用材料,2.6 07MnCrMoVR鋼板 2.6.1 技術(shù)條件,A,18,一 壓力容器用材料,2.6.2 使用狀態(tài) 調(diào)質(zhì) 2.6.3 超聲檢測(cè) 用于殼體、調(diào)質(zhì)狀態(tài)供貨的鋼板

6、，不低于級(jí)。,A,19,一 壓力容器用材料,3.低溫鋼板,3.1 鋼號(hào)及鋼板標(biāo)準(zhǔn) GB3531-1996 07MnNiCrMoVDR GB19189-2003 注意問(wèn)題。,A,20,一 壓力容器用材料,3.2 16MnDR鋼板 3.2.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,21,一 壓力容器用材料,3.2.2 使用狀態(tài) 正火. 3.2.3 超聲檢測(cè) 殼體厚度大于20mm,不低于級(jí)。,A,22,一 壓力容器用材料,3.3 15MnNiDR鋼板 3.3.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,23,一 壓力容器用材料,3.4 09MnNiDR鋼板 3.4.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,24,一 壓力容器用材料,4.中溫抗氫鋼板 4.1 鋼號(hào)及鋼板標(biāo)準(zhǔn)

7、 GB713-2008,A,25,一 壓力容器用材料,4.2 15CrMoR鋼板 4.2.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,26,一 壓力容器用材料,4.3 14Cr1MoR鋼板 4.3.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,27,一 壓力容器用材料,4.4 12Cr2Mo1R鋼板 4.4.1 鋼板標(biāo)準(zhǔn),A,28,一 壓力容器用材料,5 不銹鋼板 5.1 鋼的類別 奧氏體型:如0Cr18Ni9、00Cr19Ni10、0Cr17Ni12Mo2、00Cr17Ni14Mo2、0Cr18Ni10Ti等。 鐵素體型：如0Cr13Al。 奧氏體-鐵素體型：如00Cr18Ni5Mo3Si2,A,29,一 壓力容器用材料,6.不銹鋼復(fù)合鋼 6.

8、1.簡(jiǎn)介 6.1.1 不銹鋼復(fù)合鋼板 爆炸復(fù)合鋼板主要符合JB 4733-1996 （1）復(fù)合界面的結(jié)合剪切強(qiáng)度 1級(jí), 2級(jí)210 MPa, 3級(jí)200 MPa。 （2）結(jié)合狀態(tài) a. 超聲檢測(cè)范圍 1級(jí)、2級(jí) 全面積范圍 3級(jí) 沿板寬方向、間距為50mm的平行線及鋼板周邊50mm范圍內(nèi)。 b. 結(jié)合率 1級(jí) 100%, 2級(jí) 98%, 3級(jí) 95%。,A,30,二 壓力容器制造-焊接,焊接是壓力容器的重要工序,焊接質(zhì)量在很大程度上決定了壓力容器的制造質(zhì)量。 壓力容器焊接質(zhì)量包括諸多方面的內(nèi)容：焊接接頭尺寸及形位偏差、焊縫外觀、焊接缺陷、焊接應(yīng)力與變形焊接接頭的使用性能（如力學(xué)性能、彎曲性能

9、、耐腐蝕性能、高溫性能、低溫性能、抗脆斷性能等）以及堆焊層化學(xué)成分等。 焊接接頭具有十分明顯的不均勻性。焊接接頭熱影響區(qū)的不同部位在焊接過(guò)程中經(jīng)受不同的熱作用，因而具有不同的組織與性能；焊接對(duì)于整個(gè)產(chǎn)品而言，只是局部加熱熔化，而且是迅速升溫和急速冷卻過(guò)程，因而不可避免地產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力與變形；焊縫的缺陷（咬邊、夾渣、 氣孔、裂紋、余高過(guò)大）又會(huì)造成截面上受力不均勻，產(chǎn)生應(yīng)力集中。 焊接質(zhì)量的控制有效途徑是過(guò)程控制，每位焊工、每份工藝文件、每道工序、每個(gè)過(guò)程都要進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理。 確保壓力容器焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)有母材的焊接性能、焊接工藝評(píng)定、焊工考試和焊接工藝規(guī)程，以及對(duì)整個(gè)制造過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量

