压力容器

厚壁压力容器环缝焊接方法的选择分析威尔

发布时间:2024/10/16 11:35:23   
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厚壁压力容器的壳体通常采用碳钢或低合金钢板卷制成形,并通过环缝组焊而成。其典型的结构示于下图。按工厂的生产要求,准备投产的压力容器规格:公称直径范围~m,壁厚40~mm,最大重量t。产品图样原设计的环缝坡口形状和尺寸如图1所示。对焊接接头的质量要求:碳钢压力容器环缝焊后,需经%射线照明检查。焊接接头经消除应力处理后,力学性能不低于母材标准规定的下限值低合金钢压力容器环缝焊后需经%射线照相检查+25%超声波检查。焊接接头经焊后热处理的常温、高温或低温力学性能,不低于相应制造规程的要求,或不低于母材标准规定的下限值。按工厂月生产计划,每月需完成5台厚壁压力容器,焊缝平均壁厚为mm,总长度约m,每条环缝平均长约4.0m,焊接工时(包括辅助时间)为16h,每月需完成总的焊接工时为0。按工厂原设计,焊接车间装备一台平台式焊接操作机,配备最大输出电流为0A的单丝埋弧焊机,每天二班制的有效工时为12h,按每月法定工作日22天计算每月可完成的总有效工时为h。上列初步估算表明,工厂原设计焊接生产能力,仅为计划生产任务所需能力的1/3。因此为完成工厂生产纲领所规定的计划任务,必须重新选择效率更高的焊接工艺方法。对于原设计图样规定的标准宽坡口环缝(见图1),提高焊接效率最直接的措施是采用熔敷率更高的焊接工艺方法,如双丝串列电弧埋弧焊,或多丝埋弧焊等。但这些焊接方法由于焊接热输入量较大,不适于公称直径0mm以下的环焊缝,以及某些低合金高强度钢和耐热钢。通过进一步的分析可以认为,采用先进的窄间隙埋弧焊技术,是一种最佳的选择。将厚壁容器环缝改用宽20mm的窄间隙坡口,并采取每层双道的焊接工艺方案,不仅大大缩短了焊接周期,节约了大量焊接材料而且由于焊接热输入量可控,确保了接头的性能和质量符合压力容器制造规程的技术要求将原设计的标准型单丝埋弧焊机,改装成窄间隙埋弧焊机,据初步估算约增加设备投资费用近1倍。经过详细的经济核算,可以认定,由于下列各项生产成本的降低,该设备投资费用可在两年内即可回收1)焊接材料消耗量平均可节约1/2。2)焊接生产周期缩短一半,基本满足原生产要求的计划进度。3)焊接壁厚大于80mm的低合金钢压力容器筒体环缝时,由于焊缝截面减小,焊后残余应力降低,焊缝金属内扩散氢总含量减少,焊后不作消氢处理,只作低温后热,即可防止氢致裂纹的形成,故可节省燃气消耗量约30%4)由于厚壁焊缝改成窄间隙焊埋弧焊,焊接道数减少1/2~2/3,焊缝产生缺陷的机率降低,焊缝无损检测的合格率可从原有96%,提高到98%~99%,进一步缩短了焊接生产周期。根据以上对比综合分析,最终决定追加焊接设备一次性投资额,改用窄间隙埋弧焊工艺方法。

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