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壓力容器變形與預防一
發布時間 : 2023-04-28

一、應力變形及預防

1.火焰切割變形

(1)筒節:大直徑殼體短筒節下料(料較長且較窄)時,其端口的火焰切割加工邊易發生變形。因切割高溫冷卻后,加工邊產生收縮,直線邊變為“弧線”邊,筒節輥圓后,其端口就不在一個水平面上,誤差較大時,滿足不了組對和焊接的要求。應采取對稱切割或機械加工等方法避免產生變形。

(2)封頭:成型封頭火焰凈料切割后,其端口周邊會產生收縮,使封頭口徑變小。嚴重時,收縮后的封頭口徑滿足不了尺寸要求。對整體成型的封頭端口加工,如采取火焰切割,則其成型模具設計時要考慮切割后的收縮量;對瓣片式組合封頭的端口加工,如采取火焰切割,則封頭組裝時口徑要適當放大,以彌補切割后的收縮量。也可采取機械加工的方法避免產生變形。

(3)機加工件坯料(主要是鋼板坯料):這種坯料多用于壓力容器上的大型法蘭或密封圈等?;鹧媲懈詈?,由于鋼板脹縮不均,致使坯料板面不平,嚴重時造成坯料面的加工量不夠。應在坯料板切割后進行平整矯形,對難以矯形的坯料板,可適當增大其加工余量。

2.加工失穩變形

加工失穩變形往往是在已成型的封頭或筒節上開大型孔(如容器的裝卸孔)、由于開孔區及其附近穩定性減弱,造成殼體局部或部件的變形。盡量避免在單獨筒節或單獨封頭上直接開大孔,可視情況將殼體組裝成大段或整體后再開大孔;開大孔前將開孔區用緊貼殼體的筋板進行加強,組焊接管后殼體處于整體穩定狀態時,再把加強板撤掉。

3.焊接變形

焊接工藝是容器焊接的技術要求和操作規定,包括:采用的焊接方法、焊接坡口、焊條種類及直徑,焊接工藝參數、焊接順序、焊道層數、焊前和焊后的處理、焊接環境要求以及防變形、反變形措施等。焊接工藝必須經過工藝評定達到合格,而且在焊接操作過程中必須嚴格執行工藝要求。

根據壓力容器和大型部件的焊接條件和焊接量,預先分析焊接將要產生的變形大小和形態,有針對性地制定的控制措施:

(1)對多焊道的大型壓力容器,例如球形容器,應先組裝聯結成整體后再進行焊接,焊接應對稱進行,并要遵守規定的焊接順序。

(2)對多焊道的大型部件,如瓜瓣式組合封頭和由瓣片組合的殼體過渡段,除執行上述要求外,還應在施焊場地設口形固定卡具。

(3)較長且分多節組焊的壓力容器,其筒節下料時尺寸要適當放出焊接收縮量,以避免出現焊后殼體縮短現象。

(4)對壓力容器,特別對結構復雜的壓力容器的組焊,要采取合理的組裝順序和焊接防變形措施,確保其制造中不變形。

(5)反變形措施:根據實踐經驗或推算,預先在焊接件上向焊接變形相反的方向給以變形,焊接后這個預變形量剛好得到抵消,具體做法是:壓力容器筒節的縱縫對接處兩端頭壓弧時,在發生焊接變形方向的相反向留出反變形量;組合式瓣形封頭和過渡段模具尺寸考慮抵消焊接變形的反變形量。

4.熱處理變形的預防措施

(1)熱處理爐必須符合規范要求,爐內溫度均勻準確,爐壁火焰噴嘴處應設擋火墻,嚴禁火焰直接接觸或接近熱處理件。

(2)長度較大的壓力容器進爐后,要加臨時支座支墊,所用數量視容器具體尺度而定。

(3)直徑較大、厚度較薄的殼體,一般應進行內部加強。

(4)分段預制的壓力容器,分段端口處應設加強支撐。

(5)對受高溫易失去穩定的壓力容器部件,也應根據具體情況進行加固加強。


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