锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx

上传人:b****5 文档编号:3387885 上传时间:2022-11-22 格式:DOCX 页数:33 大小:2.22MB
下载 相关 举报
锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx_第1页
第1页 / 共33页
锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx_第2页
第2页 / 共33页
锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx_第3页
第3页 / 共33页
锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx_第4页
第4页 / 共33页
锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx_第5页
第5页 / 共33页
点击查看更多>>
下载资源
资源描述

锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx

《锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx(33页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。

锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计.docx

锅炉锅筒的焊接结构设计及工艺设计

课题的引入

一、课题研究的意义

锅炉是国民经济中重要的热能供应设备。

电力、机械、冶金、化工、纺织、造纸、食品等行业,以及工业和民用采暖都需要锅炉供给大量的热能。

因此,锅炉在现代社会中应用十分广泛,按用途其可分为:

电站锅炉、工业锅炉和热水锅炉。

其中热水锅炉主要用于发电;工业锅炉主要用于生产工艺用汽或供暖;热水锅炉主要用于民用供暖或供热。

一台完整的锅炉机组主要是由本体设备和辅助设备组成。

其中本体设备包括:

炉腔、燃烧器、空气预热器、省煤器、水冷壁、锅筒(汽包)或启动用汽水分离器、过热器、再热器等;辅助设备包括:

给煤机、磨煤机、送风机、引风机、吸尘机、给水泵、碎渣机、除尘器、灰浆泵。

锅筒是锅炉诸多设备中最重要的之一,它的重要性由其在锅炉工作过程中所发挥的作用性决定。

大体上讲锅筒的作用主要有四点:

第一,锅筒是加热、蒸发、过热三个过程的链接枢纽和大致分界点;第二,锅筒具有一定的蓄热能力,能较快适应外界负荷变化;第三,锅筒的内部装置可以提高蒸汽品质;第四,锅筒的外界附件保证锅炉安全。

同时我们结合以前锅炉破坏的例子发现,锅炉事故的发生以及锅炉的破坏大多是发生在锅炉锅筒焊接的焊缝处,正因为如此,所以锅炉锅筒的焊接结构设计以及工艺设计就显得十分必要,十分重要!

就本文而言只针对锅炉锅筒的焊接的结构设计及工艺设计展开研究。

二、国内外锅炉的发展状况

2.1国内发展

锅炉在工业生产中有着广泛而重要的应用,锅炉的设计参数和掌机容量往往可以反映一国的工业生产水平和发达程度。

回顾我国的锅炉发展历史,我们发现锅炉的发展是随着我国经济的发展而迎来了大发展的。

尤其在我国电力发电中占据主导地位,而锅炉效率的提高是解决能源、资源紧张以及环境污染的主要途径之一。

党的十六大报告中明确提出我国电力发展的目标,并确立了我国电力结构调整方针,即“调整电源结构,大力发展水电,优化发展煤电,积极推进核电,适度发展天然气发电,鼓励新能源发电”。

因此本着优化发展燃煤发电的方针,近年来各种锅炉技术的发展突飞猛进,如大容量、高参数和高效率的超临界和超超临界锅炉,大型环保、清洁燃烧的锅炉,以及蒸汽燃气联合循环锅炉。

