鋼制壓力容器焊接與熱處理.doc

鋼制壓力容器焊接與熱處理鋼制壓力容器制造中，焊接技術(shù)是極為關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，文章綜合理論與實(shí)際兩大方面，對(duì)鋼制壓力容器（尤其是不銹鋼復(fù)合鋼板制壓力容器）設(shè)計(jì)中的焊接工藝及熱處理工藝展開(kāi)了詳細(xì)論述，強(qiáng)調(diào)了焊接質(zhì)量的重要性，對(duì)鋼制壓力容器的設(shè)計(jì)與制造，都有一定的指導(dǎo)意義。焊接，是涉及、生產(chǎn)及安裝壓力容器中非常重要的一項(xiàng)技術(shù)，設(shè)計(jì)時(shí)焊接接頭的正確選用及制造中焊接質(zhì)量的優(yōu)劣，都會(huì)對(duì)壓力容器的工作及使用壽命產(chǎn)生決定性影響，甚至還可能會(huì)危及人類的生命、財(cái)產(chǎn)安全。從這點(diǎn)來(lái)看，壓力容器的焊接質(zhì)量，既是個(gè)安全性問(wèn)題，同時(shí)也是個(gè)經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。1.不銹復(fù)合鋼板焊接工藝通過(guò)翻閱與焊接相關(guān)的資料，以及開(kāi)展焊接性試驗(yàn)，根據(jù)NB/T47015-2011壓力容器焊接規(guī)程，SH/T3527-2009石油化工不銹復(fù)合鋼板焊接規(guī)程，GB/T13148-2008不銹鋼復(fù)合鋼板焊接技術(shù)要求等標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，接焊縫焊后RT探傷、晶間腐蝕試驗(yàn)及力學(xué)性能試驗(yàn)等項(xiàng)目都應(yīng)嚴(yán)格符合標(biāo)準(zhǔn)及需求。焊接工藝最終的評(píng)定結(jié)果將被作為制定產(chǎn)品施焊工藝的重要依據(jù)。1.1.焊接方法不銹復(fù)合鋼板已有多種較為成熟的焊接方法，大體可分為焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、埋弧焊等。有些換熱器的管箱與浮頭蓋都是復(fù)合材料，沒(méi)有很大的焊接空間，直焊縫不長(zhǎng)，可進(jìn)行雙面焊，對(duì)于這類換熱器產(chǎn)品，采用焊條電弧焊方法更為合適，這樣不僅能提升焊接質(zhì)量，同時(shí)還可壓縮成本，其操作較為靈活，幾乎不受工件形狀與焊接位置的影響。1.2.焊接材料的選擇焊材的選擇，應(yīng)根據(jù)基層等強(qiáng)度和復(fù)層保證耐蝕性等原則進(jìn)行。1.3.焊接設(shè)備與環(huán)境通?？蛇x擇直流焊機(jī)，基層、復(fù)層及過(guò)渡層這3種焊縫均可選擇焊條電弧焊。所采用的鋼絲刷、扁鏟等工具都，都應(yīng)是不銹鋼材料。焊接應(yīng)在0以上的環(huán)境下進(jìn)行，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)還應(yīng)采取必要的防風(fēng)措施。1.4.焊接坡口與接頭組對(duì)1.4.1.坡口選用坡口形式時(shí)，應(yīng)充分考慮焊接渡層的特點(diǎn)，焊接順序應(yīng)依次為焊基層、渡層到復(fù)層，要盡可能不對(duì)復(fù)層進(jìn)行焊接或進(jìn)行少量焊接，同時(shí)還應(yīng)避免復(fù)層焊縫被多次受熱，從而逐步增強(qiáng)復(fù)層焊縫的耐腐蝕性能，該坡口形式還能有效降低設(shè)備內(nèi)部的鏟磨工作量。1.4.2.組對(duì)焊件組對(duì)時(shí)，應(yīng)以復(fù)層為參考對(duì)齊，復(fù)層錯(cuò)邊量過(guò)大，會(huì)降低復(fù)層焊縫的質(zhì)量，為此我們應(yīng)將錯(cuò)邊量控制在0.5mm范圍內(nèi)。1.4.3.定位焊對(duì)接焊時(shí)，只可在基層使用E5015焊條來(lái)點(diǎn)焊。點(diǎn)焊工裝夾具也只可焊在基層的某一側(cè)，且材質(zhì)要和基層一致，然而使用E5015焊條進(jìn)行焊接。