容器的焊接結(jié)構(gòu)

1、第十 章壓力容器中的焊接結(jié)構(gòu)在以前各章，結(jié)合容器的受力分析討論了容器及其受壓元件的結(jié)構(gòu)。對于多數(shù)鋼制容器和化工設(shè)備說，無論容器本體還是受壓元件都離不開焊接，因此焊接是容器制主要工序之一，焊縫的質(zhì)量又是整個容器安全性的關(guān)鍵。如何保證焊縫的質(zhì)量？焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計、焊接工藝、焊縫的無損探傷、壓力試驗，焊接接頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計是壓力容器設(shè)計的重要內(nèi)容。第一節(jié) 焊接接頭及其分類一、焊接接頭在壓力容器和設(shè)備中，焊縫幾乎遍及容器的各個部位，焊縫不僅將容器主體或各部件連接成一個整體，而且它們和主體材料一起共同承載載荷。焊接接頭的結(jié)構(gòu)包含三項要素：接頭形式、坡口形式、焊接形式。1.接頭形式 (1) 對接接頭接頭形式

2、描述的是焊接接頭中兩個互相連接零件的相對位置關(guān)系。將兩個被焊接件（如兩塊鋼板或一塊鋼板的兩個端面(如卷成圓筒以后)對在一起焊接稱為對接接頭。（2） 角接接頭和T形接頭將兩塊鋼板互成一定角度（角接接頭）或直角連接在一起的焊接接頭（T形接頭角接接頭或T形接頭一般要盡量避免，但有時又難以避免，如接口管與殼體的連接，夾套與體的連接，接管與平焊法蘭的連接、以及某些封頭(無折邊球形、平板形)與筒體的連接。（3）搭接接頭下表給出了常見的十種好縫結(jié)構(gòu)及它仍的名稱。2.坡口形式為便于焊接、保證焊接質(zhì)量，在施焊前一般將鋼板接頭處（接頭的熔化面）加工成各種指定形狀，稱為好縫坡口。圖142是坡口的5種基本形式?；蛴苫?/p>

3、本形式組合的各種組合形坡口。還有特殊形式的坡口。(1) 坡口的5種基本形式I形坡口，V形坡口，單邊V形坡口，U形坡口，J形坡口.(2) 組合形坡口Y形坡口帶鈍邊的U形坡口雙Y形坡口(X形坡口)雙U形坡口坡口形式主要根據(jù)被焊鋼扳的厚度、焊后應(yīng)力、變形的大小、坡口加工的難易、焊條耗量的多少以及焊接工藝答因素來考慮。薄板焊接可以不開按口，厚板焊接時為了保證焊透應(yīng)開坡口。坡口主要開在一面的有V型（Y形型）和U型，前者焊條耗量多，焊后收縮變形量大，但坡口加工較易。所以薄板用V型，厚扳用U型。不論V型或U型坡口，在底部均留一鈍邊，高約2mm圓，鈍邊的作用是為了托住熔化了的鋼水。根據(jù)鋼板的厚度和焊條直徑整條

4、焊縫往往要經(jīng)多道焊接逐漸填滿。為保證焊透，正面焊完以后，可從背面再焊一道封底。背面無法施焊時，可在背面加一墊板校，以便更有效地托住正面焊接時的鋼水，保證焊透。當鋼板較厚或為了減小焊后變形和應(yīng)力，可采用正反兩面對稱的X型或雙U型坡口型坡口，從兩面施焓。這種坡口結(jié)構(gòu)得到的焊縫員量最好，而且焊條耗量少。從力學(xué)角度看，對接接頭受力時產(chǎn)生的應(yīng)力集中較小。在保謹焊透和焊縫內(nèi)部沒有其他缺陷條件下，只是在焊縫金屬高出出鋼板表面時(下圖)，才會在基本金屬和焊縫金屬的過渡處(稱為焊趾)出現(xiàn)應(yīng)力集中，應(yīng)力集中的程度與焊縫的余高e有關(guān)，e值越大，應(yīng)力集中越嚴重。所以e值應(yīng)加以限制，一般不允許超心3mm。如果在焊接以后

