压力容器焊接工艺论文范文

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2压力容器的焊后检查和焊后返修

任何的一种科技制品，在完成之后都需要有事后的检查和返厂维修，压力容器也不列外。压力容器在焊接完毕之后，应当首先检查它的焊缝外观和尺寸是否符合预定目标和目标参数、实验压力容器焊接完毕之后的抗热能力和对热的处理、检查压力容器是否在焊接的时候出现裂痕等损伤、检查压力容器在制作之后的致密性是否良好，是否有透气的现象出现。关于压力容器在焊接完毕之后的返厂检查必须要严格做到以下几点：

（1）焊接的返修次数不宜超过两次；

（2）如果需要对焊接之后的压力容器进行返厂检修，必须要提交它要返修的原因并且对原因作出分析，同时提出要维修的建议；

（3）在压力容器回厂返修之前，必须要将其清洗干净，可以采用表面扫描的方式确定已经清洗干净；

（4）等待补焊的部位一定要开阔、平整、以便于进行补焊工作的进行。

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压力管道的作业一般都在室外，敷设方式有架空、沿地、埋地，甚至经常是高空作业，环境条件较差，质量控制要求较高。由于质量控制环节是环环相扣，有机结合，一个环节稍有疏忽，导致的都是质量问题。根据压力管道的施工要求，必须在人员、焊接、材料、过程检验等方面强化管理，有针对性地采取各种技术措施，才能保证压力管道的安装质量得到有效的控制。下面就有关方面进行分析阐述。

一、人员素质

对压力管道焊接而言，最主要的人员是焊接责任工程师，其次是质检员、探伤人员及焊工。

1、焊接责任工程师是管道焊接质量的重要负责人，主要负责一系列焊接技术文件的编制及审核签发。毕业论文，安装。如焊接性试验、焊接工艺评定及其报告、焊接方案以及焊接作业指导书等。因此，焊接责任工程师应具有较为丰富的专业知识和实践经验、较强的责任心和敬业精神。经常深入现场，及时掌握管道焊接的第一手资料；监督焊工遵守焊接工艺纪律的自觉性；协助工程负责人共同把好管道焊接的质量关；对质检员和探伤员的检验工作予以支持和指导，对焊条的保管、烘烤及发放等进行指导和监督。

2、质检员和探伤人员都是直接进行焊缝质量检验的人员，他们的每一项检验数据对评定焊接质量的优劣都有举足轻重的作用。因此质检员和探伤员首先必须经上级主管部门培训考核取得相应的资格证书，持证上岗，并应熟悉相关的标准、规程规范。还应具有良好的职业道德，秉公执法，严格把握检验的标准和尺度，不允许感情用事、弄虚作假。这样才能保证其检验结果的真实性、准确性与权威性，从而保证管道焊接质量的真实性与可靠性。

3、焊工是焊接工艺的执行者，也是管道焊接的操作者，因此，凡是从事压力管道焊接的焊工、必须按照现行《锅炉压力容器焊工考试规则》、《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》的规定进行考试，考试合格后，方可从事相应的焊接施工。

二、焊接

焊接是压力管道安装施工的关键过程和主要过程, 控制好焊接质量是预防产生不合格产品的重要措施。压力管道的焊接应从以下几个方面加强管理。

1、焊接工艺评定及施焊工艺：焊接技术人员应依据设计图纸，有关施工规范及现行标准，根据焊接工艺评定并结合施工现场的实际条件制定切实可行的焊接工艺指导书。施工前对焊工和管工进行技术交底，内容包括焊接材料、工艺参数、焊前预热、层间、后热、热处理的温度和时间、对焊接材料的保管、使用以及无损检测等各项要求。

2、坡口加工及清理：现场条件允许的情况下，应尽量采用等离子弧、氧乙炔等热加工方法。坡口加工完成后，必须除去坡口表明的氧化皮、油污、熔渣及影响接头质量的表面层，清除范围为坡口及其两侧母材不少于20毫米区域，并应将凹凸不平处打磨平整。毕业论文，安装。

