压力容器设计中对焊接技术条件的考虑

张伟

摘 要：近年来，随着我国经济和科技的发展，压力容器得到了迅速发展，但在设计压力容器的过程中，必须考虑焊接工艺条件。本文首先对压力容器的焊接工艺进行了综述。其次，分析了压力容器的设计规范和要求。最后，从钢的焊接性能、焊接材料、焊接工艺等方面对压力容器设计中的焊接技术进行了探讨，以促进压力容器的设计与开发。

关键词：压力容器；设计；焊接技术；认为

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.026

0 前言

焊接技术在压力容器的制造和安装以及压力容器的使用和维护中具有不可替代的作用。良好的焊接工艺可以保证压力容器的正常使用和循环。因此，焊接工艺条件的考虑占有关键地位。

1 焊接技术条件的概述

压力容器在制造、检验和验收过程中，对各个环节都有严格的要求。焊接工艺作为压力容器制造过程中的重要环节，其要求更为严格和具体。在制造压力容器的过程中，必须根据设计图纸，结合实际应用情况，用科学合理的方法进行焊接工作。设计师必须设计人员应全面掌握压力容器设计、制造、检验、验收的标准、规范体系，熟悉体系要求，充分了解钢材焊接性能，准确理解焊接工艺评定，确保工程目的，在设计中注意焊接技术条件的一般要求，同时还要特别注意容器产品的具体要求。

2 符合压力容器设计的规范和要求

根据压力容器设计参数、使用条件、材料特性和安全要求，压力容器设计人员必须全面准确地熟悉、理解和掌握有关规范和标准的适用内容和范围，要求设计人员具备良好的专业基础知识和丰富的实践经验。压力容器设计文件中一般规定了必须遵守的两项重要法规和强制性标准：固定压力容器安全技术监督规范和gbl 50 - 2011压力容器。《固定规程》规定了需要焊接工艺评定的焊接接头类型，并对焊接工艺评定设备和焊接试验人员、焊接工艺评定报告、焊接工艺规范审批、压力容器组焊修理提出了管理和技术要求。它是压力容器设计、制造和使用中必须遵守的最基本的安全原则。GB 150 - 2011《压力容器》是压力容器设计、制造、检验和验收的强制性技术标准。明确了保证压力容器安全和质量所必需的产品设计、制造、检验和验收的技术指标，对压力容器的设计、制造、检验和验收具有指导意义。

3 压力容器设计中对焊接技术条件探讨

（1）钢筋焊接性能。在考虑焊接性能时，必须选择压力容器的设计材料和焊接材料的具体选择，以掌握钢筋的焊接性能。首先选择焊接性好的焊接材料，然后分析焊接性能，预测焊接特性，提出相应的措施，制定具体的焊接方法。传统的合金结构钢是通过调整钢中碳和合金元素的含量，在不同的使用条件下加入适当的热处理，从而获得各种优异的使用性能。随着碳和合金元素含量的增加，钢的强度增加，焊接性变差。焊接性問题因等级而异。在合金结构钢中，接头的脆化、软化和裂纹倾向随着碳和合金元素含量的增加而增加。这些焊接性问题的发生将降低焊接结构安全运行的可靠性，导致焊接结构的早期失效。新研制的微合金化控轧控冷钢是在保持低碳或超低碳的条件下，不添加或添加少量合金元素，通过微合金化和tmcp精炼来提高钢的强度和韧性的钢，并已开始研究下一代超细晶粒钢。

（2）焊接材料的选择。焊接材料的选择应根据母材的化学成分、力学性能和焊接性能以及压力容器的特性、使用条件和焊接方法进行考虑，必要时应通过试验确定。设计人员在选择焊接材料时应保证焊缝金属的性能，一般说来，选择焊接材料的基本原则是焊缝金属的力学性能高于或等于相应的母材标准值下限，或满足图纸和技术条件的要求。在焊接材料合理的情况下，应首先考虑焊接接头的使用性能，并在焊接过程中保证其适当的制造特性。在压力容器的设计中，压力容器的图纸采用国家标准焊接材料模型，详细确定焊接接头的粘结程度、焊接位置和具体牌号，然后根据焊接模型制定具体的设计原则，实施焊接制造工艺。

（3）焊接工艺的评定。焊接工艺评定应根据推荐的焊接工艺进行，以验证建议焊接工艺的正确性。焊接工艺评定通过焊接试件、验证试验，结果仅对焊接接头有效，焊接工艺评定只能验证而不能产生焊接工艺，因此，焊接工艺评定不能保证产品的整体质量符合要求，更不能保证压力容器的安全可靠使用。焊接工艺评定规则只负责标准中规定的检验要求，检验评定标准的目的是保证焊接工艺的机械性能，所以在评定中不能将属于评定焊接工艺和检验标准内容附于焊接工艺之后，如果产品有其他性能要求，这就要求焊接工艺人员根据理论知识和科学实验结果来选择焊接条件和焊接工艺的适用范围，以保证钢焊接接头的其他性能符合标准，从而保证整个工程的合格。

（4）焊接坡口设计。为了保证焊接接头具有充分的熔透性，从而来保证焊接形式和坡口尺寸，在合理的焊接方法中，一定要尽量减少焊缝填充金属，减少残余焊接变形的残余应力，从而简化焊接保护中的焊接操作过程，通常压力容器制造基本上适合其坡口形式和具体尺寸，然后结合实际焊接工艺，对接头形式和尺寸进行修改。在改造过程中要保证车间的内部要求，保证焊缝形状和坡口尺寸的全熔透，并按规定的焊缝系数和无损检测要求保证焊缝质量在合理范围内，但在焊接实施过程中对容易出现的问题需要按设计规定选择合理的标准节点，当满足特殊焊接结构时，必须制定特殊结构焊接变形控制要求，然后根据焊缝坡口的具体尺寸和焊接要求。提高压力容器设计焊接工艺条件的合理性。

4 结束语

综上所述，在压力容器设计中加强焊接工艺条件的研究和分析具有重要的现实意义。在压力容器制造过程中，应充分处理焊接工艺环节，从而提高焊接工艺设计水平，进而提高压力容器制造强度和使用影响，促进压力容器向健康方向发展。因此，在今后的压力容器设计过程中，应更加重视焊接工艺条件的关键环节和关键要素，重视科学的实施措施和方法，从而有效提高压力容器的合格率和质量。

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