壓力容器焊接與無損檢測XXXX08課件

壓力容器焊接與無損檢測鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所李洪亮壓力容器焊接與無損檢測鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所2壓力容器焊接與無損檢測壓力容器焊接的基本概念壓力容器常用焊接方法及特點焊接材料壓力容器焊接設(shè)計焊接變形與焊接應(yīng)力焊接缺陷及防止壓力容器焊接接頭檢測方法GB150對焊接接頭無損檢測的有關(guān)要求鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所2壓力容器焊接與無損檢測壓力容器焊2壓力容器焊接的基本概念壓力容器焊接的基本概念鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所4壓力容器焊接的基本概念1.1金屬焊接的定義通過加熱或加壓，或兩者并用，用或不用填充材料，使兩個分離的金屬物體（同種金屬或異種金屬）產(chǎn)生原子（分子）間結(jié)合而連成一體的連接方法。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所4壓力容器焊接的基本概念1.1金4鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所5壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類熔焊將待焊處的母材金屬熔化，但不加壓力以形成焊縫的焊接方法。是目前應(yīng)用最廣泛的一種焊接方法最常用的有焊條電弧焊、埋弧焊和氣體保護(hù)焊等鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所5壓力容器焊接的基本概念1.2焊5鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所6壓力容器焊接的基本概念1.2焊接方法的分類壓焊焊接過程中，必須對焊件施加壓力（加熱或不加熱）以完成焊接的方法。包括固態(tài)焊、熱壓焊、鍛焊、擴散焊、氣壓焊和冷壓焊等釬焊采用比母材熔點低的金屬材料作為釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點但低于母材熔點的溫度，利用液態(tài)釬料潤濕母材，填充接頭間隙，并與母材相互擴散而實現(xiàn)連接焊件的方法。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所6壓力容器焊接的基本概念1.2焊6鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所7壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式坡口

根據(jù)設(shè)計和工藝需要，在焊件的待焊部位加工并裝配成一定形狀的溝槽，稱為坡口。為保證焊縫全部焊透又無缺陷，當(dāng)板后超過一定厚度時將焊件開成各種形式的坡口。坡口的作用使焊條或焊絲或焊矩能直接伸到待焊工件的底部便于脫渣能使焊條或焊矩在坡口內(nèi)作必要的擺動，以獲得良好的熔合鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所7壓力容器焊接的基本概念1.3坡7鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所8壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式坡口坡口的基本形式鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所8壓力容器焊接的基本概念1.3坡8鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所9壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊縫與接頭從焊接角度來看，壓力容器是由母材與焊接接頭組成的焊縫是焊接接頭的組成部分焊縫與焊接接頭是兩個不同概念鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所9壓力容器焊接的基本概念1.3坡9鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所10壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊接接頭焊接接頭形式分為12種對接接頭T型接頭十字接頭搭接接頭塞焊搭接接頭槽焊接頭角接接頭端接接頭套管接頭斜對接接頭卷邊接頭鎖底接頭鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所10壓力容器焊接的基本概念1.310鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所11壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊接接頭對接接頭兩焊件表面構(gòu)成≥135°，≤180°夾角的接頭。對接接頭從力學(xué)角度分析是比較理想的一種接頭形式，它的受力狀況較好，應(yīng)力集中較小，能承受較大的靜載荷和動載荷，是焊接結(jié)構(gòu)和壓力容器受壓元件應(yīng)用最多的接頭形式。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所11壓力容器焊接的基本概念1.311鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所12壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊接接頭T形接頭一焊件的端面和另一焊件的表面構(gòu)成直角或近似直角的接頭。T形接頭由于焊縫向母材過度較急劇，接頭在外力作用下內(nèi)部應(yīng)力分布極不均勻，特別是角焊縫根部和過渡處都有很大的應(yīng)力集中。因此這種接頭承受載荷尤其是動載荷的能力較低。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所12壓力容器焊接的基本概念1.312鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所13壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊接接頭角接接頭兩焊件端部構(gòu)成大于30°、小于135°夾角的接頭。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所13壓力容器焊接的基本概念1.313鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所14壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊接接頭搭接接頭兩焊件部分重疊在一起所構(gòu)成的接頭。搭接接頭的強度較低，尤其是疲勞強度，只用于不重要的結(jié)構(gòu)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所14壓力容器焊接的基本概念1.314鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所15壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式焊縫焊件經(jīng)焊接后所形成的結(jié)合部分，即填充與熔化的母材凝固后形成的區(qū)域。在熔化焊范圍內(nèi)，焊縫形式分為五種對接焊縫（又稱坡口焊縫）角焊縫端接焊縫塞焊縫槽焊縫鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所15壓力容器焊接的基本概念1.315鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所16壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）123鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所16壓力容器焊接的基本概念接頭形16鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所17壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）456鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所17壓力容器焊接的基本概念接頭形17鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所18壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）789鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所18壓力容器焊接的基本概念接頭形18鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所19壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）101112鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所19壓力容器焊接的基本概念接頭形19鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所20壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）131415鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所20壓力容器焊接的基本概念接頭形20鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所21壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）161718鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所21壓力容器焊接的基本概念接頭形21鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所22壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）192021鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所22壓力容器焊接的基本概念接頭形22鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所23壓力容器焊接的基本概念