3、定位/组对：管接头组对应在确认坡口加工、清理质量后进行。管接头的组对定位焊是保证焊接质量、促使管接头背面成形良好的关键，如果坡口形式、组对间隙、钝边大小不合适，易造成内凹、焊瘤、未焊透等缺陷。组对间隙应均匀，定位时应保证接管的内壁平齐、内壁错边量不超过管壁厚度的10%，且不应大于15毫米。如壁厚不一致，应按规定进行修磨过渡。若焊接定位板时应在焊管板角焊缝的同一方向。管件组对时应垫置牢固，并应采取措施防止焊接过程产生变形。定位焊时，应采用与根部焊道相同的焊接材料和焊接工艺，并由合格焊工施焊。

4、环境因素是制约焊接质量的重要因素之一,施焊环境应符合以下几方面条件：首先，焊接的环境温度应能保证焊件焊接所需的足够温度和使焊工技能不受影响。当施工的环境温度低于施焊材料的最低允许温度时就应该根据焊接工艺评定提出预热要求来操作。另外,在实际焊接时的风速不应超过所选用焊接方法的相应规定值。当风速超过规定值时应备有防风设施才可安排施工。最后，如果焊件表面潮湿(例如下雨),焊工及焊件无保护措施或采取措施仍达不到要求时应停止施工作业。

三、材料管理

要提高压力管道工程的质量,首先必须从源头抓起,在材料采购、验收环节把好关。

1、工程质量创优，材料质量是基础。采购材料时，必须要求供方提品样本及出厂合格证，按规范要求进行检查验收、抽样试验，对特殊材料必须送到检测中心进行试验，合格后方可使用。凡进场的材料质量不合格者，一概拒绝验收。压力管道安装过程使用的焊料、管道材料以及其他消耗材料都必须确保符合设计图纸的要求,如材料变更或代用,必须取得原设计单位的同意并办理相关手续。

2、经检验合格的材料，现场材料员负责进行入库并对其登记上账。毕业论文，安装。有时现场某些材料规格很大，无法在库房存放，故应该选合适的露天场地存放，并做好防护工作。毕业论文，安装。毕业论文，安装。需要进库房存放的材料必须入库妥善保管，以防丢失和损坏。材料发放时，一定要核对材料的工程项目、规格、型号、材料和数量，以防有错。现场使用的焊条必须烘干，操作人员用保温桶领用，以防返潮。每一只桶内只能领用同一牌号的焊条，以防错用，且一次最多不能超过5公斤，在桶内存放时间不应超过四小时，否则必须进行重新烘干。焊丝一次领用数量不得超过最小包装，使用前应检查表面的锈蚀、油污等杂质是否清理干净。氩弧焊所用氩气纯度应不低于99.9%，且含水量不大于50ml/m3。

四、过程检验

压力管道安装时常因过程控制不力,导致施工质量不理想,因此对于压力管道施工质量的控制可以从以下几方面来进行。

(1)加强外观检验,外观检验主要包括检查管道的表面及焊缝是否有裂纹等缺陷,外观检验还包括压力管道组成件和支承件以及在压力管道施工过程中的检验。这些检验都为压力管道质量事故提出了预防的方法,使得事故及时发现并及时解决。毕业论文，安装。

(2)加强无损检测,加强无损检测主要包括加强焊缝表面和焊缝内部等方面的无损检测,无损检测主要是用于检测压力管道的表面及内部质量。另外,还需要加强硬度测定,对有热处理要求的压力管道焊缝,还应该测量焊缝及热影响区的硬度值是否符合设计要求中有关项的标准规定。

五、结束语

以上是我们在多年从事压力管道安装工程质量体系管理工作中探索和总结出来的,希望能为从事压力管道工程项目施工的管理人员提供一些参考,尽快提高压力管道工程项目的管理水平,促进压力管道管理的体系化、规范化进程。

参考文献

1、工业金属管道工程施工及验收规范（GB50235-97）；

2、张西庚.压力管道安装质量保证指南.2002.9；

3、田金柱.压力管道施工焊接质量控制[J].管道技术与设备,2008(3):46～47；

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1.概述：

TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》（以下简称《容规》）中第2.13条中关于材料代用有如下说明，“压力容器制造或者现场组焊单位对主要受压元件的材料代用，应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。从新《容规》的修订，可以认识到，在压力容器的建造中，有必要详细论证材料代用的可行性，慎重考虑代用材料对工作介质的相容性；考察待用材料在设计温度下的许用应力能否达到原设计的要求，是否需要改变焊接材料及焊接工艺的要求，以及是否需要改变热处理状态、无损检测及焊接试板等要求。

