焊接結構基礎知識

焊接結構基礎知識第一頁，共72頁。主要內容焊接結構基礎知識焊接生產基礎知識第二頁，共72頁。主要內容1.焊接結構基礎知識1.1焊接結構及基本構件1.2焊接接頭、焊縫的基本類型1.3焊接變形與矯正1.4焊接殘余應力與消除1.5焊縫符號標識第三頁，共72頁。主要內容2.焊接生產基礎知識2.1焊接結構工藝的制定原則2.2焊接結構工藝的制定內容2.2焊接結構工藝性審查2.3焊接結構加工工藝編制2.4焊接生產安全第四頁，共72頁。焊接結構應用的廣泛性—工業(yè)地位焊接結構的用鋼量指標比較

用鋼量比率＝(焊接結構用鋼量/鋼的總產量)×100%

a.美、德、日、英等發(fā)達國家—50～55％；

b.我國目前水平—已達40~45%.

可見，焊接結構用鋼量比率之大！焊接—工業(yè)地位第五頁，共72頁。焊接結構用鋼量80年代工業(yè)發(fā)達國家（日本、美國、德國）約為45%，我國約為25%。2005年中國焊接結構用鋼量為37%,工業(yè)發(fā)達國家達到50%以上。同年鋼產量達到3.49億噸，成為世界最大的鋼材生產與消費國，而焊接結構的用鋼量也突破1.3億噸。第六頁，共72頁。90年代重工業(yè)成熟國家人均鋼產量為600kg/p.y，我國鋼產量突破6000萬t，人均55kg/p.y。2006年世界鋼產量為12.39億t，我國鋼產量為4.2億t，占全世界鋼產量的34%，人均300kg/p.y。2010年我國鋼產量將達到5億t左右，同時我國正在努力從鋼材大國向鋼材強國的方向發(fā)展。第七頁，共72頁。1.1焊接結構及基本構件a.常見結構鍋爐壓力容器壓力管道鋼結構機器...第八頁，共72頁。1.1焊接結構及基本構件

b.基本構件鋼結構：梁、柱、垳架結構壓力容器：封頭、筒體、接管等配件壓力管道：管子、彎頭、法蘭…鍋爐：鍋筒、封頭、聯(lián)箱、水冷壁、對流管束、省煤器、過熱器、爐膽及爐膽頂機器：種類比較多，也比較復雜。第九頁，共72頁。c.石油化工主要焊接結構Ⅰ.鋼結構按應用領域分類

按所用鋼材規(guī)格分類按結構體系工作特點分類。。。。。第十頁，共72頁。c.石油化工主要焊接結構Ⅱ.壓力容器P55分類：按生產工藝過程的作用原理按壓力容器技術監(jiān)察規(guī)程….第十一頁，共72頁。

國家質量技術監(jiān)督局頒發(fā)的《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》(質技監(jiān)局發(fā)[1999]154號，以下簡稱《容規(guī)》)根據壓力容器操作壓力、介質危害程度、容器功能、結構特性、材料和對容器安全性能的綜合影響程度等，將壓力容器分為三類。

(一)第一類壓力容器低壓容器(第(二)、(三)款規(guī)定的除外)。

第十二頁，共72頁。

(二)第二類壓力容器(下列情況之一，第(三)款規(guī)定的除外)：

(1)中壓容器；

(2)低壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質)；

(3)低壓反應容器和低壓儲存容器(僅限易燃介質或毒性程度為中度危害介質)；

(4)低壓管殼式余熱鍋爐；

(5)低壓搪玻璃壓力容器。

(三)第三類壓力容器(下列情況之一)：

(1)高壓容器。

(2)中壓容器(僅限毒性程度為極度和高度危害介質)；

(3)中壓儲存容器(僅限易燃或毒性程度為中度危害介質，且pV大于或等于10MPa·m3)；第十三頁，共72頁。壓力容器一般是指在工業(yè)生產中用來完成反應、傳熱、傳質、分離、貯存等工藝過程，并承受0．1MPa表壓以上壓力的密閉容器?！短胤N設備安全監(jiān)察條例》中明確指出壓力容器的定義為：壓力容器，是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于０．１ＭＰａ（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于２．５ＭＰａ·Ｌ的氣體、液化氣體和最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器和移動式容器；盛裝公稱工作壓力大于或者等于０．２ＭＰａ（表壓），且壓力與容積的乘積大于或者等于１．０ＭＰａ·Ｌ的氣體、液化氣體和標準沸點等于或者低于６０℃液體的氣瓶；氧艙等。