(1)大型超临界、超临界锅炉火电机组的发展

(2)大型循环流化床锅炉(CFB)机组的发展

随着技术的发展,类型为300、500、600、800MW的亚临界和超临界参数大容量发电机组的制造,表明我国的锅炉已经发展到了世界先进水平。

最近几年在企业的技术改造上投人了巨大的资金,如新疆天山锅炉厂、芜湖锅炉厂、南通锅炉厂、上海工业锅炉厂和四方锅炉厂等。

2.2国外发展

20世纪50~60年代,超临界锅炉技术就得到运用。

20世纪50~60年代,超临界锅炉技术就得到运用,但当时超临界的锅炉过热器、再热器、主蒸汽管等高温部件,均大量采用奥氏体不锈钢材料。

该类锅炉运行中往往带来材料高温蠕变、燃用高硫燃料后的高温腐蚀、高温蒸汽氧化、奥氏体材料传热慢等问题,不同程度地制约了超临界锅炉地发展。

近年来,日本、美国和欧洲均开发了一系列高温用钢,如SA213T23/SA335P23、SA213T24/SA335P24、SA213T91/SA335P91、SA213T92/SA335P92、SA213T122/SA335P122、E911、SUPER304H、SA213TP347HFG和HR3C等材料。

这些材料地开发大大促进了超临界和超超临界锅炉的发展,同时锅炉技术的发展需要又进一步促进新材料的开发,如日本进一步开发适用于650℃锅炉蒸汽参数的材料如XA704、NF709、SAVE25等,欧洲正开发适用于700℃锅炉蒸汽参数的镍基材料。

总体来说锅炉的发展在朝着超高参数和自动化方向发展。

(值得一提的是,由于技术的进步作为锅炉核心部件的锅筒将消失,但是目前来看,大部分锅炉依旧保留锅筒。

(再查资料))而由于锅筒是锅炉中非常重要的部分,锅炉的发展也在很大程度上仰仗了锅筒的结构设计及工艺设计。

三、锅炉的认识

3.1锅炉的类别

锅炉的应用广泛,按其用途可分为:

动力锅炉和供热锅炉两大类。

动力锅炉是用来产生高温高压蒸汽推动汽轮机或其他原动机,如电站锅炉、船用锅炉和机车锅炉等。

供热锅炉是用来产生蒸汽和热水,供工艺生产过程的需要,如印染、纺织、橡胶生产以及各种采暖装置,其所使用的蒸汽锅炉和热水锅炉,统称为工业锅炉。

供热锅炉的工作压力通常不超过1.1MPa,温度不超过120℃。

目前我国的工业锅炉在结构设计上已经形成典型的结构,其他各项性能指标也在不断的提高。

3.2锅炉的典型结构形式

按锅炉的总体结构布置,可将锅炉分为火管锅炉和水管锅炉两大类。

其中火管锅炉又被称锅壳式锅炉。

这类锅炉均为压力低于1.1MPa的小型低压锅炉,其热效率很低,并逐渐被水管锅炉所淘汰。

水管锅炉的结构主要由锅筒、省煤器、空气预热器、水冷壁和对流管束等组成。

3.3锅筒的结构

锅筒是水管锅炉最重要的受压部件之一。

按照锅炉的容量,锅炉的工作压力可以从0.4MPa到20.0MPa,工作温度最低为142℃,其最高达364℃.由于锅筒的直径和容积都比较大,一旦破裂将释放出巨大的能量而导致灾难性的事故。

这就要求锅筒的选材、设计、制造和检验必须严格符合相应的规程,确保锅炉运行的安全可靠。

锅筒由筒体、封头、下降管和接管等部件组成。

筒体按其长短由若干筒节组焊而成。

筒体通常采用钢板卷制或压制成形,并由一条或多余纵缝连接成整体。

封头可采用冷冲压、热冲压或旋压成形制成半球形、椭圆形和蝶形。

并通过全焊透环缝与筒体相接。

下降管管接头与筒体的连接,由于接头的拘束度较大,焊接残余应力较大,受力状态较复杂且应力集中系数高,故应采用全焊透接头形式。

对于直径小于133mm的接管允许采用局部焊透的接头形式,但破口的形状和尺寸必须保证足够的焊缝厚度。

锅筒钢材和壁厚取决于锅筒的工作压力和使用温度。

 

四、锅筒的结构设计

本文以水管锅炉中的高压锅炉为例,其锅筒中的结构有:

筒体、封头、下降管和接管等部件组成。

如图:

