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1、钢制压力专业知识 主要内容一 压力容器用材料二 压力容器制造 焊接三 常用材料的焊接工艺 一压力容器用材料 1 碳素结构钢板1 1钢号及钢板标准Q235 BGB T912 1989Q235 CGB T3274 1988Q345RGB713 20081 2Q235 B和Q235 C镇静钢板1 2 1技术条件a 化学成分 熔炼分析 钢号P S Q235 B 0 045 0 045Q235 C 0 040 0 040 一压力容器用材料 b 冲击试验钢号试验温度 纵向AKVJ 注 Q235 B20 27Q235 C0 27c 组批规定Q235 B 用公称容量不大于30t的炼钢炉冶炼的钢 允许6炉组成混
2、合批 Q235 C 同一炉号 一压力容器用材料 1 2 2许用应力以16mm厚钢板为例 室温下的许用应力 一压力容器用材料 1 3Q245R钢板1 3 1钢板标准 一压力容器用材料 1 3 2使用状态壳体厚度大于30mm 其他受压元件 法兰 管板 平盖等 厚度大于50mm 应在正火状态下使用 1 3 3超声检测壳体厚度大于30mm 不低于 级 一压力容器用材料 1 3 4使用温度下限 正常应力水平 正火状态 6mm 36mm 20 热轧状态及厚度大于36mm正火状态 19 用于壳体的Q245R钢板 使用温度低于0 厚度大于25mm 使用温度低于 10 厚度大于12mm 钢板应进行使用温度下或图
3、样规定的温度下低温冲击试验1 3 5生产情况正火供应 且保证 20 低温冲击试验 舞阳 重庆 武汉 一压力容器用材料 2低合金高强度钢板 2 1 钢号及钢板标准GB713 200807MnCrMoVRGB19189 2003 一压力容器用材料 2 2Q345R 16MnR 钢板2 2 1钢板标准 一压力容器用材料 2 2 2使用状态壳体厚度大于30mm 其他受压元件 法兰 管板 平盖等 厚度大于50mm 应在正火状态下使用 2 2 3超声检测壳体厚度大于30mm 不低于 级 多层包扎容器的内筒钢板 不低于 级 一压力容器用材料 2 2 4使用温度下限 热轧6mm 25mm 正火6mm 120m
4、m 20 热轧状态厚度大于25mm 19 用于壳体的16MnR钢板 使用温度低于0 厚度大于38mm 使用温度低于 10 厚度大于20mm 钢板应进行使用温度下或图样规定的温度下低温冲击试验 2 2 5生产情况保证 20 低温冲击试验 舞阳 武汉 重庆 一压力容器用材料 2 315MnVR钢现已很少使用2 418MnMoNbR钢板2 4 1钢板标准 一压力容器用材料 2 4 2使用状态正火加回火 2 4 3超声检测壳体厚度大于25mm 不低于 级 一压力容器用材料 2 513MnNiMoR 13MnNiMoNbR 钢板2 5 1钢板标准 一压力容器用材料 2 5 2使用状态正火加回火2 5 3
5、超声检测壳体厚度大于25mm 不低于 级 一压力容器用材料 2 607MnCrMoVR钢板2 6 1技术条件 一压力容器用材料 2 6 2使用状态调质2 6 3超声检测用于壳体 调质状态供货的钢板 不低于 级 一压力容器用材料 3 低温钢板 3 1钢号及钢板标准GB3531 199607MnNiCrMoVDRGB19189 2003注意问题 一压力容器用材料 3 216MnDR钢板3 2 1钢板标准 一压力容器用材料 3 2 2使用状态正火 3 2 3超声检测壳体厚度大于20mm 不低于 级 一压力容器用材料 3 315MnNiDR钢板3 3 1钢板标准 一压力容器用材料 3 409MnNiD
6、R钢板3 4 1钢板标准 一压力容器用材料 4 中温抗氢钢板4 1钢号及钢板标准GB713 2008 一压力容器用材料 4 215CrMoR钢板4 2 1钢板标准 一压力容器用材料 4 314Cr1MoR钢板4 3 1钢板标准 一压力容器用材料 4 412Cr2Mo1R钢板4 4 1钢板标准 一压力容器用材料 5不锈钢板5 1钢的类别奥氏体型 如0Cr18Ni9 00Cr19Ni10 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni10Ti等 铁素体型 如0Cr13Al 奥氏体 铁素体型 如00Cr18Ni5Mo3Si2 一压力容器用材料 6 不锈钢复合钢6 1 简介6 1
