压力容器焊接与无损检测201008.ppt

郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.5 焊接裂纹 冷裂纹 预防冷裂纹措施 最大限度地降低焊缝氢含量。 采用预热、伴热和焊后热处理以及采用大线能量施焊均利于氢的逸出和降低淬火倾向。 严格控制母材含磷量，以防冷脆。 采取有利于降低焊接残余应力的措施。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.5 焊接裂纹 再热裂纹 主要是消除应力热处理裂纹 再热裂纹是容器在焊后消除应力热处理或高温操作条件下产生的一种晶间裂纹。 这种裂纹沿热影响区的粗晶区的晶粒周界扩展，呈分枝状。裂纹扩展到焊缝或母材的细晶粒区就终止了。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.5 焊接裂纹 再热裂纹 主要是消除应力热处理裂纹 再热裂纹形成机理 再热裂纹的形成机理至今尚无明确定论。 再热裂纹的产生与高温应力松驰有关。 热影响区中粗晶区的残余应力最高，相应地就要产生较大的塑性应变才能使应力降低。但有些钢种，该处的塑性在消除应力热处理前后有较大变化。热处理后晶界的塑性比晶界内低，晶界成为薄弱环节，容易在此引起开裂。 热处理前后粗晶区塑性的变化主要与合金所处状态有关。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.5 焊接裂纹 再热裂纹 主要是消除应力热处理裂纹 影响因素 影响再热裂纹的因素很多，如母材的化学成分、拘束状态、焊接规范、焊条强度、消除应力退火规范和使用温度等。 化学成分主要影响热影响区晶界塑性。 拘束状态、焊接规范主要影响焊接残余应力大小。 消除应力热处理规范或使用温度主要影响再热作用下所引起的塑性变形量。 热影响区晶界的塑性应变能力、焊接残余应力和再热引起的塑性应变量是影响再热裂纹的三个基本因素，也是制订预防措施的基本出发点。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.5 焊接裂纹 再热裂纹 主要是消除应力热处理裂纹 再热裂纹预防措施 选用再热裂纹敏感性小的母材，这是最根本的措施。 采取一切有利于降低残余应力的措施。 避免焊接残余应力与其它应力（结构应力、再热过程中的热应力等）的复合。 注意再热时热源气氛的选择。 在确保消除应力效果的前提下，尽量采用较低的再热温度和较短的保温时间。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接缺陷及防止 6.6 气孔 气孔是焊接时熔池中的气体在金属凝固之前未来得及逸出，而在焊缝金属中残留下来所形成的空穴。 气孔的危害比裂纹小，但气孔的尺寸好数量超过一定范围时，就是不允许的焊接缺陷。 微量气孔对接头静态拉伸或屈服强度无明显影响。 气孔对塑性的影响比较显著。 母材屈服强度越高，气孔对塑性的影响就越大。 焊缝中溶入气体的缝隙是导致焊件开裂的裂纹源。 压力容器焊接接头检测方法 郑州大学化工设备设计研究所 * 压力容器焊接接头检测方法 7.1 无损检测基本概念 无损检测 是在不损伤被检物（材料、工件或容器）的完整结构和使用性能的情况下，利用电磁波、声、光、热、电、磁等与物质的相互作用，探测被检物内部或表面的宏观缺陷，并对其种类、形状、尺寸、取向和位置作出判断的工艺方法。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接变形与焊接应力 5.1 焊接残余变形 减少焊接变形的措施 工艺方面 焊后矫形 当采用上述措施后焊接变形仍较大时，则应根据焊件设计要求考虑进行焊后矫形。矫形的方法有机械法和火焰法，机械法可用校平机、压力机、卷板机、锤击等。 在选用矫形方法时，要特别注意钢种。 对耐腐蚀设备不宜用锤击以防止应力腐蚀。 对具有晶间腐蚀倾向的奥氏体不锈钢和淬硬倾向较大的钢材不宜用火焰矫形。 对冷裂倾向较大的高强钢要少用机械法矫形。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接变形与焊接应力 5.2 焊接残余应力 产生原因 总的来说，焊接应力是焊接过程中焊件体积变化受阻而产生。 在焊接过程中引起体积变化的主要原因是：由于温度降低体积收缩和低温时组织转变而引起的体积变化。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接变形与焊接应力 5.2 焊接残余应力 焊接应力的类型 焊接应力既是焊缝金属体积变化受阻所产生，故应力为三向应力。但鉴于化工设备焊接中是以厚度不大的板材为主要对象，故焊接应力主要为双向应力（纵向、横向）。 多数情况下，焊缝及近缝区易产生焊接拉应力。拉应力会降低材料塑性，成为焊接接头产生裂纹或脆断的主要根源。对承受动载的零件危害很大。 若焊接应力为压应力，则主要降低受外压薄壁圆筒或其它受压构件的稳定性，是使薄壁壳体焊后产生波浪变形的主要原因之一。 郑州大学化工设备设计研究所 * 焊接变形与焊接应力 5.2 焊接残余应力 焊接应力对焊件使用性能的影响 焊件中存在残余应力，会降低焊件的承载能力，同时易导致焊后甚至使用期间的变形。 由于焊接时焊件仅产生局部的体积变化，故焊接应力也仅是一个局部效应。 郑州大学化工设