壓力容器的定義第十四頁，共72頁。第十五頁，共72頁。第十六頁，共72頁。第十七頁，共72頁。

壓力容器的形式通常有以下劃分方法：

(一)按制造方法分分為焊接容器、鍛造容器、熱套容器、多層包扎式容器、繞帶式容器、組合容器等。

(二)按制造材料分分為鋼制容器、有色金屬容器、非金屬容器等。

(三)按幾何形狀分分為圓筒形容器、球形容器、矩形容器、組合式容器等。第十八頁，共72頁。

(四)按安裝方式分分為立式容器、臥式容器等。

(五)按受壓情況分分為內壓容器、外壓容器等。

(六)按壁厚分分為薄壁容器、厚壁容器(七)按工藝過程中作用原理分分為反應容器(代號R)、換熱容器(代號E)、分離容器(代號S)、貯存容器(代號C)，其中球罐(代號B)。

第十九頁，共72頁。(八)按操作溫度分

(1)低溫容器(t≤－20℃)。

(2)常溫容器(t＞－20～150℃)。

(3)中溫容器(t≥150～450℃)。

(4)高溫容器(t≥450℃)。

(九)按設計壓力分

(1)低壓容器(代號L)

0．1MPa≤P＜1．6MPa。

(2)中壓容器(代號M)

1．6MPa≤P＜10MPa。

(3)高壓容器(代號H)

10MPa≤P<100MPa。

(4)超高壓容器(代號U)

p≥100MPa。另外，按使用方式可分為固定式和移動式壓力容器；按結構分為可拆結構和不可拆結構容器。第二十頁，共72頁。c.石油化工主要焊接結構Ⅲ.鍋爐分類：按生產工藝過程的作用原理按壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程

