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1、 4 2 特种设备安全技术 2 0 0 5 年第 3期 压力容器制造中几个问题的探讨 刘守军 压力容器制造单位， 在执行 压力容器安全技术监 察规程 ( 以下简称 容规 ) 、 G B 1 5 0 1 9 9 8 ( 钢制压力 容器 、 G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 等国家法规、 标 准时， 由于对 容规 和国家标准中某些条款理解不一 致， 在具体工作时存在许多争议 ， 至使制造单位走了许 多曲折的道路。现就以下几个突出的问题加 以讨论， 望广大业内同仁， 多交流意见。 ( 1 ) 拼焊热压封头是否需要做产品焊接试板 某些制造单位认为， 筒体纵缝虽制作了产品焊接 试板(
2、 筒体不热处理) ， 其同钢号、 同焊接工艺经热成型 的有拼接焊缝的封头要另做产品焊接试板 ， 原因是封 头与筒体的热处理性质不一样， 在 J B T 4 7 4 62 0 o 2 钢制压力容器用封头 标准释义第 1 2条焊后热处理 中也有说明： 对热成型的封头， 当热成型的终压温度达 到或超过规定的焊后热处理温度 ， 则热成型过程视同 同时进行了焊后热处理， 便按照 容规 第 7 7条的规 定， 同一台产品使用不同热处理规范的， 压力容器上不 同的壳体纵向焊接接头( 含封头、 管箱、 筒体上焊接接 头) 的焊接工艺评定覆盖范围不同时 ， 应对应不同的纵 向焊接接头， 按相应的焊接工艺分别焊制
3、试板。这种 理解是不对的， 封头不需要做产 品焊接试板u J ， 这在 压力容器 杂志2 0 0 3年第 5朗 压力容器安全技术监 察规程 ( 9 9版) 问题解答( 三) 第 1 4条中有明确的答 复。值得一提的是 ， 虽然拼焊热压封头不做产品焊接 试板， 但在执行 J B 4 7 0 8 2 0 0 0 ( 钢制压力容器焊接工 艺评定 时， 拼焊热压的封头要做产品焊接之前的焊接 工艺评定。压力容器制造单位没有做拼焊封头热成型 “ 高于上转变温度焊后热处理( 如正火) ” 焊接工艺评定 的， 应予补做。 ( 2 ) 压力容器制造中低氢与非低氢型焊条的选用 在压力容器制造 中， 焊材 的选用是
4、非常重要的， J B F 4 7 0 9 2 0 0 0 ( 钢制压力容器焊接规程 中有相关 的内容( 推荐性标准) 。 3 0 3 ( J 4 2 2 ) 型焊条焊接 Q 2 3 5 一 B ， 经焊接工艺评定合格后 ，能否用于产品的焊接 呢?有人认为只要焊接工艺评定合格 了，便可以焊接 收稿 日期 ： 2 0 0 4 1 2 1 4 用 Q 2 3 5 B材料制造的所有类别的压力容器， 这是不 对的， J 4 2 2焊条符合 G B 1 1 71 9 9 5碳钢焊条 中的 3 0 3 ， 标准规定 焊缝金属 0 时冲击吸收功2 7 J ， “ 焊接材料产品样本” 中j 4 2 2 保证 0
5、 2 7 J ， 一般结果 一 2 0 4 7 J ， 焊接接头力学性能和弯曲性能完全满足 标准的规定。虽然焊接工艺评定合格， 仍建议该项评 定不用于焊接 Q 2 3 5 一B钢制产品， 评定合格的焊接工 艺能否用于产品还要考虑其他 因素， J 4 2 2焊条为钛钙 型非低氢型焊条， 焊接时， 焊缝金属 中扩散氢含量高， 抗裂性差， 所 以不宜用于受压设备 的焊接【 2 l 。因此， 在焊接压力容器及主要受压零部件时， 我们应根据母 材的化学成分、 力学性能 、 焊接性能等因素， 结合压力 容器的 自身特点、 使用条件、 焊接方法选用低氢型焊 条。凡符合 压力容器安全技术监察规程 的 类和 类
6、的压力容器应采用低氢焊条 J 。这在 HG 2 0 5 8 1 1 9 9 8 ( 钢制化工容器材料选用规定 中有这方面的内 容。 另外 ， 在有些压力容器设计、 制造单位 ， 在焊接 1 6 M 这类钢材时， 推荐用 E 5 0 1 6这种焊条， 笔者认为 这是不妥的。E 5 0 1 5与 F 5 0 1 6这两种焊条， 从工艺性 能上比较， E 5 0 1 5要优于 E 5 0 1 6 ， 这一点已得到广大焊 接工作者的首肯 ， 在焊接电源方面， E 5 0 1 5必须用直流 电源， 而 E 5 0 1 6可使用交流焊机焊接， 当时考虑到国 内的直流焊机普遍缺乏， 才在 E 5 0 1 5
7、的基础上研究开 发了 E 5 0 1 6这种焊条 ， 但其电弧的稳定性较 E 5 0 1 5 用 直流焊接还是要差的， 再说 E 5 0 1 6 焊条， 因用量有限， 现在在市场上能否好买都是一个值得考虑的问题 ， 鉴 于以上 3点， 在压力容器制造 中， 焊接 1 6 Mn R这种钢 材时， 首选 E 5 0 1 5才是正确的选择。 ( 3 ) 管箱的焊后热处理与产品焊接试板 根据G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 第六章制造、 检验与验收的规定 ， 碳钢 、 低合金钢制的焊有分程隔板 的管箱， 在施焊后应作消除应力的热处理 ， 但不少制造 单位， 在热处理保温温度和保温时