图1

(其中A、B、C、D代表4种焊缝;1代表下降管、给水管等大直径管口;2指筒节;3指封头;4指封头入孔;5是小直径的密排管接口)

4.1锅炉用钢

锅炉运行条件对钢性能的的影响很大。

锅炉受压部件运行时,可能同时受到下列三方面的作用:

①高温---各部件被加热到350~650℃不同的温度区间;

②高应力---受压部件内壁应力集中部位的应力可能接近材料在该温度下的屈服温度;

③腐蚀作用---受压部件内壁或外壁长期与水、蒸汽和烟气等腐蚀介质接触;

锅炉受压部件长期在以上的工况下工作,在不利条件的综合作用下,可能最终导致受压部件的提前失效。

据此,锅炉用钢应该满足下列性能的要求:

⑴蠕变金属在高温和应力同时作用,不断产生塑性变形的现象。

对实际锅炉受压部结构,允许产生一定量的累积蠕变变形而不致引起蠕变失效。

各国现行的锅炉设计规程容许的蠕变变形量【εa】=1%。

在给定的工作期限和温度下,引起蠕变变形1%的应力称为蠕变限。

高温元件的工作应力低于蠕变限,即能使其运行安全。

⑵高温氧化锅炉受热面管件中,主要是过热器管与烟气接触时,高温氧与管子表面层起化学作用,产生高温氧化现象。

在氧化的过程中,金属表面生成氧化膜,如氧化膜与管子表面的金属结合不牢固,则会不断脱落,减薄管子壁厚,使承载强度下降。

⑶蒸汽腐蚀与氢蚀蒸汽与高于400℃的铁接触会产生如下化学反应:

3Fe+4H2O→Fe4O3+4H2

反应结果在金属表面形成磁性氧化铁膜,即产生所谓的蒸汽腐蚀现象。

同时腐蚀过程中产生的氢原子如未能被蒸汽带走,则可扩散到金属内部并滞留在晶界与碳发生反应,形成CH4。

所产生的在晶间不断积聚而形成高压,导致晶间开裂,结果使材料变脆。

严重时会使材料表面鼓包或出现宏观裂纹。

因此,对于温度高于500℃的过热管件应采用Cr、Mu含量较高的低合金钢耐热钢制作,以提高其抗蒸汽腐蚀的能力。

因此锅炉用钢钢种必须具有较高的蠕变强度、良好的常温和高温塑性、较高的抗应变时效能力、良好的加工性、优良的焊接性能及良好的抗腐蚀能力。

查阅国家标准GB713-1997《锅炉用钢板》可以得到常用的在大容量锅炉制造中已广泛应用的钢种,如19MnG、22MnG、13MnGNiMoNb、和12CrMoVG等。

4.2锅筒用钢的选择

锅筒钢材和壁厚取决于锅筒的工作压力和使用温度。

如下表列出了我国常用的锅筒钢种、壁厚范围、抗拉强度和使用温度的等级。

锅筒用钢种及厚度范围和使用温度,如下表:

锅炉类型

锅筒钢种

抗拉强度/MPa

壁厚范围/mm

使用温度/℃

中低压锅炉

20G

≥400

16~60

≤320

中压锅炉

22MnG

≥515

>25

≤400

中压锅炉

16MnG

≥440

16~150

≤400

高压、超高压锅炉

19MnG

≥480

16~150

A299

(ASTM)

≤400

15CrMoG

≥450

16~100

≤450

超高压锅炉

13MnGNiMoNb

≥570

50~150

≤450

根据高压锅炉的工作环境,选择使用的钢种为15CrMoG。

4.3锅筒焊缝金属性能的基本要求

锅筒与其他焊接结构不同,它是受压全焊结构,其焊接接头承受着与受压壳体相同的各种载荷、温度、和工作介质的物理、化学作用,不仅应具有与壳体材料基本相等的静载强度,而且应具有足够的塑性和韧性,以防止这些受压部件在加工过程中破裂。