10、控制。,A,31,二 壓力容器制造-焊接,1.基本概念 1.1 焊縫形式與接頭形式 從焊接角度來(lái)看壓力容器是由母材與焊接接頭組成的,而焊縫是焊接接頭的組成部分,焊縫與焊接接頭是兩個(gè)不同的概念。 焊縫形式分為五種：對(duì)接焊縫、角焊縫、端接焊縫、塞焊縫和槽焊縫。 焊接接頭形式分為12種：對(duì)接接頭、T型接頭、十字接頭、搭接接頭、角接接頭等。 同一種焊縫形式可以連接成多個(gè)接頭形式，對(duì)接接頭不一定用對(duì)接焊縫連接，連接角接接頭的焊縫也不一定是角焊縫。 1.2 焊接接頭的組成 焊接接頭由焊縫、熔合區(qū)和熱影響區(qū)三部分組成。 焊縫是由熔化的焊接材料和熔化的母材所組成。 在焊接接頭各區(qū)中以熱影響區(qū)最為薄弱，對(duì)焊接接

11、頭的檢測(cè)重點(diǎn)也應(yīng)放在焊接熱影響區(qū)。,A,32,二 壓力容器制造-焊接,1.3 焊接壓力容器的重要環(huán)節(jié) 焊接性能 、焊接工藝評(píng)定和焊接工藝規(guī)程是焊接壓力容器的三個(gè)重要環(huán)節(jié)。 1.3.1 焊接性能：指在限定的施工條件下，焊接成符合設(shè)計(jì)要求的構(gòu) 件，并滿足預(yù)定服役要求的能力，即材料對(duì)焊接加工的適應(yīng)性和使用可靠性。 影響焊接性能的因素：材料、焊接方法、結(jié)構(gòu)類型、使用要求 1.3.2 焊接工藝：指制造焊件所有相關(guān)的加工方法和實(shí)施要求，包括焊接準(zhǔn)備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數(shù)、操作要求等。 1.3.3 焊接工藝評(píng)定：為驗(yàn)證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果評(píng)價(jià)。 1.3.4 焊接工藝

12、規(guī)程：是制造焊件所有相關(guān)的加工和實(shí)踐要求的細(xì)則文件，可保證有熟練焊工或操作工操作時(shí)的質(zhì)量再現(xiàn)性。,A,33,二 壓力容器制造-焊接,1.4 焊工考試 焊接壓力容器的焊工必須持有鍋爐壓力容器安全監(jiān)察機(jī)構(gòu)簽發(fā)的焊工合格證。焊工按照鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則規(guī)定進(jìn)行考試。 焊縫的焊接質(zhì)量包含了兩方面的內(nèi)容：焊接接頭性能和焊接缺陷，焊接接頭的性能由評(píng)定合格的焊接工藝保證；而是否產(chǎn)生超標(biāo)焊接缺陷則由評(píng)定合格的焊工以其合格的焊接技能來(lái)保證。 影響焊工操作技能的八個(gè)方面：焊接方法及機(jī)械化自動(dòng)化程度，試件鋼號(hào)，試件形式，焊縫金屬厚度，試件外徑，焊條類別和焊接要素，根據(jù)這些方面編制了考試規(guī)則。,A,

13、34,二 壓力容器制造-焊接,2. 常用焊接方法及特點(diǎn) 焊接方法與機(jī)械化、自動(dòng)化程度是兩個(gè)概念。 機(jī)械化、自動(dòng)化程度分為人工、機(jī)械化與自動(dòng)化三個(gè)檔次。 每一種焊接方法都有可能有手工、機(jī)械化與自動(dòng)化三個(gè)檔次。 2.1 焊條電弧焊（SMAW） 以涂料的分解物對(duì)電弧進(jìn)行保護(hù)，施焊時(shí)無(wú)須外加壓力，填充金屬取自焊條。以前稱手工電弧焊是不確切的。 2.2 埋弧焊（SAW） 以一個(gè)（或多個(gè)）金屬裸電極與工件之間形成的一個(gè)（或多個(gè)）電弧加熱金屬，使之接合的弧焊方法，熔化的金屬和電弧被焊劑層所覆蓋而加以保護(hù)。 “埋弧自動(dòng)焊”不確切，應(yīng)稱為“埋弧機(jī)械焊” 窄間隙焊也可以是摘窄埋弧焊,A,35,二 壓力容器制造-焊