5、把焊縫磨平，那么焊縫所在截面的應(yīng)力分布將和基本金屬一樣，沒有應(yīng)力集中現(xiàn)象發(fā)生。3.焊縫形式(1)對接接頭（2）角接接頭和T形接頭這兩種接頭所采用的焊縫有角焊縫、對接焊縫、對接和角接的組合焊縫三種。當接頭不開坡口、焊縫金屬只與兩塊被連接件的側(cè)面熔合時，焊縫截面呈現(xiàn)直角三角形時為角焊縫。當接頭開有坡口、焊縫金屬將被焊接件的端面熔合(即焊透)、或雖末開坡口，但也能焊透的焊縫稱作為對接焊縫。當聯(lián)合來上述兩種焊時則稱組合焊縫。角焊縫的應(yīng)力分布不好，在焊縫的跟部與趾部都有較大的應(yīng)力集中，在壓力容器的主要受壓件上是禁止使用的，一般應(yīng)開坡口，盡量采用對接或組合焊縫。第二節(jié) 壓力容器焊接接頭分類鋼制壓力容器GB

6、l50-89將按焊接接頭在壓力容器上的位置將壓力容器焊接接頭分A、B、C、D四類，1、A類焊接接頭這類焊接接頭的特點是對接接頭、對接焊縫，從宏觀它看它承受著受壓元件中的最大薄膜應(yīng)力（如，）因而在以薄膜應(yīng)力為基礎(chǔ)的強度計算中，焊接接頭系數(shù)是根據(jù)這類接頭確定的，對這類焊縫可進行超聲波或射線探傷。屬于A類焊接接頭的有： 圓徑形成圓錐形殼體的縱向焊接接頭；凸形封頭的拼接焊接接頭； 半球形封頭與筒體連接的環(huán)向焊接接頭； 用整鍛件補強時，嵌入式接管與簡體連接的焊接接頭。2、B類焊接接頭這類焊接接頭也是對接接頭、對接焊縫，從宏觀上看它承受的是經(jīng)向（軸向）薄膜應(yīng)力，當容器上沒有A類焊接接頭時（譬如用無縫鋼管制

7、作筒體），強度計算中的焊接接頭系數(shù)才根據(jù)這類焊接接頭的結(jié)構(gòu)與探傷比例確定。對這類焊接接頭也可進行超聲波或射線探傷。屬于B類焊接接頭的有：筒節(jié)與筒節(jié)之間，筒節(jié)與橢圓形封頭、碟形封頭、錐形封頭以及乙型法蘭、長頸法蘭之間的環(huán)向焊接接頭；錐形封頭小端與接管連接的環(huán)向焊接接頭；長頸法蘭與接管連接的環(huán)向焊接接頭。3、C類焊接接頭平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭；甲型法蘭與殼體，平焊法蘭與接管連接的接頭；內(nèi)封頭與圓筒的搭接接頭以及多層包扎容器層板層縱向焊接接頭均屬于C類焊接接頭.4、D類焊接接頭接管、人孔、凸緣、補強圈等與殼體連接的焊接接頭（除已規(guī)定為A、B類焊接接頭）第三節(jié)焊縫的檢驗驗收一臺新制成的設(shè)備時，對焊縫的檢驗是設(shè)備驗收的非常重要的內(nèi)容之一，下面簡單介紹下焊縫可能產(chǎn)生的缺陷和對焊縫檢驗的要求要點。一、焊接接頭缺陷1焊縫的外部缺陷主要有：(1) 焊縫截面不豐滿或余高過高。(2) 焊縫滿溢(3) 咬邊(4) 表面氣孔和裂紋。焊縫的外觀檢查一般是通過