此外,接头应该具有抗工作介质腐蚀的性能。

对15CrMo钢焊接的基本要求:

(1)接头的等强性

15CrMo钢焊接接头不仅应具有与母材金属基本相等的室温和高温和高温短时强度,而且适应具有与母材金属相当的高温持久强度。

(2)足够的抗氧化性

15CrMo钢焊接接头应具有与母材金属基本相同的抗氢性和高温抗氧化性。

为此,焊缝金属的合金成分和含量与母材基本相等。

(3)组织的稳定性

15CrMo钢焊接接头在制造过程中,尤其是厚壁接头将经受长时间的多次热处理,在运行过程中将经受长期的高温高压作用。

在这些长时的热作用过程中,接头各区不应产生降低高温持久强度的组织变化,以及由此引起的脆变和软化。

(4)抗脆断性

由于15CrMo钢长用来制造压力容器和管道,在设备受压检修后,都要经历冷启动过程。

因此15CrMo钢焊接接头亦应具有足够的抗脆断性[3]

4.415CrMo钢的焊接性分析

金属焊接性是金属材料对焊接加工的适应性。

主要是指在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊接接头的难易程度金属焊接性分为工艺焊接性和使用焊接工艺焊接性是指特定的材料在指定工艺条件下形成优质焊接接头的能力;使用焊接性是指形成的接头适应使用要求的程度,两者都是材料在焊接过程中力学和冶金行为发展变化的结果。

随着新的焊接方法的不断涌现,材料制造工艺的不断完善和新材料的出现,以及生产应用对结构越来越高的性能要求,有关金属焊接性的研究日趋显出其重要的地位。

钢材的焊接性主要取决于它的化学成分,随钢材强度级别的提高,其焊接性变差。

焊接性变差一般表现在两个方面:

一是焊接过程中焊缝熔敷金属的各种冶金缺陷;二是焊接过程中材料性能的变化。

4.4.115CrMo钢的化学成分及性能

珠光体耐热钢的含Cr量一般为0.5%~9%,含Mo量一般为0.5%或1%。

随着Co、Mo的增加,钢的抗氧化性、高温强度和抗硫化物腐蚀性能也都增加。

在Co-Mo钢中加入少量的W、Ti、Nb等元素后,可进一步提高钢的热强性。

15CrMo钢属Cr-Mo合金系统,为低碳珠光体热强钢,其国标成分和试验中试板成分见下表1。

表115CrMo钢的成分(质量分数)%

名称

C

Si

Mn

Cr

Mo

S

P

15CrMo

(国标)

0.12~0.18

0.17~0.37

0.40~0.70

0.8~1.1

0.40~0.55

≤0.04

≤0.04

合金元素Cr能形成致密的氧化膜,提高钢的抗氧化性能。

当钢中Cr<1.5%时,随Cr的增加钢的蠕变强度;Cr≥1.5%后,钢的蠕变强度随含铬量的增加而降低。

Mo是耐热钢中的强化元素,弱碳化物元素,Mo优先溶入固溶体,强化固溶体。

Mo的熔点高达2625℃,固溶后可提高钢的再结晶温度,有效地提高钢的高温强度和抗蠕变能力。

Mo可以减小钢材的热脆性,还可以提高钢材的抗腐蚀能力。

钢中的V能形成细小弥散的碳化物和氮化物,分布在晶内和晶界,阻碍碳化物聚集长大,提高蠕变强度。

V与C的亲和力比Cr和Mo高,否则V的碳化物高温下聚集长大,造成Cr和Mo的固溶强化作用。

钢中W的作用和Mo相似,能强化固溶体,提高结晶温度,增加回火稳定性,提高蠕变强度。

钢中Nb和Ti都是碳化物形成元素,可以析出细小弥散的金属间化合物,提高钢材的高温强度、抗晶间腐蚀和抗高温氧化能力,并可显著提高蠕变强度,改善钢的焊接性。

钢中加入B和稀土元素,可净化晶界,提高晶界强度,组织晶粒长大,提高钢的蠕变强度和高温持久强度等。

表2是15CrMo钢的室温力学性能。

表215CrMo钢的室温力学性能

钢号

热处理状态

取样位置

力学性能

屈服强度

σs/MPa

抗拉强度

σb/MPa

伸长率

δ5(%)