接頭形式和焊縫形式（GB/T3375-1994《焊接術(shù)語》）222324鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所23壓力容器焊接的基本概念接頭形23鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所24壓力容器焊接的基本概念1.3坡口、焊縫形式與接頭形式同一種焊縫形式可以連接成多個接頭形式對接接頭不一定用對接焊縫連接連接角接接頭的焊縫也不一定是角焊縫鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所24壓力容器焊接的基本概念1.324鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所25壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程掌握焊接性能、焊接工藝評定和編制焊接工藝規(guī)程是焊接壓力容器中的三個重要環(huán)節(jié)。焊接性能是焊接工藝評定的基礎(chǔ)焊接工藝評定是焊接工藝規(guī)程的依據(jù)焊接工藝規(guī)程是確保壓力容器焊接質(zhì)量的行動準(zhǔn)則鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所25壓力容器焊接的基本概念1.425鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所26壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能是指在限定的施工條件下，焊接成符合設(shè)計要求的構(gòu)件，并滿足預(yù)訂服役要求的能力。在一定的焊接工藝條件下，金屬材料可以獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。材料對焊接加工的適應(yīng)性和使用可靠性。如果一種金屬材料能用較普通又簡便的焊接工藝獲得優(yōu)質(zhì)接頭，說明這種金屬材料具有良好的焊接性能。材料的焊接性能與條件有關(guān)，在不同條件下有不同表現(xiàn)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所26壓力容器焊接的基本概念1.426鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所27壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能施工條件包括：材料牌號、結(jié)構(gòu)條件、焊接設(shè)備條件、工藝條件、焊接環(huán)境。設(shè)計要求包括：焊接尺寸、形位偏差、焊縫內(nèi)外缺陷要求，焊接接頭的性能、焊接技術(shù)條件。服役要求包括：焊接接頭結(jié)合性能、具體工藝介質(zhì)條件下焊接接頭的使用性能及使用環(huán)境下結(jié)構(gòu)抗斷裂能力。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所27壓力容器焊接的基本概念1.427鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所28壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能焊接性能分為工藝焊接性能及使用焊接性能工藝焊接性能考慮的是在焊接過程中如何避免產(chǎn)生缺陷，以獲得優(yōu)質(zhì)的焊縫。使用焊接性能考慮的是鋼材焊接后性能的變化是否會影響到使用的可靠性，如強度好韌性指標(biāo)、耐高溫或耐低溫及耐腐蝕性能的變化等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所28壓力容器焊接的基本概念1.428鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所29壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能焊接性能的影響因素焊件母材的種類與化學(xué)成分不同類別的材料，其焊接性能差異很大。如碳鋼與不銹鋼，前者主要是保證焊接接頭的強度好韌性與母材一致，后者主要是保證接頭具有足夠的耐蝕性。同類鋼材，成分不同，其焊接性能差異也很大。如低碳鋼的焊接性能就很容易獲得優(yōu)質(zhì)接頭，但中、高碳鋼，僅僅由于含碳量的提高，就使其焊接性能顯著變差。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所29壓力容器焊接的基本概念1.429鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所30壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能焊接性能的影響因素焊接方法與工藝當(dāng)材料一定時，若采用不同的焊接方法，所獲得的焊接接頭質(zhì)量也不同。如氬弧焊，由于惰性氣體保護(hù)效果好，不論什么材料，均易獲得優(yōu)質(zhì)接頭，但一般焊條電弧焊就不一定。當(dāng)焊接方法相同，而采用不同的焊接工藝措施和規(guī)范參數(shù)時，所獲得的接頭質(zhì)量也會有很大差別。如焊接線能量的大小、焊前預(yù)熱與不預(yù)熱、焊接材料的不同等，都對接頭的質(zhì)量有重要影響。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所30壓力容器焊接的基本概念1.430鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所31壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接性能焊接性能的影響因素焊件的結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在剛度或拘束度的大小。結(jié)構(gòu)的剛度或拘束度大，焊接中產(chǎn)生的應(yīng)力就大，對于高強度易淬火鋼防裂不利。焊件的使用條件使用條件主要是溫度、載荷性質(zhì)好介質(zhì)的腐蝕性等。如含氯化物介質(zhì)易使奧氏體不銹鋼焊接接頭產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕破壞，低溫環(huán)境會使接頭的韌性顯著降低、脆性轉(zhuǎn)變溫度升高等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所31壓力容器焊接的基本概念1.431鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所32壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接工藝是指制造焊件所有相關(guān)的加工方法和實施要求，包括焊接設(shè)備、材料選用、焊接方法選定、焊接參數(shù)、操作要求等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所32壓力容器焊接的基本概念1.432鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所33壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接工藝評定為驗證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進(jìn)行的試驗過程及結(jié)果評價稱為焊接工藝評定正確認(rèn)識焊接工藝評定的目的和作用，是執(zhí)行焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)的前提。焊接工藝評定通過焊接試件，進(jìn)行驗證性試驗，因此焊接工藝評定結(jié)果只對焊接接頭有效，焊接工藝評定不能保證產(chǎn)品整體質(zhì)量符合要求，更不能確保壓力容器安全可靠使用。焊接工藝評定規(guī)則只對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的檢驗要求負(fù)責(zé)，當(dāng)增加焊接工藝評定試件檢驗項目時，原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的焊接工藝評定規(guī)則對新增加的檢驗項目便不再適用。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所33壓力容器焊接的基本概念1.433鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所34壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程按照壓力容器焊接工藝評定標(biāo)準(zhǔn)，評定合格的焊接工藝只能確保焊接接頭的力學(xué)性能或堆焊層化學(xué)成分或T形接頭符合要求。對于焊接接頭作為壓力容器的一部分還有缺陷、應(yīng)力、外觀要求；對于整個產(chǎn)品還有外形尺寸、位置偏差、使用性能及其它性能要求；對于生產(chǎn)管理來講，還要求提高生產(chǎn)率、操作方便、安全生產(chǎn)等要求。這是焊接工藝指導(dǎo)書不能解決的，也不是焊接工藝評定的范圍，這只能由焊接工藝規(guī)程來實現(xiàn)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所34壓力容器焊接的基本概念1.434鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所35壓力容器焊接的基本概念1.4焊接性能、焊接工藝評定和焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程焊接工藝規(guī)程是制造焊件所有相關(guān)的加工和實踐要求的細(xì)則文件，可保證由熟練焊工操作時的質(zhì)量再現(xiàn)性。焊接工藝規(guī)程是焊接工藝人員依據(jù)評定合格的焊接工藝，針對具體的焊接接頭，根據(jù)本單位能力與條件，運用焊接實踐知識和理論知識編制而成的。焊工必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程，才能確保壓力容器的焊接質(zhì)量。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所35壓力容器焊接的基本概念1.435壓力容器常用焊接方法及特點壓力容器常用焊接方法及特點鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所37壓力容器常用焊接方法及特點手工電弧焊埋弧自動焊鎢極氣體保護(hù)焊熔化極氣體保護(hù)焊等離子弧焊電渣焊鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所37壓力容器常用焊接方法及特點37焊接材料焊接材料鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所39焊接材料焊接材料是指焊接時所消耗的材料焊接材料包括焊條、焊絲、焊帶、焊劑、保護(hù)氣體等壓力容器制造過程中最常用的焊接材料為手工電弧焊焊條、自動焊焊絲及焊劑鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所39焊接材料39鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所40焊接材料3.1手工電弧焊焊條常用焊條標(biāo)準(zhǔn)GB/T983-1995《不銹鋼焊條》GB/T5117-1995《碳鋼焊條》GB/T5118-1995《低合金鋼焊條》GB/T3670-1995《銅及銅合金焊條》GB/T3669-1983《鋁及鋁合金焊條》GB/T13814-1992《鎳及鎳合金焊條》鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所40焊接材料3.1手工電弧焊焊條40鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所41焊接材料3.2焊劑焊劑具有一定粒度的顆粒狀物質(zhì)，焊接時能夠熔化形成熔渣和氣體。是埋弧焊和電渣焊不可缺少的焊接材料。在焊接過程中，焊劑的作用相當(dāng)于焊條藥皮，熔化形成熔渣，對焊接熔池起保護(hù)、冶金處理和改善焊接工藝性能的作用。燒結(jié)焊劑還具有滲合金作用，焊劑與焊絲相組合，即為埋弧焊和電渣焊所需的焊接材料。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所41焊接材料3.2焊劑41鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所42焊接材料3.2焊劑焊劑的焊接工藝性能和化學(xué)冶金性能是決定焊縫金屬化學(xué)成分和性能的主要因素之一。采用同樣的焊絲和同樣的焊接參數(shù)，而配用的焊劑不同，所得焊縫的性能將有很大的差別。一種焊絲可與多種焊劑合理組合，無論是在低碳鋼還是在低合金鋼上都有這種合理的組合。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所42焊接材料3.2焊劑42鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所43焊接材料3.3焊接用保護(hù)氣體焊接用氣體標(biāo)準(zhǔn)GB/T4824-1995《純氬》GB/T10624-1995《高純氬》GB/T6052-1993《工業(yè)氣體二氧化碳》GB/T4844.2-1995《純氦》GB/T7445-1995《純氫、高純氫和超純氫》GB/T3863-1995《工業(yè)用氧》GB/T3864-1996《工業(yè)氮》鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所43焊接材料3.3焊接用保護(hù)氣體43鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所44焊接材料3.4焊絲焊絲與焊劑或保護(hù)氣體配用，起導(dǎo)電和填充焊縫金屬的作用，對焊縫金屬的成分有決定性影響。按照適用的焊接方法，焊絲可分為埋弧自動焊焊絲、電渣焊焊絲、CO2焊焊絲和氣焊焊絲等。按被焊材料的不同，可分為碳鋼焊絲、低合金鋼焊絲、不銹鋼焊絲、鑄鐵焊絲和有色金屬焊絲等。按制造方法與焊絲的形狀，可分為實心焊絲和藥心焊絲。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所44焊接材料3.4焊絲44鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所45焊接材料3.4焊絲實心焊絲是目前最常用的焊絲，系熱軋線材經(jīng)拉拔加工而成。為了防止生銹，須對焊絲（除不銹鋼焊絲外）表面進(jìn)行特殊處理。目前主要是鍍銅處理，包括電鍍、浸銅及化學(xué)鍍銅處理等。實心焊絲主要有碳鋼、低合金鋼、耐熱鋼和不銹鋼焊絲，廣泛用于埋弧焊、電渣焊、CO2氣體保護(hù)焊、氬弧焊、氣焊等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所45焊接材料3.4焊絲45鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所46焊接材料3.5焊接材料的選用焊條的選用原則對于用低碳鋼及普通低合金鋼焊接的承壓過程設(shè)備，一般按等強度原則，使焊縫金屬的強度與母材相等或相近?？筛鶕?jù)鋼材的強度等級來選用強度相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)鋼焊條。還需根據(jù)鋼材的焊接性，母材成分，焊接結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀，坡口和受力情況等影響進(jìn)行全面考慮。對于低碳鋼與普通低合金鋼，或普通低合金鋼與普通低合金鋼之間的異種鋼焊接接頭，一般選用與強度等級較低的鋼相應(yīng)的焊條。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所46焊接材料3.5焊接材料的選用46鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所47焊接材料3.5焊接材料的選用焊條的選用原則對同一強度等級的酸性焊條或堿性焊條的選用，主要取決于焊接件的結(jié)構(gòu)形狀（簡單或復(fù)雜）、鋼板厚度（剛性小或大）、工作條件（靜載荷或動載荷）和鋼材的抗裂性能等方面。對要求塑性好、沖擊韌性高、抗裂能力強的焊件，選用堿性焊條。如直流電源有困難，可選用交直流兩用堿性焊條。如堿性焊條和酸性焊條可以同樣滿足要求，應(yīng)盡量用酸性焊條。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所47焊接材料3.5焊接材料的選用47鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所48焊接材料3.5焊接材料的選用焊條的選用原則對于承受高溫或腐蝕的耐熱鋼和不銹鋼，鋼中合金元素對其耐熱和腐蝕性起決定性作用。故這類鋼在選擇焊條時，應(yīng)以等成分原則為主，使焊縫金屬的主要合金成分與母材相近或相同，以保證焊接接頭的特殊性能。由于工藝因素的考慮，奧氏體不銹鋼多選用酸性藥皮焊條。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所48焊接材料3.5焊接材料的選用48鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所49焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則在埋弧焊中，應(yīng)注意焊絲與焊劑中Mn、Si含量的適當(dāng)配合。若焊絲中Mn、Si含量較高，則應(yīng)選配Mn、Si含量低的焊劑。反之，應(yīng)選配Mn、Si含量高的焊劑。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所49焊接材料3.5焊接材料的選用49鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所50焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則低碳鋼與低合金鋼選配無錳焊絲配用高錳高硅焊劑，用于焊接低碳鋼。低錳焊絲配用中錳焊劑，用于焊接低合金鋼。對于電渣焊，由于焊劑更新很少，焊縫合金化主要由焊絲提供，所以焊絲中的Mn、Si含量應(yīng)較同樣條件埋弧焊時高。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所50焊接材料3.5焊接材料的選用50鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所51焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則不銹鋼用焊絲與焊劑選配采用的焊絲成分要與被焊接的不銹鋼成分基本一致。焊接鉻不銹鋼時，采用H0Cr14、H1Cr13、H1Cr17等焊絲。焊接鉻-鎳不銹鋼時，采用0Cr19Ni9、H0Cr19Ni9Ti等焊絲。焊接超低碳不銹鋼時，采用相應(yīng)的超低碳焊絲。焊劑可采用熔煉型或燒結(jié)型，要求焊劑的氧化性小，以減少合金元素的燒損。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所51焊接材料3.5焊接材料的選用51鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所52焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則鎢極氬弧焊焊接有時不加填充焊絲，被焊母材加熱熔化后直接連接起來，有時加填充焊絲。由于保護(hù)氣體為純Ar，無氧化性，焊絲熔化后成分基本不發(fā)生變化，所以焊絲成分即為焊縫成分。也有的采用母材成分作為焊絲成分，使焊縫成分與母材一致。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所52焊接材料3.5焊接材料的選用52鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所53焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則熔化極氬弧焊和活性氣體保護(hù)焊熔化極氬弧焊主要用于焊接不銹鋼等高合金鋼，為了改善電弧特性，在Ar氣中加入適量O2或CO2，即成為活性氣體保護(hù)焊。焊接低合金鋼時，采用Ar+5%CO2可提高焊縫的抗氣孔能力。焊接超低碳不銹鋼時，采用Ar+2%O2混合氣體，以防止焊縫增碳。低合金鋼的鎢極氬弧焊正在逐步被Ar+20%CO2的活性氣體保護(hù)焊所取代。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所53焊接材料3.5焊接材料的選用53鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所54焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則熔化極氬弧焊和活性氣體保護(hù)焊活性氣體保護(hù)焊，由于保護(hù)氣體有一定的氧化性，應(yīng)適當(dāng)提高焊絲中Si、Mn等脫氧元素的含量，其它成分可以與母材一致，也可以有所差別。焊接高強鋼時，焊縫中C的含量通常低于母材，Mn的含量則應(yīng)高于母材。為了改善低溫韌性，焊縫中Si的含量不宜過高。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所54焊接材料3.5焊接材料的選用54鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所55焊接材料3.5焊接材料的選用埋弧焊和電渣焊與焊劑的選配原則CO2焊焊絲CO2是活性氣體，主要用于焊低碳鋼與低合金鋼。由于具有較強的氧化性，因此CO2焊所用焊絲必須含有較高的Mn、Si等脫氧元素。CO2焊通常采用C-Mn-Si系焊絲。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所55焊接材料3.5焊接材料的選用55壓力容器焊接設(shè)計壓力容器焊接設(shè)計鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所57壓力容器焊接設(shè)計焊接方法焊接材料焊接坡口焊接接頭型式預(yù)熱層間溫度后熱焊后熱處理檢驗檢測