2.以优代劣(1)压力容器用金属材料的主要性能包括力学性能、制造工艺性能、耐腐蚀及耐高温性能等。一种材料在某一方面的性能“优”于另一种材料的同时，有可能在其他方面“劣”于另一种材料。这一类事例在压力容器中很常见，例如压力容器用低合金钢和压力容器用碳素钢，在不同的性能下即各有“优劣”。

①压力容器用低合金钢，虽然其强度性能方面的指标要优于碳素钢，但是其可焊性却不如碳素钢好。因此用低合金钢替代碳素钢时，应相应修改对其焊接材料的要求。

②压力容器用低合金钢，虽然其强度性能方面的指标要优于碳素钢，并且在价各方面要高于碳素钢，但是在其冷加工性能却不如碳素钢好。钢的过量塑性变形会引起其晶格扭曲，降低钢的塑性和韧性，产生冷作硬化。因此GB150-1998中10.4.2.1中提出，“碳素钢、16MnR的厚度不小于圆筒内径Di的3%；其他低合金钢的厚度不小于圆筒内径Di的2.5%”时，应于成形后进行恢复材料性能的热处理。论文大全。即，对压力容器材料进行“以优代劣”可能会引发相应的热处理要求变化。

③压力容器用低合金钢虽然在强度性能指标上要优于碳素钢，在价格方面要高于碳素钢，但是其抗应力腐蚀性能却不如碳素钢好。材料代用时如果考虑不周将会给压力容器的使用带来安全隐患。在有应力腐蚀开裂倾向和湿H2S环境中的设备，随着压力容器用钢级别的提高，相应的对应力腐蚀开裂的敏感性加大，在这种情况下如国用16MnR等低合金钢代替20R、20g及Q235系列钢会更容易出现问题，原则上这类“以优代劣”是不允许的。

(2)材料性能对于某种材料而言，是确定不变的，是不以人们的意志为转移的。但是，在不同的情况下，人们对材料性能的需求是千变万化的，压力容器设计过程中的“选材”及必要时的“代材”应围绕着这些“需求”展开。论文大全。在材料代用问题上“优”“劣”判断，应具体问题具体分析。

①镇静钢虽然在价格和强度指标上要优于沸腾钢，但是，当用于制造搪玻璃容器时，沸腾钢的涂搪效果反而比镇静钢好。

②即使是所谓的“不锈钢”也有其耐腐蚀性能不如碳素钢和低合金钢的场合，如含Clˉ离子介质的工况。

③虽然16MnDR的低温性能要优于16MnR，价格也要高一些，但是其耐高温性能却不如16MnR，例如在设计温度300℃时，16MnDR的许用应力为131MPa而16MnR的许用应力为144MPa。所以在一些有高温的容器上，16MnDR效果反而不如16MNR。

④同样是不锈钢，其性能也大相径庭。如果对同一设备筒体不同部位选用不同材料的不锈钢，由于两种奥氏体不锈钢存在电位差，将造成电偶腐蚀，使设备使用寿命大大缩短。

⑤对于换热器管板来说，锻件的综合性能优于板材，所以一般采用锻件，但在某一厚度内（一般在60mm以下时）也可选用板材。如要求锻件代板材时，需要注意同一材质，同一厚度，同一设计温度下板材与锻件的许用应力是不同的。例如16Mn锻件，截面尺寸≤300mm，t≤100℃时[δ]t为150MPa；而16MnR板材，厚度为＞36~60mm，t≤100℃时[δ]t为157MPa。因此必须考虑代用材料是否满足原设计温度下许用应力的要求。

(3). 换热器壳体、换热管的材料代用涉及对其线胀系数的考虑。从降低温差应力的角度来看，如有可能的话，可以这样考虑换热器壳体材料与换热管材料的匹配关系：

①当管/壳程存在较大温差时，一般情况下管/壳程可选用线胀系数相差较大的材料，其原则为：当管子温升较大时，选材时应使管子材料的线胀系数小于壳程圆筒材料的线胀系数；当壳程圆筒温升较大时，选材应使壳程圆筒材料的线胀系数小于管子材料的线胀系数。