冲击吸收功

AKV/J·cm-2

15CrMo

930~960℃正火

+680~730℃回火

横向

240

450

21

59

纵向

230

450

20

49

4.4.215CrMo钢的焊接性分析

珠光体耐热钢的焊接性与低碳调质钢相近,焊接中存在的主要问题是冷裂纹、焊接热影响区的硬化、软化以及焊后热处理或高温长时间使用中的消除应力裂纹(SR裂纹)。

如果焊接材料选择不当,焊缝中还有可能产生热裂纹。

(1)15CrMo钢的裂纹敏感性分析

碳当量法(Calculationofcarbonequivalents)是把钢中包括碳在内的合金元素对淬硬、冷裂和脆化的影响折合成碳的相当含量,用以进行焊接性分析的间接试验方法。

碳当量越高,则材料的冷裂敏感性越大,焊接性越差。

1)焊接热裂纹敏感性分析

依据热裂纹敏感性计算公式见公式4.1,有:

HCS

(4.1)

HCS

=2.2≤4

当HCS≤4时,一般不会产生热裂纹。

HCS越大的金属材料,其热裂纹敏感性分析越高。

该公式适用于一般低合金钢,包括低温钢和珠光体耐热钢。

根据RaileyN.(1977式)经验公式,对于含碳的质量分数为0.08~0.23的钢,其热裂纹敏感性UCS计算公式如下式4.2:

UCS=230C+75P+45Nb-5.4Mn-1(4.2)

裂纹敏感值为0。

15CrMo钢的UCS值为:

UCS=230*0.14+75*0.032-123*0.28-5.4*0.51-1=-6.1<0

有上可以看出,15CrMo钢的热裂纹可能性比较小。

2)焊接冷裂纹敏感性分析

①国际焊接学会(ⅡW)推荐公式如下公式4.3,有:

CE=

(4.3)

CE=

使用国际焊接学会(ⅡW)推荐的碳当量公式时,对于板厚δ<20mm的钢材,当CE<0.4%时,淬硬倾向不大,焊接性良好,焊前不需要预热;CE=0.4%~0.6%时,尤其CE>0.5时,钢材易淬硬,表明焊接性变差,焊接时需预热才能防止裂纹,随板厚增大到预热温度要相应提高。

如上计算,本试验试板的CE>0.5%,淬硬倾向大。

②美国焊接学会提出的公式如式4.4:

Ceq=

(1.4)

Ceq=

使用美国焊接学会(AWS)推荐的碳当量公式时,应根据计算出来的某钢种的碳当量再结合焊件的厚度查找相应图表。

结合本实验结果,可查得相应结果为:

淬硬性大。

③日本的JIS和WES推荐计算公式如下式4.5:

Ceq(JIS)=

(4.5)

Ceq(JIS)=

使用日本工业标准(JIS)推荐的碳当量公式时,当板厚δ<25mm和采用焊条电弧焊时,对于强度级别为500MPa的钢材,碳当量界限为0.46%,高于此界限,表明淬硬倾向大,而上式计算结果Ceq>0.46%。

3)焊接再热裂纹敏感性分析

预测低合金结构钢时,根据合金元素对消除应力裂纹敏感性的影响,可采用消除应力裂纹敏感性指数法进行评定。

其中ΔG法公式见如下公式4.6:

ΔG=Cr+3.3Mo+8.1V-2+10C(%)(4.6)