去除工裝時(shí)，應(yīng)避免基層金屬破損，同時(shí)焊接處還應(yīng)進(jìn)行打磨，使之保持光滑。1.4.4.焊接工藝參數(shù)不銹復(fù)合鋼板焊接工藝如下表。電流極性都是直流反接。鋼制壓力容器焊后熱處理2.1.鋼制壓力容器焊后熱處理的條件2.1.1.高壓容器、儲(chǔ)存容器、中壓反應(yīng)容器以及移動(dòng)式壓力容器等，都應(yīng)進(jìn)行爐內(nèi)整體熱處理。其他壓力容器可直接進(jìn)行整體熱處理。大型壓力容器，可選擇分段熱處理，其重疊熱處理部分長(zhǎng)度應(yīng)大于1500mm。爐外部分還必須采取相應(yīng)的保溫措施。2.1.2.環(huán)向焊接接頭、筒體、接管或封頭經(jīng)過(guò)修補(bǔ)后，可選擇局部熱處理。局部熱處理的焊縫應(yīng)包含整條焊縫。焊縫每側(cè)加熱寬度應(yīng)超過(guò)母材厚度的兩倍，焊接接管和殼體時(shí)，加熱寬度應(yīng)大于兩者厚度的六倍。如果殼體靠近加熱部位，還必須采取相應(yīng)的保溫措施，避免產(chǎn)生過(guò)大的溫度差。2.2.焊后熱處理方法2.2.1.整體熱處理整體熱處理通常會(huì)采用燒嘴加熱，有時(shí)也會(huì)采用電加熱方式，通常在直徑與容積不大的壓力容器現(xiàn)場(chǎng)返修后的熱處理中應(yīng)用較多。運(yùn)用燒嘴加熱時(shí)，通常在容器的開(kāi)口處會(huì)放置1個(gè)或多個(gè)燃油、燃?xì)鉄?，通過(guò)強(qiáng)制對(duì)流來(lái)對(duì)容器殼體進(jìn)行均勻加熱。容器外表面還會(huì)鋪設(shè)一層保溫層，其目的是為了避免熱擴(kuò)散，使殼體能夠升溫、加熱溫度能保持均勻以及維護(hù)施工安全等。國(guó)外則更常采用高速燃?xì)鉄欤淙剂贤ǔＪ且夯蜌饣蛘叱鞘忻簹狻?.2.2.局部熱處理局部熱處理對(duì)大型壓力容器等更為適用，這些容器通常無(wú)法進(jìn)行整體加熱或在運(yùn)輸方面存在較大限制，而不得不使用現(xiàn)場(chǎng)安裝的筒體、管道或進(jìn)行焊接環(huán)縫，或是對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行局部修補(bǔ)等。局部加熱一般都會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力，為避免該種熱應(yīng)力產(chǎn)生不利影響，我們通常會(huì)對(duì)壓力容器筒體、接管的整體焊接區(qū)及其周邊環(huán)形帶展開(kāi)焊后熱處理，具體的操作規(guī)范可參考國(guó)內(nèi)壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)。局部熱處理也有多種加熱方法，國(guó)內(nèi)外較常選擇電加熱方式，這是由于電加熱更容易控制，施工起來(lái)也更為簡(jiǎn)單。2.3.不銹鋼復(fù)合鋼板焊后熱處理焊后熱處理按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行。焊接殘余應(yīng)力，推薦采用機(jī)械方法去除。當(dāng)采用熱處理的方法消除焊接殘余應(yīng)力時(shí)，推薦在過(guò)渡層焊接之前進(jìn)行。當(dāng)復(fù)材不銹鋼有晶間腐蝕傾向檢驗(yàn)要求時(shí)，熱處理溫度不超過(guò)其敏化溫度。例如：復(fù)合板基層Q345R厚度40mm，根據(jù)GB150標(biāo)準(zhǔn)需做焊后熱處理。根據(jù)HG20584-2011表6-1，熱處理溫度可選用550。保溫時(shí)間按總厚度計(jì)算。對(duì)復(fù)層304材料耐晶間腐蝕性能影響不大。目前涉及制造的多臺(tái)設(shè)備基層厚度100mm，材料為SA516Gr.70+304或316L復(fù)合鋼板的容器，由于較厚，熱處理溫度選用600，復(fù)層接頭都能通過(guò)晶間腐蝕試驗(yàn)（試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T4334.5-2000）?？傊?，壓力容器屬于一種典型的焊接成型設(shè)備，焊接作為其最為主要的制造方法，焊接質(zhì)量與整個(gè)