14、接,2.3 鎢極氣體保護(hù)焊（GTAW） 以鎢極和工件之間的電弧加熱金屬，以獲得結(jié)合的弧焊方法。 保護(hù)氣體常用氬氣，其次為氦氣。 2.4 熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW） 在外來(lái)氣體保護(hù)下，采用連續(xù)送進(jìn)的填充金屬極和焊接熔池之間的電弧的弧焊方法。 保護(hù)氣體可以是活性的如CO2或惰性的，也經(jīng)常使用混合氣體保護(hù)。金屬極為實(shí)心焊絲。 2.5 等離子弧焊（PAW） 2.6 電渣焊（ESW） 2.7 摩擦焊（FRW） 2.8 螺柱焊（SW）,A,36,二 壓力容器制造-焊接,3. 焊接性能試驗(yàn) 使用焊接性能試驗(yàn)和工藝焊接性能試驗(yàn) 3.1 使用焊接性能試驗(yàn) 使用焊接性能主要有焊接接頭的力學(xué)性能和彎曲性能、高溫性

15、能、 耐腐蝕性能、抗氧化性能、斷裂性能等。 與母材試驗(yàn)方法相同，但具有下列特點(diǎn)： a. 焊接接頭具有明顯的不均勻性 b.焊接接頭拉伸性能試樣與母材不同，是緊湊型試樣。 c. 在焊接接頭范圍內(nèi)，熱影響去是薄弱環(huán)節(jié)，而熱影響區(qū)中又以粗晶區(qū)（也稱過(guò)熱區(qū)）是薄弱環(huán)節(jié)。 d. 焊接接頭的耐腐蝕性能往往明顯低于母材。 e. 分析焊接接頭使用焊接性能時(shí)，應(yīng)區(qū)分試樣與產(chǎn)品的區(qū)別。,A,37,二 壓力容器制造-焊接,3.2 工藝焊接性能試驗(yàn) 工藝焊接性能是指在一定焊接工藝條件下能否獲得優(yōu)質(zhì)、無(wú)缺陷焊接接頭的能力。 工藝焊接性能試驗(yàn)分為直接法和間接法兩種 a.直接法主要有焊接熱裂紋試驗(yàn)，焊接冷裂紋試驗(yàn)，再熱裂紋試

16、驗(yàn)，層狀撕裂試驗(yàn)，熱應(yīng)變時(shí)效脆化試驗(yàn)和焊接氣孔敏感性試驗(yàn)。 b. 間接法主要有碳當(dāng)量推測(cè)焊接性、裂紋敏感性指數(shù)和焊接熱影響區(qū)最高硬度法。,A,38,二 壓力容器制造-焊接,4. 焊接材料 包括焊條、焊絲、焊帶、焊劑、氣體、墊板 JB/T4747-2002壓力容器用鋼焊條訂貨技術(shù)條件 焊條、焊絲和焊劑都有兩種表示方法：型號(hào)與牌號(hào) 型號(hào)是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接材料不同品種的表示方法 牌號(hào)是焊材生產(chǎn)廠對(duì)每一種商品的具體命名。,A,39,二 壓力容器制造-焊接,4.1 焊條 a.常用焊條標(biāo)準(zhǔn),A,40,二 壓力容器制造-焊接,b.常用焊條牌號(hào)分類,A,41,二 壓力容器制造-焊接,C. 焊條型號(hào)的表示方法 碳

17、鋼焊條 如：E4315 E表示焊條 43 表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值 1表示焊條適用于全位置焊接 5表示焊條藥皮為低氫鈉型.采用直流反接焊接 低合金鋼焊條 如：E5515-B2 E表示焊條 55 表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值 1表示焊條適用于全位置焊接 5表示焊條藥皮為低氫鈉型.采用直流反接焊接 B2 表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào),A,42,二 壓力容器制造-焊接,不銹鋼焊條 如：E308L-15 E表示焊條 308 表示熔敷金屬化學(xué)成分分類代號(hào) L表示超低碳 15表示焊條藥皮為堿性,采用直流反接焊接,適用于全位置 d. 焊條牌號(hào)的表示方法 結(jié)構(gòu)鋼焊條 如：J507RH J結(jié)構(gòu)鋼焊條 50