ΔG=0.95+3.3*0.45+8.1*0-2+10*0.14=1.835

当ΔG≥2时,对消除应力裂纹敏感;1.5≤ΔG<2时,对产生消除应力裂纹较敏感;ΔG<1.5时,对消除应力裂纹不敏感。

本实验上式计算结果表明,该15CrMo钢试板对消除应力裂纹较敏感。

锅炉焊接材料的选择按《国家锅炉、压力容器和管道焊接材料选用表》选用。

根据锅筒选用的钢种为15CrMoG,查表得焊材为E50.且所选择的焊条、焊丝和焊剂符合国家标准规定的质量要求。

至于焊接材料牌号的选择,则由焊接工艺人员来完成,并在焊接工艺规程中加以规定,因为焊接接头的性能很多方面取决于焊接方法、焊接工艺参数和焊后热处理规范等。

4.5锅炉受压部件的强度计算

4.5.1锅炉受压元件强度控制原则

锅炉受压部件的强度是指部件在不同载荷条件下,在预定期限寿命内不提前失效的性能。

锅炉受压部件的载荷种类

载荷种类

载荷来源

工作内压

1)正常的恒定或交变的内压

2)起动和停止时压力的升降

3)水压试验的内压

附加载荷

1)部件自重、介质重量引起的均匀外加载荷

2)支撑和悬吊部位局部外加载荷

热应力

1)部件壳壁温差引起的恒定热应力

2)锅炉起动和停运时传热瞬态失稳引起的短时热应力

3)受热波动产生的交变热应力

工艺应力

1)冷弯、冷卷、冷校、冲压、焊接、胀接及热处理引起的残余应力

锅炉受压部件的失效形式及其原因

失效形式

原因

后果

弹性失效

壁厚过薄,强度不足

结构失稳,局部撕裂

塑性失效

超温,超压

部件整体屈服,塑性破坏

低周疲劳破坏

载荷交变

应力集中部位工作应力达到屈服强度

疲劳断裂

热疲劳破坏

温差应力周期变化

开孔边缘疲劳裂纹

蠕变破坏

长期运行局部超温

蠕变强度不足

持久塑性破坏

脆性破坏

材料韧性不足

应力集中及应力水平过高

存在各种严重的工艺缺陷或材料缺陷

低塑性、低应力断裂

 

图2锅炉受压元件不同部位的应力类别

4.5.2圆筒形元件的强度条件

在GB9222-1988《水管锅炉受压元件强度计算》国家标准中,以最大切应力强度理论作为元件强度计算的准则。

此强度理论认为,元件在复杂的应力状态下,切应力达到材料在单向拉伸时的抗剪强度即发生破坏。

而材料作单向拉伸时,试样横截面上的应力达到屈服点σs并发生塑性流变时,在45°斜截面上产生最大的切应力,其值等于的一半,即

τmax=0.5σs

对于复杂的应力状态,最大切应力

τmax=1/2(σ1-σ3)

式中,σ1、σ3为最大及最小主应力;与中间主应力σ2平行,与σ1、σ3的作用面倾斜45°,如下图所示:

图3复杂应力状态的主应力和切应力方向

在考虑一定的安全系数ns后,可得出下列的强度公式:

1/2(σ1-σ3)≤σs/2ns=1/2[σ]

或者σd=σ1-σ3≤[σ]

式中[σ]——工作温度下单向拉伸的许用应力;

σd——最大切应力强度理论的当量应力。

对于薄壁圆筒,切向应力σb=pDp/2S,纵向应力σ2=pDp/4S,径向应力σr≈0。

代入上式,即得薄壁圆筒受内压的强度条件:

σd=σ1-σ3=σb-σr≈σb=pDp/2S≤[σ]

式中p——圆筒内径

Dp——圆筒中径

S——圆筒壁厚

4.5.3锅炉受压元件的强度计算方法

锅炉受压元件的强度计算分为两种:

