压力容器焊接工艺20页word

压力容器焊接工艺

（一）、焊前预热

正式施焊前应检查焊接装配是否符合规定。图纸及工艺文件要求工件预热时，应对工件进行预热。预热温度由工艺评定确定或参照NB/T47015-2011执行。预热在坡口两侧均匀进行。一般宽度每侧不得小于100mm，严防局部过热。

（二）、焊后热处理

1、作用：保证装备的质量、提高装备的安全可靠性、延长装备寿命。 2、目的：松弛焊接残余应力、稳定结构形状和尺寸、改善母材、焊接接头和结构件的性能（① 软化焊接热影响区 、② 提高焊缝的延性、③ 提高断裂韧性、④ 有害气体扩散和逸出、⑤ 提高蠕变性能、耐腐蚀性能、抗疲劳性能等）

3、规范

加热温度：最主要的工艺参数，相变温度以下，低于调质钢的回火温度30-40℃，同时避开钢材产生再热裂纹的敏感温度。

保温时间：工件厚度选取焊件保温期间，加热区内最高与最低温差不大于65℃

升温速度：焊件温度均匀上升，厚件和形状复杂构件应注意缓慢升温。升温速度慢使生产周期加长，有时也会影响焊接接头性能。

冷却速度：过快造成内应力过大，甚至产生裂纹 进、出炉温度：过高与加热、冷却速度过快结果类似

4、方法-炉内热处理

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加热燃料：工业煤气、天然气、液化气、柴油 整体热处理：条件允许的情况下优先采用

优点是被处理的焊接构件、容器温度均匀，比较容易控制，消除残余应力和改善焊接接头性能较为有效，并且热损失少。需要有较大的加热炉，投资较大。

分段加热处理：体积较大，不能整体进炉时，局部区域不宜加热处理 重复加热长度应不小于1500mm。炉内部分的操作应符合焊后热处理规范，炉外部分应采取保温措施，使温度梯度不致影响材料的组织和性能 。

5、方法-炉外热处理

被处理的装备过大，或因各种原因不能进行炉内热处理时，只能在炉外进行热处理

加热方法：工频感应加热法、电阻加热法、红外线加热法、内部燃烧加热法

整体焊后热处理：不能进入加热炉的大型装备，在安装现场组焊后，将其整体加热、保温而进行的热处理

局部焊后热处理：对装备的局部，如焊接区域、修补焊接区域或易产生较大应力、变形的部位进行局部加热

6、炉外整体焊后热处理注意问题

① 由于把底座上面的装备整体加热，考虑到热胀冷缩产生的变形和热应力，必须防止对本体结构、支撑结构、底座等产生不利影响

② 由于对大型装备进行加热，采用的热源，均匀加热所需的循环、搅拌装置以及炉外产生的热量等问题都应特别注意其安全保护措施

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③ 为提高热效率和保证温度均匀，对大型装备必须有良好的隔热保温措施

④ 整体炉外焊后热处理与整体炉内焊后热处理相比较，要做到均匀加热比较困难，为确认整个装备的加热工艺情况是否达到工艺要求，应注意有足够数量且正确配置的温度检测设备，以保证热处理效果

7、炉外局部焊后热处理注意问题

① 局部加热由于温度的分布不均匀、温度梯度较大而容易产生较大的热应力，为了尽量减少这种热应力造成的不利影响，加热的范围可以考虑尽量对称

② 容器环焊缝的加热带宽度应至少包括焊缝边缘两侧各3倍壁厚的宽度，管子对接焊者为2倍

③ 尽量减少加热区与非加热区域之间的温度梯度差，温度梯度过大时，可能产生残余应力和变形。加热温度不宜过高，适当放慢加热速度和冷却速度。纵焊缝或复杂部件的焊缝宜在容器组焊前进行整体热处理

④ 保温期间应控制加热带中央相当其一半宽度的范围内的温度达到规定的保温温度和允许的温度偏差。同时，在加热带边缘测得的温度应不低于保温温度的1/20为此，应在加热带外和/或焊缝内侧设置足够宽度的保温带，以防止有害的温度梯度。保温带的宽度应为加热带宽度的1倍以上

⑤ 采用热电偶测温时，安排好热电偶安装的位置、数量以及与被测表面接触良好，是保证焊后热处理效果的重要条件

7、条件-容器及受压元件

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符合下列条件之一者，应进行焊后热处理

钢材厚度符合以下条件者应进行焊后热处理。碳素钢、07MnCrMoVR厚度大于32mm（如焊前预热100℃以上时，厚度大于38mm)；16MnR及16Mn厚度大于30mm（如焊前预热100 ℃以上时，厚度大于34mm)；15MnVR及15MnV厚度大于28mm（如焊前预热100 ℃以上时，厚度大于32mm )；任意厚度的15MnVNR, 18MnMoNbR,13MnNiMoNbR、15CrMoR、14CrIMoR、12Cr2MoIR、24MnMo、20MnMoNb、15CrMo、12Cr1MoV、12Cr2Mol和1Cr5Mo

图样注明盛装毒性为极度或高度危害介质的容器

图样注明有应力腐蚀的容器，如盛装液化气、液氨等容器。

（三）、焊接材料选用

应根据母材的化学成分，力学性能，焊接性能结合压力容器的结构特点和使用条件综合考虑选用焊接材料，必要时通过实验确定。

焊缝金属的性能应高于或等于相应母材标准规定值的下限或满足图样规定的技术要求。

相同钢号相焊的焊缝金属：

① 碳素钢、碳锰低合金钢的焊缝保证力学性能，控制抗拉强度上限 ② 铬钼低合金钢的焊缝保证化学成分和力学性能，控制抗拉强度上限

③ 低温用低合金钢的焊缝保证力学性能，特别保证夏比低温冲击韧性

④ 高合金钢的焊缝应保证力学性能和耐腐蚀性能

⑤ 不锈钢复合钢板基层的焊缝保证力学性能，控制抗拉强度的上限；

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复层焊缝保证耐腐蚀性能，当有力学性能要求时还应保证力学性能。

不同钢号相焊的焊缝金属：

①碳素钢、低合金钢之间的焊缝金属保证力学性能。推荐采用与强度级别较低的母材相匹配的焊接材料

② 碳素钢、低合金钢与奥氏体高合金钢之间的焊缝应保证抗裂性能和力学性能。推荐采用铬镍含量较奥氏体高合金钢母材高的焊接材料

③ 焊接材料须有产品质量证明书，符合相应标准的规定，满足图样技术要求，进厂时按规定验收或复验，合格后方准使用

常用焊接材料的选用原则： 碳素钢 —— 等机械性能 不锈钢 —— 等化学成分

Cr、Mo耐热钢 —— 等机械性能+等化学成分

（四）、常用焊接方法及其焊接工艺

一、手工电弧焊焊接工艺 1、基本原理

手工电弧焊是利用电弧放电(俗称屯弧燃烧)所产生的热量，将焊条与工件熔化，冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的过程。在工件与焊条两极之间的气体介质中持续强烈的放电现象称为电弧。

2、设备

(1)焊机：孤焊变压器(交流电焊机)、弧焊发电机(直流电焊机)、弧焊整流器。选择弧焊设备首先要考虑的是焊条涂层(药皮)类型和被焊接头、装备的重要性。

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