18、表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度不低于490Mpa 7表示焊條藥皮為低氫鈉型.采用直流反接焊接 R表示高韌性 H 表示超低氫,A,43,二 壓力容器制造-焊接,鉬和鉻鉬耐熱鋼焊條 如：R307 R 耐熱鋼焊條 3 表示熔敷金屬主要化學(xué)成分等級(jí)為鉻含量約1%,鉬含量約0.5% 0 牌號(hào)分類編號(hào)為0 7 藥皮為低氫鈉型,采用直流電源 低溫鋼焊條 如：W707 W 低溫鋼焊條 70 工作溫度等級(jí)為-70 7 藥皮為低氫鈉型,采用直流電源,A,44,二 壓力容器制造-焊接,不銹鋼焊條 如：G202 G 鉻不銹鋼焊條 2表示熔敷金屬主要化學(xué)成分等級(jí)為鉻含量約13% 0 牌號(hào)分類編號(hào)為0 2鈦鈣型藥皮,交直流兩用 A

19、022 A 奧氏體不銹鋼焊條 0 表示熔敷金屬主要化學(xué)成分組成等級(jí)為含碳量0.04% 2 牌號(hào)分類編號(hào)為2 2鈦鈣型藥皮,交直流兩用,A,45,二 壓力容器制造-焊接,4.2 焊絲（藥芯焊絲和實(shí)芯焊絲） a.實(shí)芯焊絲型號(hào) 型號(hào) 如：ER62-B3 ER(焊絲)實(shí)芯焊絲 62 熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最低值為620Mpa B3焊絲化學(xué)成分為鉻鉬系,含2.25%Cr和1%Mo 牌號(hào) 如：H08Mn2SiA H 表示焊絲 08 含碳量約0.08% Mn2 含Mn量約2% Si含Si量1% A 優(yōu)質(zhì)品(S、P含量均0.03%),A,46,二 壓力容器制造-焊接,b.藥芯焊絲型號(hào) 型號(hào) E501T-1ML E表

20、示焊絲 50 熔敷金屬抗拉強(qiáng)度最低值為480Mpa 1表示焊接位置為全位置 T表示藥芯焊絲 1焊絲類別特點(diǎn):外加保護(hù)氣,直流電源,焊絲接正極,用 于單道和多道焊 M 表示保護(hù)氣體為75%Ar-80%Ar+CO2 L 焊絲熔敷金屬V型缺口沖擊功在-40下不小于27J 牌號(hào) 如：YJ501Ni-1 Y 藥芯焊絲 J 焊接結(jié)構(gòu)鋼用 50 熔敷金屬抗拉強(qiáng)度不小于490Mpa 1金紅石型渣系,交直流兩用 Ni 添加元素Ni 1氣保護(hù),A,47,二 壓力容器制造-焊接,4.3 焊劑 焊劑在焊接過(guò)程中對(duì)熔池起到保護(hù)冶金處理和改善焊接工藝性能的作用,焊劑分為熔煉焊劑和燒結(jié)焊劑 a. 型號(hào) F4A2-H08A

21、F表示焊劑 4表示熔敷金屬抗拉強(qiáng)度的最小值為415Mpa A表示試件為焊態(tài) 2-表示熔敷金屬?zèng)_擊吸收功不小于27J時(shí)的試驗(yàn)溫 度為-20 H08A表示焊絲牌號(hào) b.牌號(hào) SJ101 SJ埋弧焊用燒結(jié)焊劑 1焊劑熔渣渣系為 氟堿型 01牌號(hào)編號(hào)為01,A,48,二 壓力容器制造-焊接,4.4 氣體 保護(hù)氣體有Ar、CO2、He、H2、O2、N2等 5.壓力容器的焊接設(shè)計(jì) 焊接設(shè)計(jì)是壓力容器設(shè)計(jì)的一個(gè)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(yù)熱、層間溫度、后熱、焊后熱處理及檢驗(yàn)、檢測(cè)。 焊接設(shè)計(jì)原則： a.選用焊接性能良好的母材。 b.盡量減少焊接工作量，包括減少焊縫