7、 1不锈钢复合钢板爆炸复合钢板主要符合JB4733 1996 1 复合界面的结合剪切强度1级 2级 210MPa 3级 200MPa 2 结合状态a 超声检测范围1级 2级全面积范围3级沿板宽方向 间距为50mm的平行线及钢板周边50mm范围内 b 结合率1级100 2级 98 3级 95 二压力容器制造 焊接 焊接是压力容器的重要工序 焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量 压力容器焊接质量包括诸多方面的内容 焊接接头尺寸及形位偏差 焊缝外观 焊接缺陷 焊接应力与变形焊接接头的使用性能 如力学性能 弯曲性能 耐腐蚀性能 高温性能 低温性能 抗脆断性能等 以及堆焊层化学成分等 焊接接头具
8、有十分明显的不均匀性 焊接接头热影响区的不同部位在焊接过程中经受不同的热作用 因而具有不同的组织与性能 焊接对于整个产品而言 只是局部加热熔化 而且是迅速升温和急速冷却过程 因而不可避免地产生焊接残余应力与变形 焊缝的缺陷 咬边 夹渣 气孔 裂纹 余高过大 又会造成截面上受力不均匀 产生应力集中 焊接质量的控制有效途径是过程控制 每位焊工 每份工艺文件 每道工序 每个过程都要进行有效的监督与管理 确保压力容器焊接质量的重要环节有母材的焊接性能 焊接工艺评定 焊工考试和焊接工艺规程 以及对整个制造过程进行质量控制 二压力容器制造 焊接 1 基本概念1 1焊缝形式与接头形式从焊接角度来看压力容器是
9、由母材与焊接接头组成的 而焊缝是焊接接头的组成部分 焊缝与焊接接头是两个不同的概念 焊缝形式分为五种 对接焊缝 角焊缝 端接焊缝 塞焊缝和槽焊缝 焊接接头形式分为12种 对接接头 T型接头 十字接头 搭接接头 角接接头等 同一种焊缝形式可以连接成多个接头形式 对接接头不一定用对接焊缝连接 连接角接接头的焊缝也不一定是角焊缝 1 2焊接接头的组成焊接接头由焊缝 熔合区和热影响区三部分组成 焊缝是由熔化的焊接材料和熔化的母材所组成 在焊接接头各区中以热影响区最为薄弱 对焊接接头的检测重点也应放在焊接热影响区 二压力容器制造 焊接 1 3焊接压力容器的重要环节焊接性能 焊接工艺评定和焊接工艺规程是焊
10、接压力容器的三个重要环节 1 3 1焊接性能 指在限定的施工条件下 焊接成符合设计要求的构件 并满足预定服役要求的能力 即材料对焊接加工的适应性和使用可靠性 影响焊接性能的因素 材料 焊接方法 结构类型 使用要求1 3 2焊接工艺 指制造焊件所有相关的加工方法和实施要求 包括焊接准备 材料选用 焊接方法选定 焊接参数 操作要求等 1 3 3焊接工艺评定 为验证所拟定的焊件焊接工艺的正确性而进行的试验过程及结果评价 1 3 4焊接工艺规程 是制造焊件所有相关的加工和实践要求的细则文件 可保证有熟练焊工或操作工操作时的质量再现性 二压力容器制造 焊接 1 4焊工考试焊接压力容器的焊工必须持有锅炉压
11、力容器安全监察机构签发的焊工合格证 焊工按照 锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则 规定进行考试 焊缝的焊接质量包含了两方面的内容 焊接接头性能和焊接缺陷 焊接接头的性能由评定合格的焊接工艺保证 而是否产生超标焊接缺陷则由评定合格的焊工以其合格的焊接技能来保证 影响焊工操作技能的八个方面 焊接方法及机械化自动化程度 试件钢号 试件形式 焊缝金属厚度 试件外径 焊条类别和焊接要素 根据这些方面编制了考试规则 二压力容器制造 焊接 2 常用焊接方法及特点焊接方法与机械化 自动化程度是两个概念 机械化 自动化程度分为人工 机械化与自动化三个档次 每一种焊接方法都有可能有手工 机械化与自动化三个档次