②当管/壳程存在较小的温差时，管/壳程可以选用相同的材料。

事实上线胀系数相差较大的材料往往是对铁素体材料与奥氏体材料之间比较而言，铁素体材料的线胀系数较低，奥氏体材料的线胀系数较高。论文大全。

(4). 超低碳不锈钢的价格和耐腐蚀性虽然优于普通不锈钢，但是其耐高温性却不如普通不锈钢。奥氏体不锈钢既是耐酸不锈钢，又是耐热不锈钢，碳在奥氏体不锈钢中具有两重性。从耐腐蚀性来说，需要降低含碳量；而从耐高温性能来说，则需要适当提高含碳量，后者往往容易被人忽视。

3.以厚代薄“以厚代薄”使壳体的受力由平面应力状态向平面应变状态转变，对容器的受力状态有害而无利。厚壁容器更容易产生三向拉应力的平面应变脆性断裂。

(1). 当对压力容器壳体中的个别部件“以厚代薄”（如加厚封头），会形成壳体的几何不连续，造成局部应力。这种不利影响对有应力腐蚀开裂倾向的容器和承受狡辩载荷的容器后果尤为严重。在JB/T4736-2002中所给出的补强圈最大厚度为30mm，此时，不允许以大于30mm的钢板制作补强圈，即不得“以厚代薄”

(2). 压力容器壳体整体上的“以厚代薄”会发生新的问题：

①原设计中选用的焊接要求、无损检测要求及热处理要求都有可能相应发生变化；

②壳体增厚，使压力容器的重量相应增加，可能使容器的制作和基础受力状况不佳；

③对于壳体兼做传热原件的压力容器，增加壳体厚度会降低传热效果；

(3). 换热器主要元件的“以厚代薄”会造成原本平衡的力系不平衡，此时，必须重新进行设计计算。

换热器管板强度计算是将管束当做弹性支撑，而管板则作为放置于这种弹性支撑基础上的圆平板。然后，根据载荷大小、管束的刚度及周边支撑情况来确定管板的弯曲应力。在管板计算中，按有温差的各种工况计算出的管板应力、壳体轴向应力、换热管轴向应力、换热管与管板之间的拉脱力，只要有一个不能满足强度要求，就需要设置膨胀节或采取其他相应措施。温差应力与元件的金属截面积成正比，换热管和壳体的“以厚代薄”将相应的增大温差应力，所以需要重新设计计算。

(4). 对于膨胀节、波纹管、挠性薄管板和薄管板等元件，原则性不应“以厚代薄”，因为随着元件厚度的增加，其刚性也相应增大，从而削弱了补偿变形效果。

【参考文献】

1.[1]TSGR0004-2009《.固定式压力容器安全技术监测规程》。》.中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.

2.[2]TSGR0004-2009《.固定式压力容器安全技术监测规程》.释义 新华出版社.

3.[3]GB150-1998钢制压力容器.

4.[4]GB151-1999管壳式换热器.

5.[5]JB/T4736-2002补强圈.

6.[6]JB/T4746-2002钢制压力容器用封头.

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随着焊接这一“加工”方式在各行各业的广泛应用,焊接质量也得到人们的普遍关注。尤其是保证锅炉压力容器产品质量的关键一环。决定焊接质量优劣的主要因素,是取决于电焊工操作技能的高低、工艺水平应用如何以及是否有良好的职业道德。而提高电焊工这方面素质的唯一途径,就是按国家的统一标准进行较全面的培训。因此,电焊工技能培训考核,就成为提高焊接质量的有效措施,越来越多的受到各方面重视。 

但是,如何保证电焊工培训过程中质量的提高及考核合格率,使电焊工实际操作技能在生产中灵活应用,还需要在实践中不断地探索,逐步完善。下面结合我市锅炉压力容器电焊工培训工作,对培训电焊工提高质量的几个重要环节做扼要的阐述。 

 

一、焊工培训专门机构 

 

为了保证焊工培训质量必须设立专门机构,统一管理,专门机构可设立理论教学组,技能培训组。它的任务是:按教学大纲完成理论教学任务,并在每期理论教学中 总结 积累经验,为今后培训电焊工理论知识的不断提高,应用于生产中做准备。 

技能教学组负责技能培训的操作指导,技能指导是电焊工培训的主导。专门机构应由有擅长培训工作,而又有实践经验的焊接工程师做全面的组织领导工作,掌握培训进度,鉴别培训的质量,及时处理出现的各类问题。 