22、數(shù)量，減少坡口截面積。 c.合理布置焊縫。 d.焊接施工及焊接檢驗(yàn)方便，減少現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量。 e.有利于生產(chǎn)組織與管理。,A,49,二 壓力容器制造-焊接,5.1 焊接方法選用 符合以下要求：能保證壓力容器質(zhì)量可靠、生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低。焊接方法一經(jīng)確定，則坡口形式、焊接材料、焊工合格項(xiàng)目、焊接工藝、所需工藝裝備（裝置）等則隨之確定。 5.2 焊接材料的選用 熔敷金屬、焊縫金屬與焊接接頭既有聯(lián)系又有區(qū)別。熔敷金屬完全由焊接材料熔化后所形成，而焊縫金屬則是由焊接材料和局部母材熔化凝固后形成的，焊接接頭則包括焊縫金屬、熔合區(qū)和熱影響區(qū)。 焊接材料的性能通過(guò)熔敷金屬測(cè)定，壓力容器設(shè)計(jì)則是要求焊接接頭

23、性能。因此選用焊接材料只能考核焊縫金屬性能，熱影響區(qū)性能只有通過(guò)控制熱輸入量 、層間溫度和焊后熱處理等工藝才能達(dá)到。,A,50,二 壓力容器制造-焊接,焊接材料選用基本原則是焊縫金屬力學(xué)性能應(yīng)高于或等于相應(yīng)母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值下限，或滿足圖樣及其技術(shù)條件的規(guī)定。 a.相同鋼號(hào)相焊的焊縫金屬。 b.不同鋼號(hào)相焊的焊縫金屬。 5.3 焊接坡口設(shè)計(jì)和接頭設(shè)計(jì) a.坡口設(shè)計(jì) 選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素：焊接方法、焊縫填充金 屬盡量少、避免產(chǎn)生缺陷、減少焊接殘余變形與應(yīng)力、有利于焊接防護(hù)、焊工操作方便、復(fù)合鋼板的坡口設(shè)計(jì)應(yīng)有利于減少過(guò)渡焊縫金屬的稀釋率。 b.接頭設(shè)計(jì) 接頭設(shè)計(jì)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：焊接接頭的

24、可焊到位、焊接接頭可檢測(cè)、接頭設(shè)計(jì)滿足減少腐蝕要求、焊接接頭設(shè)計(jì)應(yīng)符合焊接接頭系數(shù)規(guī)定。,A,51,二 壓力容器制造-焊接,6. 焊接施工 6.1 焊接電流、電弧電壓與焊接速度 焊接電流、電弧電壓與焊接速度三個(gè)參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，對(duì)焊縫成型，焊接缺陷影響很大，但對(duì)焊接接頭拉伸強(qiáng)度與彎曲性能影響不大。焊接線能量改變將會(huì)影響接頭的沖擊韌性。 6.2 焊透 焊接接頭焊透是壓力容器設(shè)計(jì)的基本要求。未焊透是指焊接時(shí)接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象。產(chǎn)生未焊透的原因有焊工操作技能與焊接工藝等方面的問(wèn)題。 6.3 單面焊雙面成形 如果是單面焊雙面成形，則要按國(guó)標(biāo)GB150有關(guān)規(guī)定，對(duì)焊縫成形的所有要求，應(yīng)全部用

25、來(lái)要求焊縫背面。 對(duì)于單面焊的對(duì)接接頭經(jīng)外觀檢查或無(wú)損檢測(cè)證明，已經(jīng)全焊透則可以認(rèn)為是相當(dāng)于雙面焊的全焊透的對(duì)接接頭。,A,52,二 壓力容器制造-焊接,7. 熱處理 金屬材料的性能不僅與其化學(xué)成分、金相組織有關(guān)，而且與熱處理狀態(tài)緊密相關(guān)，熱處理是改善金屬材料或其制品性能的重要工序，依不同的目的將材料或其制品加熱到規(guī)定的溫度、保溫、隨后以不同方法冷卻，改變其金相組織以獲得所要求的性能。 7.1 焊后熱處理 7.1.1 目的: a.廣義講焊后能改變焊接接頭的組織和性能，或降低殘余應(yīng)力 的熱過(guò)程。 b.在壓力容器制造行業(yè)中，指為改善焊接接頭的組織和性能，消除焊接殘余應(yīng)力等影響，將焊接接頭極其臨近局