8、间的确定上却不完 全正确， 在焊后热处理规范中， 保温温度的作用远远高 于保温时间的作用。某厂用 1 6 Mn R制造的换热器 ， 管箱热处理温度给 出了一个范围 6 0 0 6 4 0 C。 J B 2 0 0 5年第 3 期 特种设备安全技术 4 3 T 4 7 0 9 2 0 0 0 ( 钢制压力容器焊接规程 ( 推荐性标准) 也是这个规范 ， 问其含义时， 给出了两种解释 ， 只要 在 6 0 0 6 4 0 *( 2 之间保温就是合格的； 在 6 0 0 6 4 0 C范围内， 6 0 0 1 2 和 6 4 0 1 2 均允许有 十2 0 的偏差。 笔者认为， J B T 4 7
9、0 9 2 0 0 0 ( 钢制压力容器焊接规程 中， 焊后热处理温度的确切含义是： 在 6 2 0 *( 2 保温温度 时， 允许有 2 0 的偏差。所 以压力容器制造单位在 今后 制定 热处 理工 艺 时， 热处 理 保温 温度 应 改 为 6 2 0 ( 6 2 0 *(22 0 ) ， 不是 6 0 0 *( 2 ， 也不是 6 4 0 。 换热器的壳程一般是不进行热处理 的， 管箱因焊 有分程隔板要做消除应力的热处理。有些人就认为， 同一台产品有不同的焊后热处理要求， 根据 容规 的 规定 ， 要分别焊制试板 ( 无缝钢管除外) 。这种理解没 有根据也不科学 ， 说其没有 根据是 因
10、为在 G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 及其他标准中没有这方面的规 定， 反而在 G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 标准释义第 7章第( 7 ) 条 中有“ 当采用管箱短节整体加厚进行开孔 补强 ， 短节 A类焊接接头系数按相应的焊接工艺评定 施焊时， 可不带产 品焊接 试板” 的规定L 4 ； 说其 不科 学， 是因为试板是在其所代表的纵焊缝的延长部位焊 制的， 不存在焊分程隔板时带来的焊接应力。用一块 热处理试板去检验不同受力状态下的焊缝， 意义何在? 可见 ， 管箱热处理的目的是为了消除焊接分程隔板时 带来的应力 ， 没有再做管箱筒节热处理试板的必
11、要。 参考文献 1 压力容器 杂志2 0 0 3年第5 期 客规 ( 9 9 版) 解释( 三) 2 压力容器 杂志2 0 0 4年第6 期 钢制压力容器焊接工艺评 定 释义( 一) 3 H G 2 0 5 8 1 1 9 9 8 ( 钢制化工容器材料选用规定 4 G B 1 5 1 1 9 9 9 ( 管壳式换热器 标准释义 云南科技出版社 作者刘守军 新力给水设备有限公司技术部 山东 济南 邮编2 5 o 0 2 2 ( 上接第 4 1页) 图 3 人孔接管锻件正火后组织 1 0 0 新热处理后 ， 再与简体焊接， 由于人孔接管锻件与简体 的焊接采用两端均伸出的嵌入式 T型全溶透焊接接 头
12、 ， 结构刚性较大 ， 焊接拘束应力较大 5， 必须焊前预 热 1 0 0 1 5 0 ， 层间温度不低于 1 5 0 ， 内壁焊接完 后 ， 进行中间消氢处理 ， 以弥补层间温度不足 ， 外壁焊 接完后 ， 再进行最后消氢处理 ， 如上焊接的人孔接管锻 件与简体的组合焊缝， 2 4小时后按 J B 4 7 3 0 9 4超声 波探伤 级标准， 一次合格。 4 结论 ( 1 ) 由于筒型人孔接管锻件锻造后未严格按要求 正火 ， 使得人孔接管锻件过热组织未恢复 ， 晶粒粗大， 导致人孔接管锻件与简体的组合焊缝在厚板高拘束下 焊接时产生裂纹。 瞢 节 图 4 人孔接管锻件与筒节焊接 ( 2 ) 将
13、锻件采用正 火加 回火工 艺重新 热 处理 ， 完全能改善其金 相组织 ， 细化晶粒， 获 得标准要求 的力学性 能指标 ， 也满足了使用 要求。 ( 3 ) 重新热处理后 的人孔接管锻件 与简 体的组合焊缝 ， 采用焊 前预热焊后 消氢处理 的焊接工艺措施 ， 在厚板高拘束焊接下无裂纹产生 ， 焊 缝探伤一次性合格。 参考文献 1 压力容器用碳素钢和低合金钢锻件 J B 4 7 2 6 2 O o 0 2 中国机械工程学会锻压学会编 锻压手册( 第一册锻造) 机械 工业 出版社 ， 2 0 0 4 ， 2 8 1 8 8 3 李松 ， 周善初 金属热处理， 中南大学出版社， 2 0 0 3 ， 2 7 6 3 0 4 4 安运铮 热处理工艺学 机械工业出版社， 1 9 8 2 ， 6 1 -8 6 5 陈伯蠡 焊接工程缺欠分析与对策 机械工业出版社 ， 1 9 9 8， 6 21 -6 2 3 作者吴佑明范崇显 武钢金 属 结构 公 司技术 部 湖北 武汉 邮编4 3 0 0 8 1