 

二、必备的技术文件 

 

培训前,结合实际情况编制必要的技术文件来指导培训工作。具体文件有:1.指导整个培训工作的《焊工培训计划》;2.指导教学工作的《教学大纲》;3.指导各项具体培训工作的《焊工培训细则》;4.《操作技能指导书》。 

指导书是根据培训经验编制的较全面的指导焊工操作的技术文件。它的内容包括:金属材料、焊接材料、试件装配工艺、焊接规范参数、操作要点及质量标准。使学员在训练中有标准、有工艺、有方法、有措施地循序渐进,稳步提。 

 

三、基础知识的培训 

 

1.根据技术文件的有关要求,选用合适的培训教材。一般选用与锅炉压力容器有关的教材,让学员多掌握一些焊接质量标准。重点是结合实际讲焊接工艺,焊接缺陷与检验,以及影响焊接质量的因素。 

2.基础知识的授课,要使学员能够理解、接受、感兴趣,不求过多、过深,使学员在生产实践中,出现问题能用简单理论来解释、认识才是理论教学的最好方式。 

3.教师的素质与学员接受知识快慢、多少、深浅紧密相关。最佳的是挑选有一定实际经验,有一定操作技能的工程技术人员和有讲授能力的焊接技师授课。并采用启发式教学,不照本宣科,罗列公式,寓理论于常见的工作实例中,深入浅出,使学员易于理解和接受,避免死记硬背,不解其意。 

四、操作技能培训 

 

1.冰冻三尺,非一日之寒。首先培训前要做“入学” 考试 ,没有电焊工实际操作基础的不能参加锅炉压力容器电焊培训。可让没操作基础的学员参加初级操作训练,待有一定基础方可“入学”。 

从学员入学之日,就要使每个学员认识到,如果忽视平时工作中的操作,而仅在培训短期内努力,是难于取得稳固的操作基础的。必须使学员树立培训期是掌握知识的重要时期。 

2.操作技能指导是焊工培训的关键。操作技能指导必须由具有一定资质,文化素质较高,实际操作经验较强,有一定的讲解能力、表达能力的优秀焊工或焊工技师担任指导教师。 

3.统一是保证学员技能操作水平稳步提高的基础。技能指导教师在辅导学员前,必须在统一管理下,统一思想,统一认识,按《培训计划》逐步教学,按《操作技能指导书》用统一的方法和规范来指导学员操作,坚决杜绝教师按自己想当然的方法授课,并用统一的方法坚决纠正学员的不正确的、习惯性的、错误性的操作方法和操作姿势。 

4.在项目训练前,技能指导教师必须按照《指导书》的要求,从装配准备直至试件焊完整个工艺过程,要逐一讲解示范。使学员认识到良好的操作基本功,需在正确地工艺指导下才能得出合格试件。 

5.做好记录,进行针对性教学。技能教学时,要有专人记录每日培训中,每个学员的操作及掌握程度,以及技能指导教师教学中发现的问题。 

6.将学员按不同程度分为好、中、差进行有区别的针对性教学。重点抓两头(成绩好的和成绩差的)带中间(成绩一般的)。对成绩好的学员可以进行下一项的训练和增加训练项目,对成绩差的学员进行重点的个别辅导,并可以延长重点项目的训练时间,使该项目得到扎实的提高。 

7.操作培训应不断深入,全面提高:(1)先板件管件,循序渐进;(2)先碳钢后合金,逐步深入;(3)先“酸性”后“碱性”全面 发展 ;(4)抓两头,带中间,普遍提高;(5)先“统一”后教学,有章有法;(6)高标准,严要求,一丝不苟。 

 

五、爱岗敬业 

 

思想 教育 贯穿于整个培训中,每个教师及工作人员要身体力行、教人教心,让学员明确爱岗敬业和提高自身素质的意义。 

总之,通过培训学员操作技能,使工艺水平和职业道德得到全面提高才是培训的最佳效果。　 

 

参考 文献 : 

[1]蒋智翔,《锅炉及压力容器受压元件强度》,北京:机械 工业 出版社,1999. 

[2]陈晓,《高性能压力容器和压和容器钢管用钢》,北京: 科学 出版社,1999.