26、部在金屬相變點(diǎn)以下均勻加熱到足夠高的溫度，并保持一定的時(shí)間，然后緩慢冷卻的過(guò)程。 包括：焊后消除應(yīng)力熱處理、拼焊板熱沖壓封頭、筒節(jié)熱校園等。,A,53,二 壓力容器制造-焊接,7.1.2 焊接應(yīng)力的產(chǎn)生、特點(diǎn)及危害 a.原因 熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力構(gòu)成了焊接應(yīng)力，焊接應(yīng)力是因焊縫區(qū)與周邊 部位變形不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的。 b. 特點(diǎn) 焊接應(yīng)力的量值可能很大，接近、達(dá)到甚至超過(guò)材料的屈服極限。 焊接應(yīng)力屬于二次應(yīng)力，具有“自限性”。 焊接應(yīng)力屬于內(nèi)應(yīng)力。 c.危害 過(guò)大的焊接應(yīng)力會(huì)加速已有缺陷的擴(kuò)展、新缺陷的萌生以及造成 容器應(yīng)力狀態(tài)紊亂。過(guò)大的焊接殘余應(yīng)力的存在還會(huì)造成應(yīng)力腐 蝕開(kāi)裂,A,54,二 壓力容器

27、制造-焊接,焊接應(yīng)力由于量值較大且焊妥后一直存在，只要置于適宜的腐蝕環(huán)境，則不論容器使用與否，甚至在放置中都會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，多數(shù)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂位于焊接接頭就是事實(shí)。 7.1.3 需進(jìn)行焊后熱處理的條件 a. 通用條件 GB150等標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)材質(zhì)、鋼材厚度、預(yù)熱溫度設(shè)定壓力容器需焊 后熱處理的條件。 b. 特殊條件 圖樣注明有應(yīng)力腐蝕的容器，圖樣注明盛裝毒性為極度或高度危害介質(zhì)的容器。 c. 對(duì)于奧氏體不銹鋼制容器的焊后熱處理 GB150等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：除圖樣另有規(guī)定，奧氏體不銹鋼的焊接接頭 可不進(jìn)行熱處理。,A,55,二 壓力容器制造-焊接,7.1.4 焊后熱處理的方法 a.爐內(nèi)整體熱處理 b.分

28、段爐內(nèi)熱處理 c.局部熱處理 d.現(xiàn)場(chǎng)熱處理 7.1.5 焊后熱處理工藝與操作 焊后熱處理工藝參數(shù)： 保溫溫度、保溫時(shí)間、升溫速度、冷卻速度 7.2 恢復(fù)材料力學(xué)性能熱處理 7.2.1 加工硬化產(chǎn)生的原因及危害 原因：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(zhǎng)、破碎及纖維化，因而金屬材料的強(qiáng)度與硬度升高而塑性與韌性下降，稱之為加工硬化。,A,56,二 壓力容器制造-焊接,危害：不僅給后續(xù)加工造成不便，主要是由于金屬材料塑性與韌性的 降低，會(huì)影響容器產(chǎn)品的質(zhì)量與運(yùn)行安全。 冷塑性變形會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。（宏觀內(nèi)應(yīng)力、微觀內(nèi)應(yīng)力） 7.2.2 需恢復(fù)力學(xué)性能熱處理的條件

29、目的：在于恢復(fù)因加工硬化而降低的塑性、韌性，保證壓力容器的質(zhì)量與安全。 7.2.3 冷成形封頭的熱處理 封頭成形的變形量遠(yuǎn)大于筒體。 GB150等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，冷成形的封頭應(yīng)進(jìn)行熱處理。 恢復(fù)力學(xué)性能熱處理，可采取消除應(yīng)力退火，正火加回火，正火。 7.3 消氫處理 氫進(jìn)入金屬后將對(duì)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。,A,57,二 壓力容器制造-焊接,金屬中氫產(chǎn)生的原因： a.在設(shè)備制造工藝過(guò)程中吸收的，如焊接時(shí)氫熔融在液態(tài)金屬中，冷卻 后即保留在焊縫中。 b.材料長(zhǎng)期在高溫臨氫環(huán)境下使用，氫逐漸被金屬吸收。 由于氫導(dǎo)致焊接接頭的開(kāi)裂

