壓力容器設計中對焊接技術條件的考慮

張偉

摘 要：近年來，隨著我國經濟和科技的發展，壓力容器得到了迅速發展，但在設計壓力容器的過程中，必須考慮焊接工藝條件。本文首先對壓力容器的焊接工藝進行了綜述。其次，分析了壓力容器的設計規范和要求。最后，從鋼的焊接性能、焊接材料、焊接工藝等方面對壓力容器設計中的焊接技術進行了探討，以促進壓力容器的設計與開發。

關鍵詞：壓力容器；設計；焊接技術；認為

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.026

0 前言

焊接技術在壓力容器的制造和安裝以及壓力容器的使用和維護中具有不可替代的作用。良好的焊接工藝可以保證壓力容器的正常使用和循環。因此，焊接工藝條件的考慮占有關鍵地位。

1 焊接技術條件的概述

壓力容器在制造、檢驗和驗收過程中，對各個環節都有嚴格的要求。焊接工藝作為壓力容器制造過程中的重要環節，其要求更為嚴格和具體。在制造壓力容器的過程中，必須根據設計圖紙，結合實際應用情況，用科學合理的方法進行焊接工作。設計師必須設計人員應全面掌握壓力容器設計、制造、檢驗、驗收的標準、規范體系，熟悉體系要求，充分了解鋼材焊接性能，準確理解焊接工藝評定，確保工程目的，在設計中注意焊接技術條件的一般要求，同時還要特別注意容器產品的具體要求。

2 符合壓力容器設計的規范和要求

根據壓力容器設計參數、使用條件、材料特性和安全要求，壓力容器設計人員必須全面準確地熟悉、理解和掌握有關規范和標準的適用內容和范圍，要求設計人員具備良好的專業基礎知識和豐富的實踐經驗。壓力容器設計文件中一般規定了必須遵守的兩項重要法規和強制性標準：固定壓力容器安全技術監督規范和gbl 50 - 2011壓力容器。《固定規程》規定了需要焊接工藝評定的焊接接頭類型，并對焊接工藝評定設備和焊接試驗人員、焊接工藝評定報告、焊接工藝規范審批、壓力容器組焊修理提出了管理和技術要求。它是壓力容器設計、制造和使用中必須遵守的最基本的安全原則。GB 150 - 2011《壓力容器》是壓力容器設計、制造、檢驗和驗收的強制性技術標準。明確了保證壓力容器安全和質量所必需的產品設計、制造、檢驗和驗收的技術指標，對壓力容器的設計、制造、檢驗和驗收具有指導意義。

3 壓力容器設計中對焊接技術條件探討

（1）鋼筋焊接性能。在考慮焊接性能時，必須選擇壓力容器的設計材料和焊接材料的具體選擇，以掌握鋼筋的焊接性能。首先選擇焊接性好的焊接材料，然后分析焊接性能，預測焊接特性，提出相應的措施，制定具體的焊接方法。傳統的合金結構鋼是通過調整鋼中碳和合金元素的含量，在不同的使用條件下加入適當的熱處理，從而獲得各種優異的使用性能。隨著碳和合金元素含量的增加，鋼的強度增加，焊接性變差。焊接性問題因等級而異。在合金結構鋼中，接頭的脆化、軟化和裂紋傾向隨著碳和合金元素含量的增加而增加。這些焊接性問題的發生將降低焊接結構安全運行的可靠性，導致焊接結構的早期失效。新研制的微合金化控軋控冷鋼是在保持低碳或超低碳的條件下，不添加或添加少量合金元素，通過微合金化和tmcp精煉來提高鋼的強度和韌性的鋼，并已開始研究下一代超細晶粒鋼。

（2）焊接材料的選擇。焊接材料的選擇應根據母材的化學成分、力學性能和焊接性能以及壓力容器的特性、使用條件和焊接方法進行考慮，必要時應通過試驗確定。設計人員在選擇焊接材料時應保證焊縫金屬的性能，一般說來，選擇焊接材料的基本原則是焊縫金屬的力學性能高于或等于相應的母材標準值下限，或滿足圖紙和技術條件的要求。在焊接材料合理的情況下，應首先考慮焊接接頭的使用性能，并在焊接過程中保證其適當的制造特性。在壓力容器的設計中，壓力容器的圖紙采用國家標準焊接材料模型，詳細確定焊接接頭的粘結程度、焊接位置和具體牌號，然后根據焊接模型制定具體的設計原則，實施焊接制造工藝。

（3）焊接工藝的評定。焊接工藝評定應根據推薦的焊接工藝進行，以驗證建議焊接工藝的正確性。焊接工藝評定通過焊接試件、驗證試驗，結果僅對焊接接頭有效，焊接工藝評定只能驗證而不能產生焊接工藝，因此，焊接工藝評定不能保證產品的整體質量符合要求，更不能保證壓力容器的安全可靠使用。焊接工藝評定規則只負責標準中規定的檢驗要求，檢驗評定標準的目的是保證焊接工藝的機械性能，所以在評定中不能將屬于評定焊接工藝和檢驗標準內容附于焊接工藝之后，如果產品有其他性能要求，這就要求焊接工藝人員根據理論知識和科學實驗結果來選擇焊接條件和焊接工藝的適用范圍，以保證鋼焊接接頭的其他性能符合標準，從而保證整個工程的合格。

（4）焊接坡口設計。為了保證焊接接頭具有充分的熔透性，從而來保證焊接形式和坡口尺寸，在合理的焊接方法中，一定要盡量減少焊縫填充金屬，減少殘余焊接變形的殘余應力，從而簡化焊接保護中的焊接操作過程，通常壓力容器制造基本上適合其坡口形式和具體尺寸，然后結合實際焊接工藝，對接頭形式和尺寸進行修改。在改造過程中要保證車間的內部要求，保證焊縫形狀和坡口尺寸的全熔透，并按規定的焊縫系數和無損檢測要求保證焊縫質量在合理范圍內，但在焊接實施過程中對容易出現的問題需要按設計規定選擇合理的標準節點，當滿足特殊焊接結構時，必須制定特殊結構焊接變形控制要求，然后根據焊縫坡口的具體尺寸和焊接要求。提高壓力容器設計焊接工藝條件的合理性。

4 結束語

綜上所述，在壓力容器設計中加強焊接工藝條件的研究和分析具有重要的現實意義。在壓力容器制造過程中，應充分處理焊接工藝環節，從而提高焊接工藝設計水平，進而提高壓力容器制造強度和使用影響，促進壓力容器向健康方向發展。因此，在今后的壓力容器設計過程中，應更加重視焊接工藝條件的關鍵環節和關鍵要素，重視科學的實施措施和方法，從而有效提高壓力容器的合格率和質量。

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