….第二十一頁，共72頁。第二十二頁，共72頁。第二十三頁，共72頁。第二十四頁，共72頁。c.石油化工主要焊接結構Ⅳ.壓力管道分類：按出口介質按安全技術監(jiān)察規(guī)程….第二十五頁，共72頁。1定義及范圍《監(jiān)察條例》：是指利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設備，其范圍規(guī)定為最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓）的氣體、液化氣體、蒸汽介質，或者可燃、易爆、有毒、有腐蝕性、最高工作溫度高于或者等于標準沸點的液體介質，且公稱直徑大于25mm的管道。復習思考題：監(jiān)察范圍壓力管道的范圍？第二十六頁，共72頁。《管規(guī)》：不屬于監(jiān)察范圍的：設備本體所屬管道，軍事裝備、交通工具和核裝置中的管道，無毒、不可燃、無腐蝕性的氣體，公稱直徑小于150mm且工作壓力小于1.6MPa的管道，入戶前的最后一道閥門之后的生活用燃氣管道及熱力點之后的熱力管道。復習思考題：那些壓力管道不屬于受監(jiān)察的范圍？第二十七頁，共72頁?！妒褂玫怯浌芾硪?guī)則》壓力管道：是指由管道組成件、管道支承件、安全保護裝置和附屬設施等組成的系統(tǒng)壓力管道主要元件：管子、管件、法蘭、閥門、補償器、阻火器密封件、支吊架等安全保護裝置：安全閥、壓力表、爆破片、緊急切斷閥附屬設施：陰保裝置、壓氣站、泵站、閥站、調壓站、監(jiān)控系統(tǒng)劃分界限：管道與設備焊接連接的第一道環(huán)向焊縫、螺紋連接的第一個接頭、法蘭連接的第一個法蘭密封面、專用連接件的第一個密封面第二十八頁，共72頁。按材料非金屬管道鑄鐵管道碳鋼管道合金鋼管道不銹鋼管道有色金屬管道塑料管道混凝土管道陶瓷管道玻璃管道金屬與非金屬復合管道金屬管道按敷設位置架空及地面敷設管道地溝敷設管道埋地管道第二十九頁，共72頁。按介質介質壓力超高壓管道（>42MPa）高壓管道（10~42MPa）中壓管道（1.6~<10MPa）低壓管道（<1.6MPa）真空管道介質溫度高溫管道（>200℃）常溫管道（>-29~200℃）低溫管道（<-29℃）介質毒性介質可燃性可燃介質管道非可燃介質管道劇毒管道(極度危害)有毒管道(非極度危害)無毒管道介質腐蝕性腐蝕性介質管道非腐蝕性截止管道第三十頁，共72頁。按用途長輸管道公用管道工業(yè)管道復習思考題：壓力管道的分類主要有哪些？按用途分類的表示符號？復習思考題：管道的概念？壓力管道的組成主要有哪些部分？管道主要由管道組成件和管道支承件組成，用于輸送、分配、混合、分離、排放、計量、控制或制止流動的管子、彎頭、閥門、法蘭墊片螺栓連接和其它組成件或受壓部件的裝配總成。第三十一頁，共72頁。長輸管道（GA）：產地、儲存庫、使用單位間用于輸送商品介質的管道。地域特性是跨地區(qū)（跨省、跨地市）使用公用管道（GB）：城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內用于公用事業(yè)或民用的燃氣和熱力管道。地域特性是一個城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內使用工業(yè)管道（GC）：企業(yè)、事業(yè)單位所屬的用于輸送工藝介質的工藝管道、公用工程管道及其他輔助管道。地域特性是一個企業(yè)或事業(yè)單位內使用公用工程管道：相對于工藝管道而言，公用工程管道系指工廠（裝置）的各工序中公用流體的管道。GA：GA1、GA2GB：GB1（燃氣）、GB2（熱力）GC：GC1、GC2、GC3第三十二頁，共72頁。1.2焊接接頭的基本類型a.對接b.T型接c.搭接d.角接e.端接第三十三頁，共72頁。第三十四頁，共72頁。1.2焊接焊縫的基本類型a.對接焊縫b.角焊縫c.端接焊縫d.塞焊縫e.組合焊縫第三十五頁，共72頁。注意：區(qū)分對接接頭＆對接焊縫角接接頭＆角焊縫第三十六頁，共72頁。1.3焊接變形與矯正a.變形：在外力或溫度等因素作用下所引起物體的形狀和尺寸的改變?yōu)樽冃?。b.分類：彈性變形＆塑性變形第三十七頁，共72頁。1.3焊接變形與矯正c.焊接變形產生原因：不均勻受熱焊縫金屬的收縮金屬組織的變化焊件的剛性＆拘束第三十八頁，共72頁。1.3焊接變形與矯正d.焊接變形的基本形式：收縮變形角邊形彎曲變形波浪變形扭曲變形第三十九頁，共72頁。第四十頁，共72頁。1.3焊接變形與矯正e.焊接變形的預防：途徑：設計＆工藝措施：留余量法、反變形法、剛性固定法、合適的裝配順序、合理的焊接方法＆工藝、熱平衡法。第四十一頁，共72頁。1.3焊接變形與矯正f.焊接變形的矯正：手工矯正機械矯正火焰矯正第四十二頁，共72頁。第四十三頁，共72頁。1.4焊接殘余應力與消除a.焊接殘余應力:焊件冷卻后，殘留于焊件內的應力.b.焊接殘余應力產生原因：同變形。c.焊接殘余應力對焊接結構的影響：結構強度構件加工尺寸精度對穩(wěn)定性的影響第四十四頁，共72頁。1.4焊接殘余應力與消除d.焊接殘余應力減小措施合理的焊接順序＆方向預熱法冷焊法留裕度法開減應力槽法加熱“減應區(qū)”法第四十五頁，共72頁。1.4焊接殘余應力與消除d.消除焊接殘余應力的方法熱處理法機械拉伸法溫差拉伸法錘擊焊縫第四十六頁，共72頁。1.5焊縫符號標識a.焊縫、焊接方法符號表述標準GB/T324-1998《焊接符號表示法》GB/T5158-1999《金屬焊接及釬焊方法在圖樣上的表示代號》第四十七頁，共72頁。1.5焊縫符號標識b.焊縫、焊接方法符號的標注指引線：箭頭線、基準線基本符號第四十八頁，共72頁。第四十九頁，共72頁。焊縫的基本尺寸及相關概念焊趾：焊縫表面與母材的交接處。焊縫寬度：焊縫表面兩焊趾之間的距離。焊縫厚度：在焊縫橫截面中，從焊縫正面到焊縫背面之間的距離。焊腳尺寸：在角焊縫的橫截面中畫出的最大的等腰直角三角形中直角邊的長度。焊腳：在腳焊縫的橫截面中，從一個直角面上的焊趾到另一個直角面表面的最小距離。第五十頁，共72頁。熔深：在焊接接頭的橫截面上，母材或前道焊縫熔化的深度；焊縫成形系數：熔焊時，在單道縫橫截面上焊縫寬度B與焊縫計算深度H的比值；余高：超出母材表面連線上面的那部分焊縫金屬的最大高度；焊根：焊縫背面與母材的交接處；弧坑：弧焊時，由于斷弧或收弧不當，在焊道末端形成的低洼部分；熔池：熔焊時，在焊接熱源作用下，焊件上所形成的具有一定幾何形狀的液態(tài)金屬部分；焊縫的基本尺寸及相關概念第五十一頁，共72頁。焊縫的成形系數補充概念第五十二頁，共72頁。焊縫成形系數（￠）=B/H第五十三頁，共72頁。第五十四頁，