高压整体多层包扎容器封头与内筒连接的A类焊接接头的设计改进

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摘要：在压力容器设计中，纵向焊缝所受的应力高于环向焊缝所受的应力，前者划为A类焊接接头，后者划为B类焊接接头。经过多台产品生产后的经验发现，对于封头与内筒连接的这道环向的A类焊接接头，焊接后要进行热处理无论是局部处理还是整体处理，都有困难，会有很多的不方便，又要做工装，又要有足够大的热处理炉，而且为了防止变形，在装及热处理过程中，都有一定的难度。为了改善诸多的不便，满足强度、性能等技术要求，本文对封头与内筒连接的这道环向的A类焊接接头进行了设计改进。这一项设计改进，结构合理，对于强度、性能等没有任何影响，并且符合国家标准和法规的规定，此产品已投入了使用，设备运行情况很好，用户非常满意。

关键词：压力容器；整体包扎；A类焊接接头；设计改进

钢制压力容器分为单层和多层结构，单层已广泛应用，多层在60年代出现，为分段成型，存在厚壁环焊缝，这几年出现了整体多层包扎。整体多层包扎的优点是，可以提高压力容器的安全性，采用包扎筒节可减缓A类焊接接头对容器运行的危害程度，再采用整体包扎还可减缓沿整个壁厚贯通的B类焊接接头的危害程度。

一、问题的提出

整体包扎需要将内筒及两端封头焊接后，无损检测后才能进行，一般工艺是，内筒单节纵缝(A类焊接接头)焊接合格后，要进行热处理，封头与接管、凸缘等组焊后要进行热处理 ，整体(封头与内筒体)组焊无损检测后还要热处理，由于高压整体包扎容器中的内筒的A类焊接接头要符合GB150中的要求，在焊接后要做焊后热处理。经过多台产品生产后的经验发现，对于封头与内筒连接的这道环向的A类焊接接头，焊接后要进行热处理无论是局部处理还是整体处理，都有困难，会有很多的不方便，又要做工装，又要有足够大的热处理炉，而且为了防止变形，在装及热处理过程中，都有一定的难度，为了改善诸多的不便，并

且即要满足强度 、性能等技术要求，又要满足标准、规程的要求，对封头与内筒连接的这道环向的A类焊接接头进行了设计改进。

二、技术关键

1.在压力容器设计中，纵向焊缝所受的应力高于环向焊缝所受的应力，前者划为A类焊接接头，后者划为B类焊接接头。压力容器壳体一般是由回转体构成的，与回转体母线重合的焊缝为A类焊接接头。球壳的纵、环向焊缝应力相同，因此球形封头与筒体间的焊缝，在标准中将这道焊缝定为A类焊接接头。在高压整体包扎容器中，封头设计为半球形封头，因此就存在了这样两条A类焊接接头。而在椭圆形封头中带有直边段，是为避免封头与筒体的连接环焊缝与边缘应力作用区相重叠，以改善其受力状态。现将半球形封头增加出一段25mm高的直边段，使原半球形封头直接与筒体(即内筒)焊接的环向A类焊接接头成为两直筒体对接的B类焊接接头，那么这道焊接接头就成为了内筒中的B类焊接接头，也就避免了这道焊接接头在焊后要进行热处理的要求了。如图1所示：

图1

2.在技术要求上仍然要按着原来A类焊接接头的要求去严格控制。即内筒与封头连接处对口错边量≤1mm，如图2所示。

图2

其它的要求，如焊接工艺、接头性能等也不变，仍然按原A类焊接接头的要求去要求。

3.关于元件的强度计算也仍按“全国化工设备技术中心站” 的Sw6程序进行的。计算结果符合要求(强度计算书略)。

三、经济指标

关于经济指标也有了一定的改进，减少了一道热处理工序，既节约了生产周期，又减少了热处理能源的消耗，从而降低了生产成本，因此，经济指标相应的也就有了提高。

结论

这一项设计改进，结构合理，对于强度、性能等没有任何影响，并且符合国家标准和法规的规定，此产品已投入了使用，设备运行情况很好，用户非常满意。同时又作到了节能、节时，降低了成本，同时减少一次热处理，也就减少了一次产品的变形量，对产品的质量又有了进一步的保证。

参考文献：

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