压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程,并承受0.1MPa表压以上压力的容器。因为压力容器的具体应用范围不同,对其功能、结构等要求也会有所差异,要限制选用焊接材料的要求,做好焊接材料的优化工作,从而为压力容器的质量提供保障。石、化及其他方面等生产过程中使用的压力容器形式多样,结构复杂,材料多样、工作条件苛刻(压力、温度、介质燃、毒、腐蚀特性),危险性较大。
压力容器涉及的几个温度
(1)温度
金属温度:容器元件沿截面厚度的温度平均值(由于金属壁面温度计算很麻烦,一般取介质温度加或减10-20℃得到 )。
工作温度:容器在正常工作情况下介质温度。
(2)工作温度:容器在正常工作情况下可能出现介质温度。
(3)设计温度:容器在正常工作情况,设定的元件的金属温度(沿元件金属截面的温度平均值)。
设计温度与设计压力一起作为压力容器的设计载荷条件。
(4)试验温度:系指压力试验时容器壳体的金属温度。
压力容器焊缝?冷裂收的形成机理和防治方法
钢种的淬硬倾向、焊接接头含氢量及其分布,所承受的拘束应力状态是高强钢焊接时产生冷裂纹的三大主要因素。
1、钢种的淬硬倾向。在焊接条件下,近缝区的加热温度很高,使奥氏体晶粒发生产重长大,当快速冷却时,粗大的奥氏体将转变为粗大的马氏体,硬度很高,性能很脆,对裂纹和氢脆的敏感性很强。
在应力和热力不平衡的条件下,空位和位错都会发生移动和聚集,当它们的浓度达到一定的临界值后,就会形成裂纹源。在应力的继续作用下,会扩展而形成宏观的裂纹。
2、氢的作用
氢是引起高强钢焊接冷裂纹重要因素之一,并有延迟的特征。
焊接时有大量的氢溶解在溶池中,在随后的冷却和凝固过程中,由于溶解度的急剧降低,因冷却很快,使氢来不及逸出而保留在焊缝金属中,使焊缝中的氢处于过饱和状态。
氢在奥氏体中的扩散速度较小,因而在熔合线附近就形成了富氢地带。氢便以过饱和状态残留在马氏体中,使马氏体更加脆化,也可能产生根部裂纹或焊趾裂纹。
3、焊接接头的应力状态
1.不均匀加热及冷却过程中产生的热应力 在应力的作用下,会引起氢的聚集诱发氢致裂纹。
2.金属相变时产生的组织应力 相变应力会降低冷裂倾向
3.拘束应力钢种淬硬之后受氢的侵袭和诱发,使之脆化,在拘束应力的作用下产生了裂纹。
压力容器具体定义的国家标准:
一、GB系列标准
1、GB 150-1998,钢制压力容器 2、GB 151-1999,管壳式换热器 ;
3、GB 151-1999,管壳式换热器标准释义 4、GB/T 699–2006,碳素结构钢 ;
5、GB 700-2006,碳素结构钢 ;
6、GB/T 713-2008,锅炉压力容器用钢板 ;
7、GB 985-1988,气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 ;
8、GB 986-1988,埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸 ;
9、GB 3087-1999,低中压锅炉用无缝钢管 ;
10、GB 3274-2007,碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带 ;
11、GB 3531-1996,低温压力容器用低合金钢钢板;
12、GB/T 5117-1995 ,碳钢焊条 ;
13、GB/T 5118-1995,低合金钢焊条 ;
14、GB/T 5293-1999,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 ;
15、GB/T 5293-1999 ,埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂 ;
16、GB 5310-1995,高压锅炉用无缝钢管 ;
17、GB/T 8110-1995 ,气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝 ;
18、GB/T 8163-1999 ,输送流体用无缝钢管 ;
19、GB/T 8165-1997 ,不锈钢复合钢板和钢带;
20、GB/T 9019-2001 ,压力容器公称直径 ;
21、GB/T 9112~9124-2000,钢制管法兰(合订本) ;
22、GB/T 9125-2003,管法兰连接用紧固件 ;
23、GB/T 9126-2003 ,管法兰用非金属平垫片、尺寸 ;
24、GB/T 9128-2003 ,钢制管法兰用金属环垫、尺寸 ;
25、GB/T 9129-2003,管法兰用非金属平垫片技术条件 ;
26、GB/T 12212–1990,技术制图焊缝符号的尺寸、比例及简化表示方法 ;
27、GB/T 12470-2003,埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂 ;
28、GB/T 12522-1996,不锈钢波形膨胀节 ;
29、GB/T 12777-1999,金属波纹管膨胀节 ;
30、GB 13296-2007,锅炉、热交换器用不锈钢无缝钢管 ;
31、GB/T 14976-1994,流体输送用不锈钢无缝钢管 ;
32、GB/T 15601-1995,管法兰用金属包覆垫片 ;
33、GB 16749–1997 ,压力容器波形膨胀节 。
二、JB系列标准
1、JB/T 4700~4707-2000,《压力容器法兰》内容包括:压力容器法兰分类与技术条件、甲型平焊法兰、乙型平焊法兰、长颈对焊法兰、非金属软垫片、缠绕垫片、金属包垫片、等长双螺栓 ;
2、JB 4708-2000,钢制压力容器焊接工艺评定 ;
3、JB/T 4709-2000,钢制压力容器焊接规程 ;
4、JB/T 4710-2005,钢制塔式容器 ;
5、JB/T 4711-2003,压力容器涂敷与运输包装及释义 ;
6、JB/T4712.1~4712.4 -2007,《容器支座》内容包括:鞍式支座、腿式支座、耳式支座、支承式支座 ;
7、JB 4726~4728-2000,压力容器用钢锻件 ;
8、JB 4727-2000,低温压力容器用低合金钢锻件。