談談壓力容器制作過程中的預防控制

1、<p>　　談談壓力容器制作過程中的預防控制</p><p>　　摘要：隨著人類社會文明的不斷進步，以及科學技術的飛速發(fā)展，壓力容器已成為生產(chǎn)、生活中廣泛使用的一種設備，除了在設計時應嚴格按標準規(guī)范要求設計外，制造過程亦至關重要，且有些問題應引起足夠的重視。本文闡述了壓力容器質(zhì)量主要預防控制筒體內(nèi)徑偏差、筒體圓度、焊縫對口錯邊量和棱角度及筒體直線度。 </p><p>　　關鍵詞

2、：壓力容器；制作過程；預防控制 </p><p>　　中圖分類號：O6-335 文獻標識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　由于壓力容器在生產(chǎn)生活中運用的比較廣泛，因此必須要保證壓力容器的制作質(zhì)量，壓力容器產(chǎn)品在生產(chǎn)制作過程中,除了在材料和焊接方面嚴格控制外,還要在產(chǎn)品的整個制造工藝過程中嚴格把

3、關,確保產(chǎn)品的質(zhì)量。根據(jù)2011版和GB151-99的規(guī)定,壓力容器質(zhì)量主要預防控制筒體內(nèi)徑偏差、筒體圓度、焊縫對口錯邊量和棱角度及筒體直線度。 </p><p>　　1 筒體內(nèi)徑偏差的預防控制 </p><p>　　影響筒節(jié)周長偏差的因素主要有號料偏差、刨邊造成的偏差和縱縫組對間隙偏差及焊縫橫向收縮量等。按本廠工藝的規(guī)定,號料和刨邊造成筒節(jié)板的長度偏差≤3.0 mm寬度偏差≤1.0 mm

4、,焊縫采用外V形坡口,鈍邊為1.5~2.0 mm,組對間隙為1.5~2.0 mm,則焊后橫向收縮量按經(jīng)驗公式vBU0.18Ah/Ds計算為1.0~1.5 mm。因此,焊接縱縫后筒節(jié)周長偏差基本在+3.0 mm以內(nèi)。所以,只要在號料、刨邊和組對等工藝過程中,嚴格按照工藝卡的規(guī)定進行,筒內(nèi)徑偏差還是比較容易控制在標準值范圍以內(nèi)的。 </p><p>　　2 筒體圓度的預防控制 </p><p>

5、;　　筒體的圓度控制重點是在筒節(jié)校圓。只要筒節(jié)校圓后圓度達到標準要求,在組焊及開孔等制造工藝過程中嚴格執(zhí)行正確的工藝路線,筒體的圓度就能符合2011版的規(guī)定。對筒節(jié)圓度的控制,主要是在三輥卷板機上校圓的過程中,用內(nèi)樣板檢查的辦法及校圓后用直尺或鋼卷尺測量筒體兩端內(nèi)徑的最大與最小直徑差。不銹鋼筒節(jié)與低碳鋼筒節(jié)相比不易校圓。這是因為不銹鋼的塑性很好,屈服強度較低,易變形,操作時不易控制下壓量,所以校圓需輥壓較長時間。這樣造成不銹鋼筒節(jié)的表面

6、擦傷和劃傷嚴重。因此,在校圓過程中視筒節(jié)規(guī)格不同將其圓度控制在4~8 mm,在組對環(huán)縫之前再檢查一遍,對圓度超標的部位用榔頭敲打校圓,校圓后圓度e為1.0~4.0 mm,即可滿足標準要求。 </p><p>　　3 筒體焊縫對口錯邊量的預防控制 </p><p>　　錯邊會使筒體對接處實際壁厚減薄,筒體幾何形狀不連續(xù)而產(chǎn)生附加彎曲應力和剪應力,當筒體內(nèi)壓較高時造成局部應力過高而使筒體發(fā)生局

7、部變形或失效,所以,2011版提出了A、B類焊縫對口錯邊量的要求。當名義厚度Ds≤12 mm時,錯邊量b≤1/4Ds;12<Ds≤20 mm時,A類焊縫的錯邊量b≤3mm,B類焊縫的錯邊量b≤1/4Ds。 </p><p>　　3.1 縱焊縫對口錯邊量 </p><p>　　縱焊縫的對口錯邊主要是由于卷板時壓頭預彎成形不好,組對時不認真或定位焊不牢固造成的。若預彎成形良好,組對時兩直

8、邊基本在同一水平面,用直尺或角尺將兩邊卡平就可將縱縫的對口錯邊控制在0.5 mm以內(nèi),若預彎成形不好,兩直邊面形成棱角,不但錯邊量不好控制,而且在焊后校圓時不易消除棱角度。另外,定位焊焊縫太短,間距過大,由于其強度不夠,在焊接收縮變形過程中錯邊量就會增大。 </p><p>　　在卷制筒節(jié)時,將兩直邊卷成桃子的形狀,使縱縫邊緣下塌0~10 mm,定位焊后對下凹量較大的筒節(jié)用榔頭在其最高部位敲打數(shù)下后,則兩直邊面就

9、會基本調(diào)整到一個平面上。這樣檢查錯邊量時就比較方便一些?？v縫定位焊的長度控制在100 mm,間距為250~350 mm,焊后錯邊量基本無變化?？梢?只要預彎成形良好,組對認真,定位焊牢固,那么焊后縱焊縫的對口錯邊量,比2011版規(guī)定的還小。 </p><p>　　3.2 環(huán)焊縫的對口錯邊量 </p><p>　　影響環(huán)縫對口錯邊量的主要因素由筒節(jié)周長偏差、圓度和縱縫環(huán)向棱角度。 </