焊接設(shè)計是壓力容器設(shè)計一個重要組成部分，包括鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所57壓力容器焊接設(shè)計焊接方法層間溫57鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所58壓力容器焊接設(shè)計壓力容器焊接設(shè)計原則選用焊接性能良好的母材盡量減少焊接工作量減少焊縫數(shù)量減少坡口截面積焊縫最好為直線或圓以利使用機械化、自動化焊接方法鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所58壓力容器焊接設(shè)計壓力容器焊接設(shè)58鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所59壓力容器焊接設(shè)計壓力容器焊接設(shè)計原則合理布置焊縫焊縫宜對稱布置不采用十字交叉兩焊縫之間最小距離最好不小于100mm不在受力截面突變處設(shè)置焊縫焊接施工及焊接檢驗方便，減少現(xiàn)場焊接工作量。有利于生產(chǎn)組織與管理。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所59壓力容器焊接設(shè)計壓力容器焊接設(shè)59鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所60壓力容器焊接設(shè)計4.1焊接方法選用選擇焊接方法應(yīng)符合以下要求能保證壓力容器質(zhì)量可靠、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。焊接方法一經(jīng)確定，則坡口形式、焊接材料、焊工合格項目、焊接工藝、所需工藝裝備（裝置）等則隨之確定。各種壓力容器常用焊接方法各有不同特點和適用條件，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品特點和制造廠的生產(chǎn)條件選用。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所60壓力容器焊接設(shè)計4.1焊接方60鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所61壓力容器焊接設(shè)計4.2焊接材料選用鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所61壓力容器焊接設(shè)計4.2焊接材61鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所62壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計壓力容器中的焊接接頭焊縫，當(dāng)壁厚較大時均應(yīng)開設(shè)坡口。目的是為了使焊縫全部焊透和減小或避免焊接缺陷，保證焊接質(zhì)量。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所62壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡62鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所63壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計典型焊接坡口各部分名稱鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所63壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡63鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所64壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊接坡口主要結(jié)構(gòu)參數(shù)坡口角度