30、，往往是在幾小時(shí)至幾天內(nèi)發(fā)生，故 稱為延遲裂紋。 只要焊后及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理，即可消除過(guò)大的焊接應(yīng)力，也可使 焊接接頭中的擴(kuò)散氫逸出。 7.4 改善材料力學(xué)性能熱處理 通過(guò)熱處理可以改變金屬材料的力學(xué)性能，以滿足設(shè)計(jì)的不同要求，如對(duì)鋼材進(jìn)行退火、正火、正火加回火、淬火加回火（調(diào)質(zhì)）處理等。,A,58,二 壓力容器制造-焊接,常用鋼號(hào)推薦的焊后熱處理保溫溫度和保溫時(shí)間,A,59,二 壓力容器制造-焊接,8. 壓力容器焊接檢驗(yàn) 8.1 焊接質(zhì)量的主要問(wèn)題 a.焊件尺寸不符合要求，如焊件尺寸長(zhǎng)度縮短，焊件平面度達(dá)不到要求。 b.焊縫尺寸和形狀不符合圖樣、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求。 c.焊接接頭中的工藝缺陷，分

31、為表面缺陷與內(nèi)部缺陷。 表面缺陷：表面裂紋、氣孔、咬邊等。 內(nèi)部缺陷：焊縫及熱影響區(qū)的裂紋，焊縫中的氣孔、夾渣、未熔合、未焊透等。 d.焊接接頭的使用性能或焊縫化學(xué)不符合要求 8.2 焊接檢驗(yàn)特點(diǎn) a.注重焊前檢驗(yàn)：如木材、焊材檢驗(yàn)、設(shè)備、儀表、坡口、接頭裝配及清理檢驗(yàn) b.焊工需經(jīng)考試合格，焊接工藝應(yīng)經(jīng)評(píng)定合格,A,60,二 壓力容器制造-焊接,c.加強(qiáng)施工監(jiān)督，強(qiáng)化過(guò)程檢查，在焊接過(guò)程中保證焊接質(zhì)量。 d.確保焊后內(nèi)外檢查，破壞與非破壞檢查，局部與整體試驗(yàn)，施焊記錄、試驗(yàn)圖表、曲線，也應(yīng)受到檢驗(yàn)與監(jiān)督。 8.3焊接缺陷及危害 a.焊接缺陷有：裂紋、夾渣、氣孔、白點(diǎn)、未焊透、未熔合、咬邊、凹

32、坑、焊瘤和下塌。 b.焊接缺陷危害：減少焊縫截面積、增加焊縫截面積 8.4焊接檢驗(yàn)的主要方面 a.焊前 b.施焊過(guò)程中 c.焊后,A,61,二 壓力容器制造-焊接,9.容器建造標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接的有關(guān)要求 焊接試板接頭的力學(xué)性能、焊接接頭的外觀與形狀尺寸偏差、焊接缺陷。 9.1 產(chǎn)品焊接試板 9.1.1 關(guān)于按每臺(tái)容器制備產(chǎn)品焊接試板的條件 a.與容器的設(shè)計(jì)溫度有關(guān) b.與材質(zhì)的強(qiáng)度級(jí)別及合金元素的含量有關(guān)。 c.與容器內(nèi)盛裝介質(zhì)的毒性程度有關(guān)。 9.1.2 關(guān)于制備產(chǎn)品試板的要求 制備產(chǎn)品焊接試板的主要要求是試板對(duì)產(chǎn)品焊接接頭的代表性，應(yīng)力求真實(shí)、可信。 9.1.3 產(chǎn)品焊接試板力學(xué)性能的檢驗(yàn)與評(píng)定

