压力容器表面质量控制.docx

压力容器表面质量的控制压力近年来，由于压力容器的表面质量而遇到的用户将产品退回制造单位和因表面质量引发的质量事故屡见不鲜，不仅影响到了用户的工程质量和对设计制造单位的信任，也影响了设计制造单位的经济效益和在行业内的信誉。压力容器的表面质量在相关的标准规范中都有相应的规定要求，但却没有引起相关单位和人员的重视是引发各种事故情况的主要因素。压力容器的表面质量不仅关系到产品的美观，能否给用户一种精心制造的信任感，同时也直接影响产品的耐腐蚀性、受力的均匀性、无损检测的可靠性和容器的使用寿命。因此，压力容器的表面质量是压力容器产品质量不容忽视的一部分，应当引起各个相关单位和人员的重视。压力容器的表面质量也称外观质量，涉及的范围很广，主要包括材料的表面质量等级、零部件的形状尺寸要求、表面的除锈去污清洁度要求、腐蚀和防护规定以及表面缺陷的级别和某些特殊要求。下面就从设计、制造和检验等几个方面来简单分析压力容器的表面质量控制和对设备安全性的影响。一． 从设计角度规定：压力容器设计是压力容器制造、检验、验收和安全使用的基础。设计工作不仅包含材料选用、受压元件计算和结构设计，而且包含制造、检验和验收等要求，有时甚至需要对设备的安全使用维护提出专门的规定。但是，在日常的设计工作中，设计图样和技术要求中所提出的都是最重要的要求，往往对容器表面的规定只是简单提出按什么标准进行，没有对特殊情况进行详细的说明，从而导致制造检验等下一步工作者忽略容器表面的要求。1. 在选用高合金钢板时应注意：①高合金钢钢板按GB4237标准选用；②对于厚度大于4mm的钢板，应在图样上注明为为压力容器用钢板；③对于厚度不大于4mm的钢板，应注明钢板表面质量的组别；④对于厚度不大于4mm的钢板，当按GB3280标准选用时，应注明钢板的表面加工等级。疏忽以上几点有可能导致订购的钢板难以保证钢板表面缺陷处的厚度不小于钢板的允许最小厚度，使容器的壳体厚度不能满足强度计算要求。2. 标准抗拉强度下限值σb＞540MPa的钢材及Cr-Mo低合金钢材，由于其具有强度高、淬硬倾向大和易产生延迟裂纹的特点，所以GB150对焊接坡口和焊缝表面提出以下要求：①经火焰切割的坡口表面，应进行磁粉或渗透检测，坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；②当无法进行磁粉或渗透检测时，应由切割工艺保证坡口质量不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；③焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物，不得有咬边。提出上述要求主要是为了防止焊接过程中焊缝产生内部缺陷，提高焊接质量，消除潜在的安全隐患，从而保证容器的制造质量和使用安全性。3. 焊接接头的特殊要求：焊接接头是制造过程中易发生形状与尺寸偏差的部位，如棱角、错边、不等厚对接等。标准对上述形状与尺寸偏差虽有规定，但仅是对产品质量的最低要求，对某些运行条件苛刻的重要产品应有如下更高的要求：3.1焊缝余高的去除国内与国外标准均允许焊缝保留一定量的余高。由于压力容器的焊接多为多道焊（如手工焊、自动焊），后焊的焊道相当于对前一焊道起到保温、缓冷与正火的作用，对消除前一焊道的焊接（残余）应力、细化晶粒是有益的。余高相当于对最外一层强度焊道起到了保温、缓冷与正火的作用，因此余高是有用的，它是焊接工艺的需要。虽然余高是焊接工艺的需要，但是对于容器的安全运行，尤其是疲劳寿命会产生一定的影响。因此，大多数进口压力容器和进行疲劳分析设计的压力容器，余高均已去除，焊接接头表面修磨得十分平整光洁，焊接痕迹不复存在。将余高去除，使焊缝表面与母材表面齐平，产品质量与安全性是有益的：①去除了余高，也就去除了引起附加弯矩的外形突变，降低了接头部位的局部应力。②在去除余高的同时，也去除了接头表面可能存在的焊接缺陷，如咬边、未焊满、夹杂、表面裂纹等。③有利于无损检测操作条件，提高精度和准确性。因此，对于造价较高的重要产品，设计者提出这一要求是十分必要的。3.2对应力集中部位的形状要求压力容器的各拐角处会产生应力集中，缺陷易在应力集中部位产生及扩展，设计时应注意拐角处和角接焊缝的倒圆或倒角，以减缓应力集中程度。图1为两种填角焊缝外形的比较，其中（a）的应力集中程度远小于（b）；图1：角焊缝外形接管的内拐角往往是应力集中最大的部位，将接管的内拐角倒圆或倒角可以大大降低应力集中程度。如图1中的圆角r。对重要的容器宜采用图2所示的锻造接管，它将使受力状态不良的角接改为对接，锻造接管的内拐角也应尽量圆滑过渡。图2：锻造接管3.3不等厚对接方式的选择GB 150规定，B类焊接接头以及圆筒与球形封头相连的A类焊接接头，若两侧钢材厚度不等且超过标准允许的范围时，可采用如下三种方式处理:单面削薄厚板的边缘、双面消薄厚板的边缘、用堆焊方法将薄板边缘焊成斜面。从受力优劣分析，双面削薄优于单面，堆焊方式受力最好，因此设计重要容器时，宜采用