作用是使焊條或焊絲便于伸到坡口底部并作必要的擺動和偏移，以便獲得良好的熔合，便于脫渣和清渣。鈍邊高度

作用是防止燒穿和熔化金屬流失。根部間隙

作用是為了保證焊透。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所64壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡64鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所65壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊接坡口應(yīng)根據(jù)圖樣要求或工藝條件選用標(biāo)準(zhǔn)坡口或自行設(shè)計選擇坡口形式和尺寸應(yīng)考慮下列因素焊接方法焊縫填充金屬盡量少避免產(chǎn)生缺陷減少焊接殘余變形與應(yīng)力有利于焊接防護(hù)焊工操作方便復(fù)合鋼板的坡口應(yīng)有利于減少過渡焊縫金屬的稀釋率鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所65壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡65鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所66壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計相對其它焊接工藝規(guī)范參數(shù)，焊接坡口與制造單位的實際情況和經(jīng)驗有著更密切聯(lián)系，坡口變化并不影響焊接接頭的力學(xué)性能，各制造廠幾乎都有坡口企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不應(yīng)強求采用標(biāo)準(zhǔn)坡口或圖樣中坡口。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所66壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡66鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所67壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計坡口標(biāo)準(zhǔn)GB/T985-1988《氣焊、手工電弧焊及氣體保護(hù)焊焊縫坡口的基本型式與尺寸》GB/T986-1988《埋弧焊焊縫坡口的基本型式與尺寸》HG20583-1998《鋼制化工容器結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)定》上述標(biāo)準(zhǔn)中所列坡口形式和尺寸都是可行的，確保焊接接頭與母材等強，但不一定是最佳的，最佳的焊接坡口是根據(jù)結(jié)構(gòu)特點并結(jié)合制造單位的實際條件確定。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所67壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡67鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所68壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊接方法首先決定是否需要開坡口電渣焊均不需開坡口。手工電弧焊由于其熔深較淺，厚度大于6mm的鋼板就要開坡口。埋弧自動焊其熔深大，24mm以下鋼板雙面焊可以不開坡口。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所68壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡68鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所69壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊接方法首先決定是否需要開坡口坡口尺寸也與焊接方法有關(guān)手工電弧焊與氣體保護(hù)焊相比，前者坡口角度應(yīng)大些。因為手工電弧焊的焊條較粗，且焊縫表面有較厚的熔渣層，較大的坡口便于焊條深入坡口底部，也便于脫渣和清渣。氣體保護(hù)焊時，焊縫表面無熔渣，焊絲直徑也較小，故坡口角度可開小些。熔化極氣體保護(hù)焊的V形坡口角度一般可取45～50°，而手工電弧焊的V形坡口角度一般要≥60°。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所69壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡69鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所70壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計單就操作而言，坡口越小，耗用焊接材料越少，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益越高。因為填充金屬的多少直接取決于坡口截面，坡口越大，填充金屬越多，焊接時間也就越長。同時大的坡口會引起較大的焊接變形和殘余應(yīng)力，耗用矯正工時。在焊接方法一定時，坡口的形狀和尺寸主要決定于板厚的大小。板厚由小到大，應(yīng)依次分別采用V形、X形和U形等坡口。這樣可以減少焊接材料用量，利于控制焊接變形。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所70壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡70鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所71壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊件的材料不同，對坡口的形狀和尺寸要求也有差異。低碳鋼對焊接熱循環(huán)不敏感，可以采用高線能量的焊接規(guī)范參數(shù)，為便于操作，坡口截面應(yīng)大些。鉻鎳奧氏體不銹鋼，對焊接熱循環(huán)敏感性大，要求采用小線能量焊接，其坡口應(yīng)盡量小些，以避免焊接熱的多次作用。鎳及鎳合金焊接時其熔池液體粘度較大，流動性差，熔深淺，焊接過程中易出現(xiàn)夾渣和未熔合等缺陷，故其坡口角度應(yīng)適當(dāng)加大，根部鈍邊適當(dāng)減小，其V形坡口角度一般為80～90°。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所71壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡71鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所72壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡口和焊接接頭設(shè)計坡口設(shè)計焊接接頭設(shè)計壓力容器焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計時，為做到合理地選擇焊接接頭的類型，應(yīng)綜合考慮如下因素：設(shè)計要求：保證接頭滿足使用要求。焊接和無損檢測的難易與焊接變形：操作容易實現(xiàn)，焊接應(yīng)力小，變形能夠控制。焊接成本：接頭準(zhǔn)備和施工時費用低，經(jīng)濟性好。施工條件：制造施工單位具備完成施工要求所需的技術(shù)、人員和設(shè)備條件。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所72壓力容器焊接設(shè)計4.3焊接坡72焊接變形與焊接應(yīng)力

（焊接殘余變形與焊接殘余應(yīng)力）焊接變形與焊接應(yīng)力

（焊接殘余變形與焊接殘余應(yīng)力）鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所74焊接變形與焊接應(yīng)力焊接變形與焊接應(yīng)力的產(chǎn)生焊接是一種局部加熱過程熔池冷卻凝固成為焊縫后將繼續(xù)冷卻到環(huán)境溫度隨著溫度的變化，體積相應(yīng)發(fā)生變化，即局部的膨脹和收縮焊件局部膨脹和收縮，會引起焊件的變形當(dāng)上述局部體積變化受到限制，就造成焊件內(nèi)的應(yīng)力在焊后殘留于工件的變形和應(yīng)力稱為殘余變形和殘余應(yīng)力鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所74焊接變形與焊接應(yīng)力焊接變形與焊74鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所75焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形焊接變形的種類縱向（沿焊縫方向）和橫向（垂直于焊縫方向）變形是焊接變形的最基本形式角變形，亦稱轉(zhuǎn)角變形鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所75焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接75鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所76焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形焊接變形的種類彎曲變形波浪變形扭曲變形，亦稱螺旋變形鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所76焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接76鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所77焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形影響變形量的因素一般情況下，線膨脹系數(shù)大的材料，焊縫收縮量也大。鋁、奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)都比低碳鋼大，焊后殘余變形量也就大。焊件剛性越大則變形量越小。多層焊時，第一層引起的收縮量最大，第二層的收縮量只有第一層的20%，以后逐層減小。用夾具固定焊時，焊接變形可較自由狀態(tài)下減少40～70%。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所77焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接77鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所78焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形影響變形量的因素焊接接頭型式對角變形的影響符合下述規(guī)律：角變形隨坡口角度增大而增加。V型坡口的角變形大于U型坡口。V型、U型坡口的角變形大于對稱型坡口。具有I型坡口特點的電渣焊焊縫、窄間隙焊焊縫、等離子弧焊等焊縫，其角變形都很小。單層自動弧焊的熔深大，焊縫上、下寬度相差不大，故其角變形較手弧焊為小。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所78焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接78鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所79焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形減少焊接變形的措施設(shè)計方面盡量減少焊縫數(shù)量、焊縫長度和焊縫截面積；使結(jié)構(gòu)中所有焊縫盡量對稱于中性軸布置；結(jié)構(gòu)上便于施焊時采用胎模夾具固定；合理設(shè)計角焊縫焊角尺寸。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所79焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接79鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所80焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形減少焊接變形的措施工藝方面反變形法鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所80焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接80鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所81焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形減少焊接變形的措施工藝方面剛性夾持進(jìn)行焊接