12、 2 1焊条电弧焊 SMAW 以涂料的分解物对电弧进行保护 施焊时无须外加压力 填充金属取自焊条 以前称手工电弧焊是不确切的 2 2埋弧焊 SAW 以一个 或多个 金属裸电极与工件之间形成的一个 或多个 电弧加热金属 使之接合的弧焊方法 熔化的金属和电弧被焊剂层所覆盖而加以保护 埋弧自动焊 不确切 应称为 埋弧机械焊 窄间隙焊也可以是摘窄埋弧焊 二压力容器制造 焊接 2 3钨极气体保护焊 GTAW 以钨极和工件之间的电弧加热金属 以获得结合的弧焊方法 保护气体常用氩气 其次为氦气 2 4熔化极气体保护焊 GMAW 在外来气体保护下 采用连续送进的填充金属极和焊接熔池之间的电弧的弧焊方法 保护气
13、体可以是活性的如CO2或惰性的 也经常使用混合气体保护 金属极为实心焊丝 2 5等离子弧焊 PAW 2 6电渣焊 ESW 2 7摩擦焊 FRW 2 8螺柱焊 SW 二压力容器制造 焊接 3 焊接性能试验使用焊接性能试验和工艺焊接性能试验3 1使用焊接性能试验使用焊接性能主要有焊接接头的力学性能和弯曲性能 高温性能 耐腐蚀性能 抗氧化性能 断裂性能等 与母材试验方法相同 但具有下列特点 a 焊接接头具有明显的不均匀性b 焊接接头拉伸性能试样与母材不同 是紧凑型试样 c 在焊接接头范围内 热影响去是薄弱环节 而热影响区中又以粗晶区 也称过热区 是薄弱环节 d 焊接接头的耐腐蚀性能往往明显低于母材
14、e 分析焊接接头使用焊接性能时 应区分试样与产品的区别 二压力容器制造 焊接 3 2工艺焊接性能试验工艺焊接性能是指在一定焊接工艺条件下能否获得优质 无缺陷焊接接头的能力 工艺焊接性能试验分为直接法和间接法两种a 直接法主要有焊接热裂纹试验 焊接冷裂纹试验 再热裂纹试验 层状撕裂试验 热应变时效脆化试验和焊接气孔敏感性试验 b 间接法主要有碳当量推测焊接性 裂纹敏感性指数和焊接热影响区最高硬度法 二压力容器制造 焊接 4 焊接材料包括焊条 焊丝 焊带 焊剂 气体 垫板JB T4747 2002 压力容器用钢焊条订货技术条件 焊条 焊丝和焊剂都有两种表示方法 型号与牌号型号是国家标准对焊接材料不
15、同品种的表示方法牌号是焊材生产厂对每一种商品的具体命名 二压力容器制造 焊接 4 1焊条a 常用焊条标准 二压力容器制造 焊接 b 常用焊条牌号分类 二压力容器制造 焊接 C 焊条型号的表示方法碳钢焊条如 E4315E 表示焊条43 表示熔敷金属抗拉强度的最小值1 表示焊条适用于全位置焊接5 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接焊接低合金钢焊条如 E5515 B2E 表示焊条55 表示熔敷金属抗拉强度的最小值1 表示焊条适用于全位置焊接5 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接焊接B2 表示熔敷金属化学成分分类代号 二压力容器制造 焊接 不锈钢焊条如 E308L 15E 表示焊条308 表示熔敷
16、金属化学成分分类代号L 表示超低碳15 表示焊条药皮为碱性 采用直流反接焊接 适用于全位置d 焊条牌号的表示方法结构钢焊条如 J507RHJ 结构钢焊条50 表示熔敷金属抗拉强度不低于490Mpa7 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接焊接R 表示高韧性H 表示超低氢 二压力容器制造 焊接 钼和铬钼耐热钢焊条如 R307R 耐热钢焊条3 表示熔敷金属主要化学成分等级为铬含量约1 钼含量约0 5 0 牌号分类编号为07 药皮为低氢钠型 采用直流电源低温钢焊条如 W707W 低温钢焊条70 工作温度等级为 70 7 药皮为低氢钠型 采用直流电源 二压力容器制造 焊接 不锈钢焊条如 G202G 铬不锈钢焊条2 表示熔敷金属主要化学成分等级为铬含量约13 0 牌号分类编号为02 钛钙型药皮 交直流两用A022A 奥氏体不锈钢焊条0 表示熔敷金属主要化学成分组成等级为含碳量 0 04 2 牌号分类编号为22 钛钙型药皮 交直流两用 二压力容器制造 焊接 4 2焊丝 药芯焊丝和实芯焊丝 a 实芯焊丝型号型号如 ER62 B3ER 焊丝 实芯焊丝62 熔敷金属抗拉强度最低值为620MpaB3 焊丝化