一种是设计计算,另一种是校验计算。

前一种用于新设计锅炉壁厚的计算,后一种则用于计算已运行一段时期的锅炉容器容许的最高工作压力。

●筒体设计计算

1锅筒筒体的取用壁厚按下列公式求的:

式中S——筒体取用壁厚(mm)

Smin——筒体最小计算壁厚(mm)

SL——筒体理论计算壁厚(mm)

C——附加壁厚(mm)

p——计算压力

Dn——筒体内径(mm)

[σ]——许用应力(MPa)

②附加壁厚的计算按照下列式子计算:

式中,C1为考虑腐蚀减薄的附加壁厚,一般取0.5mm,如S>20mm,C1可取0;C2为考虑钢板负偏差和工艺减薄量的附加壁厚。

钢板负偏差当S≤20mm时,取0.5mm,而S>20mm时可不考虑。

计算钢管壁厚负偏差的附加壁厚按下式求的:

C2=ASL

式中A值从下表中选取:

计算附加壁厚C值得系数A值

M(%)

15

10

5

0

A

0.18

0.11

0.05

0

3许用应力和安全系数

上列式中受压元件壁厚计算公式中的许用应力按下式计算:

式中,

为基本许用应力,

为安全系数。

其中安全系数主要是考虑在简化的强度计算公式中未涉及的一些因素,诸如所引用的强度理论的准确性,元件受力状态的特殊性,材料强度理论的波动和不均匀性,制造工艺,特别焊接,热处理对钢的性能影响,无损检测的可靠性以及制造厂质量体系的完善程度。

4焊缝系数

在强度计算公式中的焊缝系数是考虑焊缝强度与母材强度的不一致性以及焊缝形式对受压元件强度的影响。

当前由于焊接技术的不断进步,在锅炉领域内,焊缝强度等同于母材强度是焊接材料选择的基本原则。

并要求对每一种焊接接头,通过焊接工艺评定试验证实其强度不低于相配母材强度的下限值。

因此,焊缝的强度性能不论采用何种焊接方法和焊接工艺参数,都应达到与母材的强度性能相等。

在这种情况下,焊缝系数只应与焊缝形式和焊缝无损检验的百分率有关。

下面列出美国ASME锅炉与压力容器法规和锅炉受压元件强度计算中推荐采用的焊接系数。

ASME法规对弧焊和气焊接头规定的焊缝系数

序号

接头形式

接头类别

无损检验百分率

100%

>25%

0%

1

双面焊对接接头及其他形式质量等他的焊接接头

A,B,C,D

1.0

0.85

0.70

2

带衬垫的单面焊对接接头

A,B,C,D

0.9

0.8

0.65

3

不带衬垫单面焊局部焊透

对接接头

A,B,C

0.60

4

双面焊搭接头

A,B,C

0.55

5

单面焊搭接头+塞焊

B,C

0.50

 

锅炉受压元件强度计算中推荐采用的焊缝系数

 

序号

焊缝形式

焊缝类别

100%无损检验

20%~50%无损

检验

1

双面全焊透对接接头

和T形接头

A,B,D

1.0

0.90

2

单面全焊透对接接头

和T形接头

A,B,D

1.0

0.90

3

加衬垫单面焊对接接头

和T形接头

A,B,D

0.90

0.80

4

不加衬垫单面焊局部

焊头对接接头

A,B,D

0.80

0.70

5

双面焊局部焊头

搭接接头

A,B,C

_

_

6

全焊透压力焊对接接头

A,B

焊接参数

监控0.9

抽样断口

检查0.8

如同一个受压元件中存在几种形式焊缝,且焊缝系数不同时,则应该分别计算,并取最大计算壁厚。

5计算壁温

锅炉壁温的选用直接关系到锅炉的结构强度计算,因此强度计

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 小学教育 > 学科竞赛

copyright@ 2008-2022 冰豆网网站版权所有

经营许可证编号:鄂ICP备2022015515号-1