利用夾具剛性固定焊件進(jìn)行焊接設(shè)置臨時拉桿提高焊件剛性兩個相同焊件相互點固后再行焊接鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所81焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接81鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所82焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形減少焊接變形的措施工藝方面選用合適的焊接方法和焊接順序，以減少焊件受熱鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所82焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接82鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所83焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接殘余變形減少焊接變形的措施工藝方面焊后矯形當(dāng)采用上述措施后焊接變形仍較大時，則應(yīng)根據(jù)焊件設(shè)計要求考慮進(jìn)行焊后矯形。矯形的方法有機械法和火焰法，機械法可用校平機、壓力機、卷板機、錘擊等。在選用矯形方法時，要特別注意鋼種。對耐腐蝕設(shè)備不宜用錘擊以防止應(yīng)力腐蝕。對具有晶間腐蝕傾向的奧氏體不銹鋼和淬硬傾向較大的鋼材不宜用火焰矯形。對冷裂傾向較大的高強鋼要少用機械法矯形。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所83焊接變形與焊接應(yīng)力5.1焊接83鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所84焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生原因總的來說，焊接應(yīng)力是焊接過程中焊件體積變化受阻而產(chǎn)生。在焊接過程中引起體積變化的主要原因是：由于溫度降低體積收縮和低溫時組織轉(zhuǎn)變而引起的體積變化。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所84焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接84鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所85焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力焊接應(yīng)力的類型焊接應(yīng)力既是焊縫金屬體積變化受阻所產(chǎn)生，故應(yīng)力為三向應(yīng)力。但鑒于化工設(shè)備焊接中是以厚度不大的板材為主要對象，故焊接應(yīng)力主要為雙向應(yīng)力（縱向、橫向）。多數(shù)情況下，焊縫及近縫區(qū)易產(chǎn)生焊接拉應(yīng)力。拉應(yīng)力會降低材料塑性，成為焊接接頭產(chǎn)生裂紋或脆斷的主要根源。對承受動載的零件危害很大。若焊接應(yīng)力為壓應(yīng)力，則主要降低受外壓薄壁圓筒或其它受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性，是使薄壁殼體焊后產(chǎn)生波浪變形的主要原因之一。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所85焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接85鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所86焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力焊接應(yīng)力對焊件使用性能的影響焊件中存在殘余應(yīng)力，會降低焊件的承載能力，同時易導(dǎo)致焊后甚至使用期間的變形。由于焊接時焊件僅產(chǎn)生局部的體積變化，故焊接應(yīng)力也僅是一個局部效應(yīng)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所86焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接86鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所87焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施設(shè)計方面中心問題是正確布置焊縫，以免應(yīng)力疊加，降低應(yīng)力峰值。焊縫彼此盡量分散并避免交叉。避免在斷面劇烈過渡區(qū)設(shè)置焊縫。焊縫應(yīng)盡量分布在結(jié)構(gòu)應(yīng)力最簡單、最小處。對臥式容器環(huán)縫應(yīng)盡量位于支座以外，縱縫則盡量位于殼體下部140°范圍以外。改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計，局部降低焊件剛性，減小焊接應(yīng)力。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所87焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接87鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所88焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施設(shè)計方面鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所88焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接88鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所89焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施設(shè)計方面鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所89焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接89鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所90焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施工藝方面采用合理的施焊順序鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所90焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接90鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所91焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施工藝方面縮小焊接區(qū)與結(jié)構(gòu)整體之間的溫差整體預(yù)熱采用低線能量間歇施焊等錘擊焊縫鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所91焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接91鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所92焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接殘余應(yīng)力降低焊接殘余應(yīng)力的措施對于有應(yīng)力腐蝕和要求尺寸穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，承受交變載荷要求有較大抗疲勞強度的焊接結(jié)構(gòu)，以及低溫下使用的結(jié)構(gòu)，為了防止低溫應(yīng)力脆性破壞，焊后一般都須消除焊接應(yīng)力。只有當(dāng)材料的塑性、韌性都很好時才可以不考慮消除焊接應(yīng)力的措施。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所92焊接變形與焊接應(yīng)力5.2焊接92焊接缺陷及防止焊接缺陷及防止鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所94焊接缺陷及防止6.1常見焊接缺陷及其分類焊接缺欠與焊接缺陷焊接缺欠：在焊接接頭中存在的不連續(xù)性、不均勻性以及其它不健全的缺損焊接缺陷：在焊接缺欠中，根據(jù)產(chǎn)品相應(yīng)的制造技術(shù)條件的規(guī)定，凡不符合焊接產(chǎn)品使用性能要求的焊接缺欠焊接缺陷是焊接缺欠中不可接受的、不合格的缺欠焊接缺欠是絕對的焊接缺陷是相對的鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所94焊接缺陷及防止6.1常見焊接94鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所95焊接缺陷及防止6.1常見焊接缺陷及其分類常見焊接缺陷常見的焊接缺陷有：裂紋、氣孔、咬邊、夾渣、夾鎢、未熔合、未焊透、未焊滿、焊瘤、焊縫外觀和尺寸不符合要求等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所95焊接缺陷及防止6.1常見焊接95鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所96焊接缺陷及防止6.1常見焊接缺陷及其分類焊接缺陷的分類按成因分類結(jié)構(gòu)缺陷（缺陷的產(chǎn)生與設(shè)計結(jié)構(gòu)有關(guān)）工藝缺陷（缺陷的產(chǎn)生與工藝因素有關(guān)）冶金缺陷（缺陷的產(chǎn)生與冶金因素有關(guān)）鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所96焊接缺陷及防止6.1常見焊接96鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所97焊接缺陷及防止6.1常見焊接缺陷及其分類焊接缺陷的分類按可見性分類表面缺陷內(nèi)部缺陷從斷裂機理的觀點分類平面型非平面型鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所97焊接缺陷及防止6.1常見焊接97鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所98焊接缺陷及防止6.2焊接缺陷的危害增加焊縫截面積的缺陷余高過大、焊瘤、下塌等。這類缺陷并不會減小焊縫截面應(yīng)力，反而使截面突變處產(chǎn)生應(yīng)力集中，截面突變處會導(dǎo)致疲勞強度、承載交變載荷能力的降低，增加脆性破壞機率。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所98焊接缺陷及防止6.2焊接缺陷98鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所99焊接缺陷及防止6.2焊接缺陷的危害減少焊縫截面積的缺陷裂紋、氣孔、夾渣、未焊透、未熔合、咬邊。減少了受力截面積，使容器承載能力下降，而且?guī)в屑舛说娜毕輼O易引起應(yīng)力集中，促使脆性破壞，在這方面，面形缺陷（未熔合、裂紋）比體形缺陷（氣孔、夾渣）更危險。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所99焊接缺陷及防止6.2焊接缺陷99鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所100焊接缺陷及防止6.2焊接缺陷的危害表面焊接缺陷導(dǎo)致溶液積聚、濃縮腐蝕介質(zhì)，而加速局部腐蝕。在應(yīng)力狀態(tài)下由于應(yīng)變促進(jìn)金屬離子脫離晶格進(jìn)入介質(zhì)，應(yīng)力促使表面膜破裂加速氫離子向金屬中擴散及導(dǎo)致新的陽極相出現(xiàn)，而加速局部腐蝕進(jìn)行。靜載荷下的應(yīng)力腐蝕開裂和交變載荷下的腐蝕疲勞最為嚴(yán)重鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所100焊接缺陷及防止6.2焊接缺100鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所101焊接缺陷及防止6.3余高余高既是焊接工藝的需要，又對容器的安全運行，尤其是疲勞壽命產(chǎn)生一定的影響。余高的作用壓力容器的焊接多為多道焊，后焊的焊道相當(dāng)于對前一焊道起到保溫。緩冷與正火的作用，對消除前一焊道的焊接應(yīng)力、細(xì)化晶粒是有益的。余高相當(dāng)于對最外一層強度焊道起到了保溫、緩冷與正火作用，因此余高是有用的，它是焊接工藝的需要。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所101焊接缺陷及防止6.3余高101鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所102焊接缺陷及防止6.3余高余高的危害接頭焊妥后，余高的工藝作用即完成，此后余高的存在將對容器的運行安全產(chǎn)生某些不利的影響。日本試驗：未保留余高的容器疲勞壽命與保留余高的相差2.1～2.5倍。我國三層熱套模擬容器的壓力疲勞試驗。余高的存在破壞了焊縫表面幾何形狀的連續(xù)性，會因外形突變產(chǎn)生附加彎矩，造成較高的局部應(yīng)力。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所102焊接缺陷及防止6.3余高102鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所103焊接缺陷及防止6.3余高如果焊后采用修磨等方法將余高去除，不僅使焊縫外觀與母材保持一致，消除了產(chǎn)生局部應(yīng)力的根源，同時也消除了焊縫表面可能存在的各種焊接缺陷，因而要經(jīng)過漫長的生核和緩慢的擴展過程，才可能產(chǎn)生疲勞斷裂。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所103焊接缺陷及防止6.3余高103鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所104焊接缺陷及防止6.4咬邊施焊時焊條（或焊絲）碰到母材將母材熔掉一塊，即產(chǎn)生了咬邊。咬邊一般位于焊縫好母材連接處、角焊縫的焊趾處或者坡口焊縫的熔合線處。咬邊也可能出現(xiàn)在單面焊接的坡口焊縫根部。咬邊通常由于焊接操作不恰當(dāng)所致。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所104焊接缺陷及防止6.4咬邊104鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所105焊接缺陷及防止6.4咬邊咬邊的危害咬邊造成微小區(qū)域的形狀突變，會產(chǎn)生應(yīng)力集中。據(jù)國外資料介紹咬邊部位的應(yīng)力集中系數(shù)可能高達(dá)3。咬邊是“開口”缺陷，尤其是位于容器內(nèi)表面的咬邊將直接和介質(zhì)接觸，介質(zhì)在壓力作用下會進(jìn)入咬邊內(nèi)部，形成不流動的介質(zhì)“死區(qū)”，在長期使用過程中“死區(qū)”的介質(zhì)會逐漸濃縮，促發(fā)局部腐蝕。咬邊在滲入其內(nèi)部介質(zhì)壓力的作用下易擴展，甚至誘發(fā)裂紋。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所105焊接缺陷及防止6.4咬邊105鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所106焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋裂紋是焊接結(jié)構(gòu)中比較普遍而又十分嚴(yán)重的一種缺陷。嚴(yán)重的裂紋明顯地削弱容器的承載能力和耐腐蝕性能。即使開始不很嚴(yán)重的裂紋，由于在裂紋尖端處存在應(yīng)力集中，低溫、交變或沖擊載荷的作用會使裂紋擴展，從而有造成突然脆斷的可能。由于裂紋而造成的事故在國內(nèi)、外都為數(shù)不少。

鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所106焊接缺陷及防止6.5焊接裂106鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所107焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋焊接裂紋可能產(chǎn)生在焊縫區(qū)，也可能產(chǎn)生在熱影響區(qū)或熔合處。有時出現(xiàn)縱向裂紋，有時出現(xiàn)橫向裂紋。在斷弧處還會出現(xiàn)火口裂紋亦稱弧坑裂紋。從形成裂紋的本質(zhì)來看，大體上可分為熱裂紋和冷裂紋兩大類。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所107焊接缺陷及防止6.5焊接裂107鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所108焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋焊縫上縱向裂紋焊縫上橫向裂紋熱影響區(qū)縱向裂紋熱影響區(qū)橫向裂紋火口（弧坑）裂紋焊道下裂紋焊縫內(nèi)部晶間裂紋熱影響區(qū)焊縫貫穿裂紋焊趾裂紋焊縫根部裂紋鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所108焊接缺陷及防止6.5焊接裂108鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所109焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋熱裂紋

熱裂紋又稱結(jié)晶裂紋，是在焊縫凝固或高溫時形成的。其外形特征具有晶間破壞的性質(zhì)，在多數(shù)情況下裂紋面上有強烈氧化的彩色（深蘭色或黑色）。多出現(xiàn)在焊縫上，個別情況下也出現(xiàn)于熱影響區(qū)。熱裂紋分微觀裂紋和宏觀裂紋兩種，微觀裂紋沿晶界分布，火口裂紋屬熱裂紋。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所109焊接缺陷及防止6.5焊接裂109鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所110焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋熱裂紋

形成機理在焊縫凝固過程中，當(dāng)存在低熔點共晶體時，由于焊接冷卻速度很快，故極易在晶界產(chǎn)生微觀偏析，使晶粒之間由低熔點共晶體隔開。當(dāng)晶粒已凝固，而晶界處于液態(tài)，變形阻力幾乎為零時，若焊接拉伸應(yīng)變很大，則可能使晶界被拉開，冷卻后就形成裂紋。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所110焊接缺陷及防止6.5焊接裂110鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所111焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋熱裂紋

影響因素?zé)崃鸭y的形成與金屬凝固溫度范圍的大小，在該溫度范圍內(nèi)低熔點共晶體的數(shù)量及焊接拉伸應(yīng)變情況等因素有關(guān)。前兩個因素可歸為冶金因素，主要決定于化學(xué)成分，雜質(zhì)的分布情況，晶粒的大小及方向性以及變形速度等。后一因素可歸為力學(xué)因素，主要決定于金屬的膨脹系數(shù)，焊接接頭剛性，焊縫位置以及焊接溫度分布情況等。

鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所111焊接缺陷及防止6.5焊接裂111鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所112焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋熱裂紋