33、 產(chǎn)品焊接試板力學(xué)性能試樣的截取、檢驗(yàn)與評(píng)定均按照J(rèn)B4744 -2000鋼 制壓力容器產(chǎn)品焊接試板的力學(xué)性能檢驗(yàn)進(jìn)行。,A,62,二 壓力容器制造-焊接,下面三個(gè)問(wèn)題需要注意： a.力學(xué)性能試樣包括拉伸、彎曲與沖擊三種。 b.試板的焊縫應(yīng)進(jìn)行外觀檢查和無(wú)損檢測(cè)，并要求在合格部位截取試樣。 c.JB4744中所示的試板尺寸是參照性的。 9.2 余高,A,63,二 壓力容器制造-焊接,9.2.1 余高的作用 壓力容器的焊接多為多道焊，后道的焊道相當(dāng)于對(duì)前一焊道起到保溫、緩冷與正火的作用，對(duì)消除前一焊道的焊接殘余應(yīng)力、細(xì)化晶粒是有益的。余高相當(dāng)于對(duì)最外一層強(qiáng)度焊道起到了保溫、緩冷與正火的作用，因此

34、是有用的，是焊接工藝的需要。 9.2.2 余高的危害 余高的存在破壞了焊縫表面幾何形狀的連續(xù)性，會(huì)因外形突變產(chǎn)生附加彎矩，造成較高的局部應(yīng)力，這些因焊接缺陷產(chǎn)生的裂紋源，將在局部應(yīng)力作用下加速擴(kuò)展直至斷裂。 9.2.2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)余高的要求 國(guó)內(nèi)、外標(biāo)準(zhǔn)（如JB4732）均規(guī)定，凡需疲勞分析設(shè)計(jì)的容器均應(yīng)將余高去除，使焊縫表面與母材表面保持齊平一致。 對(duì)無(wú)需疲勞分析設(shè)計(jì)的容器，國(guó)內(nèi)、外絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)均允許一定量的余高存在。 9.3 咬邊 咬邊是焊接缺陷之一，施焊時(shí)焊條（或焊絲）碰到母材將母材熔掉一塊，即產(chǎn)生了咬邊。,A,64,二 壓力容器制造-焊接,9.3.1 咬邊的危害 a. 咬邊造成微小區(qū)域的形

35、狀突變，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。 b. 咬邊是“開(kāi)口”缺陷，尤其是位于容器內(nèi)表面的咬邊將直接與介質(zhì)接觸，介質(zhì)在壓力作用下會(huì)進(jìn)入咬邊內(nèi)部，形成不流動(dòng)的介質(zhì) “死區(qū)”，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中“死區(qū)”的介質(zhì)會(huì)逐漸濃縮，促發(fā)局部腐蝕。 c.咬邊在滲入其內(nèi)部介質(zhì)壓力的作用下擴(kuò)展，甚至誘發(fā)裂紋。 9.3.2 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)咬邊的要求 GB150等標(biāo)準(zhǔn)對(duì)咬邊的要求分為兩種情況 a.不得有咬邊（兩種含義：小心施焊，最好不產(chǎn)生咬邊；如產(chǎn) 生咬邊則用砂輪修磨等方法將其去除。 以下幾種情況不允許有咬邊：低溫壓力容器；用標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度下限Rm540Mpa鋼材及Cr-Mo低合金鋼容器。；采用不銹鋼材制造的容器：焊接接頭系數(shù)取為1的容器。 b.允許存在一定量的咬邊。（深度、連續(xù)長(zhǎng)度、總長(zhǎng)度）,三、常用材料的焊接工藝,A,65,三 常用材料的焊接工藝,1.低合金低溫用鋼的焊接 1.1 焊接性 對(duì)低溫鋼焊接接頭的評(píng)定中最重要的是必須保證焊接接頭在使用溫度下具有足夠的沖擊韌性和抗脆斷能力，確保結(jié)構(gòu)的使用安全。 正確選擇焊接材料、制定優(yōu)化的焊接工藝，確保焊接接頭焊縫金屬和熱影響區(qū)的低溫韌性是低溫用剛焊接時(shí)的技術(shù)關(guān)鍵。 1.2 焊接工藝要點(diǎn) a.焊接方法及熱輸入的選擇 b