10、p><p>　　筒節(jié)周長偏差引起的環(huán)縫對口錯邊量b1max=△D =1.0 mm,若兩筒節(jié)中心線對中,則b1max=△D/2 =0.5 mm。所以只有盡量使同一筒體上幾個筒節(jié)之間的周長偏差減小,才能減小由此引起的錯邊量。另外,組對時經(jīng)過仔細調(diào)整,將周長比較接近的筒節(jié)端面互相組對,就會使筒節(jié)周長偏差引起的錯邊量減至很小。 </p><p>　　由于筒節(jié)存在圓度,兩筒節(jié)組對時其兩端面會出現(xiàn)偏差情況

11、,在組對檢查中視具體情況應采取適當?shù)念A防措施,應采用雙管胎具組對筒節(jié)。 </p><p>　　4 筒體棱角度的預防控制 </p><p>　　筒體棱角度分為縱焊縫的環(huán)向棱角度和環(huán)焊縫的軸向棱角度。棱角度的存在會使筒體不連續(xù)而增加局部應力,如容器承載運行時會產(chǎn)生附加彎曲應力,對耐腐蝕設備可能會引發(fā)應力腐蝕破裂。因此,GB150-98第10.2.4.2條指出:“在焊接接頭環(huán)向形成的棱角E,用弦

12、長=1/6內(nèi)徑Di,且≮300 mm的內(nèi)樣板或外樣板檢查,其E值不得>(Ds/10+2)mm,且≯5 mm。” </p><p>　　4.1 環(huán)向棱角度 </p><p>　　環(huán)向棱角度的形成主要與筒體板頭預彎角度、內(nèi)焊縫余高和焊縫坡口形式及焊接工藝有關。 </p><p>　　實踐證明,筒體板頭預彎不好,組對縱縫時可能會形成外凸的棱角或內(nèi)凹的棱角,焊后用三輥

13、機校圓時對前者不易校圓,對后者可以用中間輥適當下壓來改善或消除,但下凹量過大時,焊縫兩側(cè)的最高部位的曲率較大,相當于外凸的棱角,也不易校圓,因此,最好組對成水平的狀態(tài),這樣不但錯邊量容易控制,校圓后的棱角度也較小。 </p><p>　　4.2 軸向棱角度 </p><p>　?。?）環(huán)縫對口間隙偏差引起的棱角度 </p><p>　　如果兩筒節(jié)在組對時沒有對直,中

14、心線形成一夾角A,表現(xiàn)為環(huán)縫對口間隙在圓周上不一致,存在對口間隙偏差△a,則在間隙最小和最大的筒節(jié)軸向部位形成最大軸向棱角度。 </p><p>　　（2）環(huán)縫對口錯邊量引起的軸向棱角度 </p><p>　　控制筒體環(huán)縫對口錯邊時需要將局部超標部位敲打,使其產(chǎn)生局部變形,造成該部位邊緣下塌或上翹,從而形成軸向棱角。為了控制軸向棱角度,關鍵是控制組對之前筒節(jié)的圓度和環(huán)向棱角度。 </

15、p><p>　?。?）焊接角變形對筒體軸向棱角度的影響 </p><p>　　環(huán)縫的焊接角變形由2個因素引起:一是焊縫的橫向收縮變形在板厚方向上分布不均所引起的彎曲應力導致的角變形;二是焊縫的環(huán)向收縮引起的長向縮小變形。結果出現(xiàn)所謂的“卡腰”現(xiàn)象。 </p><p>　　5 筒體直線度的預防控制 </p><p>　　筒體組對不直時會在其軸向造成

16、附加彎曲應力,另外還不利于筒體內(nèi)件的安裝。 </p><p>　　5.1 環(huán)縫對口間隙對筒體直線度的影響 </p><p>　　與形成軸向棱角度一樣,如果兩筒節(jié)的中心線沒有對一致,形成夾角,則存在對口間隙偏差△a,所以,在間隙最大和最小的兩筒節(jié)軸向也形成最大直線△L1max?？紤]筒體組對最差的情況,即幾個筒節(jié)組對時其環(huán)縫最大、最小間隙出現(xiàn)在筒體同一母線上,形成彎曲狀態(tài)。 </p>

17、;<p>　　5.2 筒節(jié)圓度和軸向棱角度對筒體直線度的影響 </p><p>　　筒節(jié)存在圓度時,可使筒體直線度增大。由于筒節(jié)組對時,其最大和最小直徑所處的位置是隨機的,選擇測量位置時,又有些隨機性,因此同一筒體由于其圓度的影響,測量位置不同時,測得的直線度就不同。為了很好地控制筒體的直線度,應該多測幾個部位。 </p><p><b>　　結語 </b&g

18、t;</p><p>　　綜上所述，壓力容器制作過程中的預防控制，主要就是預防控制筒體內(nèi)徑偏差、筒體圓度、焊縫對口錯邊量和棱角度及筒體直線度。只要保證上述內(nèi)容預防控制好了，那么壓力容器的質(zhì)量就可以得到保證。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　[1] GB150-2011，壓力容器[S]. </p>