預(yù)防熱裂紋的措施嚴(yán)格控制焊縫化學(xué)成分，限制碳、硫、磷含量。當(dāng)上述措施還無法避免熱裂紋時，就必須采取工藝措施：焊前預(yù)熱、伴熱用大線能量施焊（但要保證焊縫形狀系數(shù)不過?。１M量降低焊件剛性等。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所112焊接缺陷及防止6.5焊接裂112鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所113焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋冷裂紋冷裂紋的特點冷裂紋是焊接高強鋼、中合金鋼和中碳鋼等易淬火鋼材最易產(chǎn)生的焊接缺陷。冷裂紋與熱裂紋有本質(zhì)區(qū)別。產(chǎn)生于焊縫金屬凝固之后，一般產(chǎn)生于馬氏體轉(zhuǎn)變溫度以下或常溫。主要產(chǎn)生于熱影響區(qū)，個別情況下產(chǎn)生于焊縫區(qū)。常具有延遲性。裂紋表面無明顯氧化色彩，屬脆口斷裂。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所113焊接缺陷及防止6.5焊接裂113鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所114焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋冷裂紋冷裂紋產(chǎn)生原因冷裂紋的產(chǎn)生就其本質(zhì)而言，是焊件熱影響區(qū)的低塑性組織，焊接接頭中的氫氣和焊接應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。冷裂紋是上述三個因素綜合作用的結(jié)果，排除或消弱其中任何一個因素都對防冷裂有利。若僅存在某一因素的作用，冷裂紋也不致產(chǎn)生，這也是防冷裂的基本出發(fā)點。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所114焊接缺陷及防止6.5焊接裂114鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所115焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋冷裂紋預(yù)防冷裂紋措施最大限度地降低焊縫氫含量。采用預(yù)熱、伴熱和焊后熱處理以及采用大線能量施焊均利于氫的逸出和降低淬火傾向。嚴(yán)格控制母材含磷量，以防冷脆。采取有利于降低焊接殘余應(yīng)力的措施。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所115焊接缺陷及防止6.5焊接裂115鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所116焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋再熱裂紋(主要是消除應(yīng)力熱處理裂紋)再熱裂紋是容器在焊后消除應(yīng)力熱處理或高溫操作條件下產(chǎn)生的一種晶間裂紋。這種裂紋沿?zé)嵊绊憛^(qū)的粗晶區(qū)的晶粒周界擴展，呈分枝狀。裂紋擴展到焊縫或母材的細(xì)晶粒區(qū)就終止了。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所116焊接缺陷及防止6.5焊接裂116鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所117焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋再熱裂紋(主要是消除應(yīng)力熱處理裂紋)再熱裂紋形成機理再熱裂紋的形成機理至今尚無明確定論。再熱裂紋的產(chǎn)生與高溫應(yīng)力松馳有關(guān)。熱影響區(qū)中粗晶區(qū)的殘余應(yīng)力最高，相應(yīng)地就要產(chǎn)生較大的塑性應(yīng)變才能使應(yīng)力降低。但有些鋼種，該處的塑性在消除應(yīng)力熱處理前后有較大變化。熱處理后晶界的塑性比晶界內(nèi)低，晶界成為薄弱環(huán)節(jié)，容易在此引起開裂。熱處理前后粗晶區(qū)塑性的變化主要與合金所處狀態(tài)有關(guān)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所117焊接缺陷及防止6.5焊接裂117鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所118焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋再熱裂紋(主要是消除應(yīng)力熱處理裂紋)影響因素影響再熱裂紋的因素很多，如母材的化學(xué)成分、拘束狀態(tài)、焊接規(guī)范、焊條強度、消除應(yīng)力退火規(guī)范和使用溫度等。化學(xué)成分主要影響熱影響區(qū)晶界塑性。拘束狀態(tài)、焊接規(guī)范主要影響焊接殘余應(yīng)力大小。消除應(yīng)力熱處理規(guī)范或使用溫度主要影響再熱作用下所引起的塑性變形量。熱影響區(qū)晶界的塑性應(yīng)變能力、焊接殘余應(yīng)力和再熱引起的塑性應(yīng)變量是影響再熱裂紋的三個基本因素，也是制訂預(yù)防措施的基本出發(fā)點。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所118焊接缺陷及防止6.5焊接裂118鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所119焊接缺陷及防止6.5焊接裂紋再熱裂紋(主要是消除應(yīng)力熱處理裂紋)再熱裂紋預(yù)防措施選用再熱裂紋敏感性小的母材，這是最根本的措施。采取一切有利于降低殘余應(yīng)力的措施。避免焊接殘余應(yīng)力與其它應(yīng)力（結(jié)構(gòu)應(yīng)力、再熱過程中的熱應(yīng)力等）的復(fù)合。注意再熱時熱源氣氛的選擇。在確保消除應(yīng)力效果的前提下，盡量采用較低的再熱溫度和較短的保溫時間。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所119焊接缺陷及防止6.5焊接裂119鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所120焊接缺陷及防止6.6氣孔氣孔是焊接時熔池中的氣體在金屬凝固之前未來得及逸出，而在焊縫金屬中殘留下來所形成的空穴。氣孔的危害比裂紋小，但氣孔的尺寸好數(shù)量超過一定范圍時，就是不允許的焊接缺陷。微量氣孔對接頭靜態(tài)拉伸或屈服強度無明顯影響。氣孔對塑性的影響比較顯著。母材屈服強度越高，氣孔對塑性的影響就越大。焊縫中溶入氣體的縫隙是導(dǎo)致焊件開裂的裂紋源。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所120焊接缺陷及防止6.6氣孔120壓力容器焊接接頭檢測方法壓力容器焊接接頭檢測方法鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所122壓力容器焊接接頭檢測方法7.1無損檢測基本概念無損檢測是在不損傷被檢物（材料、工件或容器）的完整結(jié)構(gòu)和使用性能的情況下，利用電磁波、聲、光、熱、電、磁等與物質(zhì)的相互作用，探測被檢物內(nèi)部或表面的宏觀缺陷，并對其種類、形狀、尺寸、取向和位置作出判斷的工藝方法。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所122壓力容器焊接接頭檢測方法7.122鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所123壓力容器焊接接頭檢測方法7.1無損檢測基本概念在原材料和壓力容器制造過程中，產(chǎn)生缺陷是不可避免的，針對具體使用情況，其中某些缺陷可能是不允許的，而對一定程度大小的另一些缺陷則是允許的。設(shè)計者應(yīng)提出合理的檢測要求，包括選用合理的檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和檢測方法，確定恰如其分的檢測合格級別，以保證壓力容器產(chǎn)品既有滿足安全使用要求的可靠性，又有經(jīng)濟合理的制造成本。目前在壓力容器行業(yè)使用JB/T4730《承壓設(shè)備無損檢測》標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)是包括五大常規(guī)檢測方法（RT、UT、MT、PT、ET）的綜合性檢測標(biāo)準(zhǔn)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所123壓力容器焊接接頭檢測方法7.123鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所124壓力容器焊接接頭檢測方法7.1無損檢測基本概念無損檢測的主要目的對原材料、零部件、產(chǎn)品各制造工序間直至最終產(chǎn)品的外觀（包括形狀、尺寸）和內(nèi)在質(zhì)量的檢查。通過無損檢測評價制造工藝的合理性，為制定和改進(jìn)制造工藝過程提供依據(jù)。作為評定產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣等級的依據(jù)，提高產(chǎn)品在規(guī)定使用條件下工作的可靠性。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所124壓力容器焊接接頭檢測方法7.124鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所125壓力容器焊接接頭檢測方法7.1無損檢測基本概念無損檢測方法的選擇常用的壓力容器無損檢測方法主要有目視、射線、超聲、磁粉、滲透、渦流、聲發(fā)射、泄漏等檢測方法。每種方法都各有優(yōu)點和局限性。各種方法對缺陷的檢出幾率不可能是100%，不同方法對同一缺陷的檢測結(jié)果也會不完全一致。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所125壓力容器焊接接頭檢測方法7.125鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所126壓力容器焊接接頭檢測方法7.1無損檢測基本概念無損檢測方法的選擇在常規(guī)無損檢測方法中射線和超聲檢測主要用于檢測內(nèi)部缺陷，磁粉和渦流檢測常用于檢測表面和近表面缺陷，滲透檢測方法僅用于檢測表面開口缺陷。為提高檢測結(jié)果的可靠性，應(yīng)根據(jù)設(shè)備的介質(zhì)、制造方法、工作介質(zhì)、使用條件和失效模式及預(yù)計可能產(chǎn)生的缺陷種類、形狀、部位和取向，選擇合適的無損檢測方法。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所126壓力容器焊接接頭檢測方法7.126鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所127壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測射線檢測原理和特點射線檢測原理利用強度均勻的X和γ射線照射工件，使照相膠片感光。由于工件內(nèi)缺陷與無缺陷部位的密度和厚度差異，射線在這些部位的衰減程度也不同，就可得到和工件內(nèi)部有無缺陷相對應(yīng)的不同黑度的圖像（射線底片）。從而檢查出缺陷的種類、大小和分布狀況等，并確定工件的質(zhì)量等級。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所127壓力容器焊接接頭檢測方法7.127鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所128壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測射線檢測原理和特點射線檢測的特點通過底片評價工件的質(zhì)量記錄直觀、定性定量準(zhǔn)確、重復(fù)性好、易于保存歸檔。射線對人體有傷害作用，防護(hù)設(shè)備投資高。射線檢測時，膠片和有關(guān)藥品消耗量大，成本高。射線檢測可用于碳素鋼、低合金鋼、奧氏體不銹鋼、鎳及鎳基合金、銅及銅合金、鋁及鋁合金、鈦及鈦合金和復(fù)合材料等的焊接接頭和鑄件，但一般不適合用于鍛件、管材、板材等。對被檢工件的厚度下限沒有限制。射線檢測是采用穿透法，因此必須將射線源和射線膠片放置在被檢工件兩側(cè)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所128壓力容器焊接接頭檢測方法7.128鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所129壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測射線透照檢測技術(shù)不同用途、不同使用要求的壓力容器對于焊接接頭有不同的質(zhì)量檢測要求。射線檢測技術(shù)分為三級：A級——低靈敏度技術(shù)AB級——中靈敏度技術(shù)B級——高靈敏度技術(shù)鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所129壓力容器焊接接頭檢測方法7.129鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所130壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測壓力容器焊接接頭的射線檢測質(zhì)量等級焊接缺陷焊縫表面質(zhì)量（包括焊縫余高）的要求射線底片上缺陷長度和寬度的確定鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所130壓力容器焊接接頭檢測方法7.130鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所131壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測壓力容器焊接接頭的射線檢測質(zhì)量等級質(zhì)量等級評定對于鋼制壓力容器焊接接頭Ⅰ級焊縫內(nèi)不允許存在有裂紋、未熔合、未焊透和條狀缺陷；Ⅱ級焊縫內(nèi)不允許有裂紋、未熔合和未焊透存在；Ⅲ級焊縫內(nèi)不允許有裂紋、未熔合以及雙面焊或相當(dāng)于雙面焊的全焊透對接焊縫和加墊板單面焊中的未焊透存在；焊縫缺陷超過Ⅲ級者為Ⅳ級。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所131壓力容器焊接接頭檢測方法7.131鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所132壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測壓力容器焊接接頭的射線檢測質(zhì)量等級鋼焊縫質(zhì)量級別的劃分依據(jù)實驗表明，除低應(yīng)力斷裂情況外，一般由靜載荷引起的焊縫強度降低遠(yuǎn)小于沖擊和往復(fù)動載荷引起的焊縫強度降低。因此，鋼焊縫射線檢測質(zhì)量級別主要是根據(jù)由缺陷引起的疲勞強度降低程度來確定。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所132壓力容器焊接接頭檢測方法7.132鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所133壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測壓力容器焊接接頭的射線檢測質(zhì)量等級鋼焊縫質(zhì)量級別的劃分依據(jù)Ⅰ級焊縫是對疲勞強度要求很高的焊縫通常是指核能、超高壓或工作介質(zhì)為高度和極度危害物質(zhì)的設(shè)備焊縫以及承受很大靜載荷、動載荷和交變載荷的焊縫、特別是在循環(huán)不對稱交變載荷作用下的焊縫。余高的存在將使疲勞強度顯著降低，所以Ⅰ級焊縫通常應(yīng)將余高磨平。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所133壓力容器焊接接頭檢測方法7.133鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所134壓力容器焊接接頭檢測方法7.2射線檢測壓力容器焊接接頭的射線檢測質(zhì)量等級鋼焊縫質(zhì)量級別的劃分依據(jù)Ⅱ級焊縫是對疲勞強度有一定要求的容器焊縫即高壓或工作介質(zhì)為有害氣體焊縫以及承受較大動、靜載荷或有限循環(huán)次數(shù)交變載荷的焊縫，允許保留焊縫余高。Ⅲ級焊縫是基本上不考慮疲勞強度主要包括低壓或工作介質(zhì)為無害氣體的焊縫以及一般只承受靜載荷的焊縫，可保留焊縫余高。Ⅳ級焊縫是不合格焊縫即無法滿足正常使用的鍋爐、壓力容器及壓力管道焊縫。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所134壓力容器焊接接頭檢測方法7.134鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所135壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測超聲檢測原理和特點超聲檢測原理超聲波探頭在高頻電脈沖激發(fā)下，發(fā)射出持續(xù)時間極短的脈沖反射波，通過探頭與工件間的耦合劑在工件中傳播，當(dāng)遇到工件內(nèi)的缺陷或是工件的界面即產(chǎn)生反射，返回的超聲波被探頭接收，并轉(zhuǎn)換成電信號在儀器熒光屏上顯示，根據(jù)傳播時間和回波的波幅高低，發(fā)現(xiàn)缺陷的位置、長度和波幅進(jìn)行測定。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所135壓力容器焊接接頭檢測方法7.135鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所136壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測超聲檢測原理和特點超聲檢測的特點由于目前超聲檢測只能提供波幅和傳播時間兩個基本參數(shù)，對缺陷的判斷是依據(jù)：缺陷反射回波的形狀、靜態(tài)波形、動態(tài)波形、回波包絡(luò)線工件的材料特性、結(jié)構(gòu)、制造工藝及熱處理條件等焊縫的焊接方法、焊接工藝、工件形狀、坡口形式、熱處理狀態(tài)等缺陷的波幅高度、位置、取向判斷正確性主要取決于檢測人員的技術(shù)水平和實踐經(jīng)驗鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所136壓力容器焊接接頭檢測方法7.136鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所137壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測超聲檢測原理和特點超聲檢測的特點缺陷檢測靈敏度受缺陷反射面的影響很大。除了某些先進(jìn)的帶記錄或成像的超聲檢測技術(shù)外，一般多數(shù)情況是沒有明確的記錄，缺乏直觀性。超聲檢測通常適用于金屬板材、管材、棒材、鋼鍛件、焊縫等的檢測；不適用或很難適用粗晶材料（如奧氏體鋼鑄件和焊縫）、形狀復(fù)雜或表面粗糙的工件。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所137壓力容器焊接接頭檢測方法7.137鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所138壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測超聲檢測原理和特點超聲檢測的特點采用縱波直射法探測工件（如鍛件等）其最大有效探測深度可達(dá)1m左右，對有些鋼種可以高達(dá)3m；采用橫波斜射法探查工件（如焊縫等）其最大有效探測深度可達(dá)0.5m以上。超聲檢測采用反射法，一般只要將探頭放置在被檢工件的單面即可。超聲檢測可以較好地確定缺陷在被檢工件在厚度方向的位置和缺陷的自身高度。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所138壓力容器焊接接頭檢測方法7.138鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所139壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測壓力容器焊接接頭超聲檢測焊接接頭的超聲檢測主要采用單晶斜探頭進(jìn)行橫波檢測檢測區(qū)檢測區(qū)的寬度應(yīng)是焊縫的寬度加上焊縫兩側(cè)各相當(dāng)于母材厚度30%的一段區(qū)域，這個區(qū)域最小為5mm，最大為10mm適用壁厚范圍6～400mm的焊縫鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所139壓力容器焊接接頭檢測方法7.139鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所140壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測壓力容器焊接接頭超聲檢測在JB/T4730-2005中，根據(jù)壓力容器產(chǎn)品的重要程度，其焊接接頭的超聲檢測技術(shù)分為三個檢測級別：A級檢測適用于壓力容器的支承件和結(jié)構(gòu)件的焊接接頭檢測B級檢測適用于一般壓力容器的對接焊接接頭檢測C級檢測適用于重要壓力容器的對接焊接接頭檢測鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所140壓力容器焊接接頭檢測方法7.140鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所141壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測壓力容器焊接接頭超聲檢測壓力容器焊縫質(zhì)量等級評定主要根據(jù)缺陷的性質(zhì)、缺陷的波幅、單個缺陷指示長度（mm）、缺陷累計長度（mm）、缺陷的密集程度，按JB/T4730的規(guī)定進(jìn)行評級，共分為三個等級。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所141壓力容器焊接接頭檢測方法7.141鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所142壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測衍射時差法(TOFD)TimeofFlightDiffraction是一種依靠從待檢試件內(nèi)部結(jié)構(gòu)（主要是指缺陷）的“端角”和“端點”處得到的衍射能量來檢測缺陷的方法。超聲TOFD法可用于材料探傷、缺陷定位和定量。與常規(guī)的超聲技術(shù)不同，TOFD法不用脈沖回波幅度對缺陷大小做定量測定，而是靠脈沖傳播時間來定量。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所142壓力容器焊接接頭檢測方法7.142鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所143壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測衍射時差法(TOFD)TOFD技術(shù)最早是1972年由英國哈威爾無損檢測中心Dr.SilkMG提出的。20年后英標(biāo)準(zhǔn)BS7706問世。1996年起美ASME將其列入規(guī)范案例2235[3]和第Ⅴ卷《無損檢測》附錄。2000年歐、日分別推出專用標(biāo)準(zhǔn)。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所143壓力容器焊接接頭檢測方法7.143鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所144壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測衍射時差法(TOFD)在國內(nèi)的特種設(shè)備行業(yè)，2003年，最早將TOFD技術(shù)用于工程檢測并申請成為企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的是中國第一重型機械集團公司。應(yīng)用對象是神華煤液化工程中的壁厚達(dá)340mm的加氫反應(yīng)器。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所144壓力容器焊接接頭檢測方法7.144鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所145壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測TOFD檢測原理TOFD不同于以往的常規(guī)超聲技術(shù)，它利用的是在固體中聲速最快的縱波在缺陷端部產(chǎn)生的衍射能量來進(jìn)行檢測。裂紋衍射波衍射波入射波折射波鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所145壓力容器焊接接頭檢測方法7.145鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所146壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測TOFD檢測原理在焊縫兩側(cè)，將一對頻率、尺寸和角度相同的縱波斜探頭相向?qū)ΨQ放置，一個作為發(fā)射探頭，另一個作為接受探頭。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所146壓力容器焊接接頭檢測方法7.146鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所147壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測TOFD檢測原理發(fā)射探頭發(fā)射的縱波從側(cè)面入射被檢焊縫斷面。在無缺陷部位，接收探頭會接收到沿試件表面?zhèn)鞑サ闹蓖úê偷酌娣瓷洳ā｀嵵荽髮W(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所147壓力容器焊接接頭檢測方法7.147鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所148壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測TOFD檢測原理而有缺陷存在時，在上述兩波之間，接收探頭會接收到缺陷上端部和下端部的衍射波信號。鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所148壓力容器焊接接頭檢測方法7.148鄭州大學(xué)化工設(shè)備設(shè)計研究所149壓力容器焊接接頭檢測方法7.3超聲檢測衍射時差法超聲檢測TOFD優(yōu)越性一次掃查幾乎能夠覆蓋整個焊縫區(qū)域（除上下表面盲區(qū)），可以實現(xiàn)非常高的檢測速度；對于焊縫中部缺陷檢出率很高；能夠發(fā)現(xiàn)各種類型的缺陷，對缺陷的走向不敏感；