3 焊接质量的控制 一般来讲,焊接质量在很大程度上,决定着压力容器的安全与寿命,因此控制焊接质量成为压力容器制造质量保证的关键。 3.1 焊接材料的管理4 s6 k. Q& `, t: Y& T# c0 j. Z
必须建立严格的焊接材料的验收、保管、烘干、发放和回收制度。购进的焊材须有质量证明书和产品合格证,标记清晰、牢固。经检查、验收合格后,方能按要求登记入库。设立焊材一级库、二级库。一级库应具有保温、去湿的必要条件。入库、发料手续及记录齐全。二级库应具有良好的环境和烘干、保温设备。设备上的各种仪表应在周检期内使用。详细记录由一级库领出焊材的规格、型号、编号、数量及领取日期。应详细记录烘干的温度和时间。一般酸性焊条150~200℃,1~2h,碱性焊条烘干380~420℃,2h。注意焊丝在使用前应除锈、去油。根据领料单发放焊材,并记录所发放焊材的日期、规格、型号、批号(厂编号)、数量及所焊产品或部件编号。
0 O/ H* u" Y, k. e% e. P, K$ L3.2 焊工资格与管理
, I$ B: E6 v/ q) q' C 从事压力容器生产的焊工必须持证上岗。焊工必须通过《锅炉压力容器焊工考试规则》规定的相应考试项目,取得焊工合格证,并在有效期内承担合格规定范围内的焊接工作。焊工应在焊缝的相应位置上打钢印,并记录在产品档案资料中。
" b+ j( U2 I' ^( J 建立焊工焊绩档案,作为今后办理免考延期的依据。9 p: B, V; H+ f5 ?/ x$ o
3.3 焊接工艺评定
4 M% a, T4 k$ q8 q3 W& b0 |" I$ B8 G$ r 受压元件之间的焊缝,受压元件与受压元件之间的焊缝及其上述定位焊缝和受压元件母材表面堆焊、补焊均应按JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》标准进行评定。有色金属的焊接工艺评定须按有关标准进行评定。
# d5 Q/ T5 A7 L0 M) r8 ?3.4 焊接工艺6 Z& H" `; a/ e J+ n4 O
根据图样的技术要求、焊接规程及焊接工艺评定,制订焊接工艺。焊接工艺还应对焊接工作环境提出要求。对超次返修的焊缝,还应制定返修工艺措施,并应得到焊接技术负责人的同意。
- x7 N4 X* V" H7 R" M% E9 D3.5 焊缝质量的检验, |% Y0 ?- ^! N* G
焊缝质量的全面检验包括焊缝的外观检查;化学成分和金相组织检验;硬度、拉力、抗弯和冲击试验;以及对焊缝区的无损检测。在特殊环境下使用的压力容器,还应包括疲劳、蠕变和抗应力腐蚀性能的检验。4 z2 Z g( K0 M/ D
在压力容器产品上,通常只能做焊缝的外观检查以及焊缝表面和内部缺陷的无损检测,对于焊缝质量的破坏性检验就只能在产品试板上进行。
$ c6 O) G D4 H' M* o 按照有关规定,产品焊接试板是在产品A类焊接接头的延长部位与产品一同施焊,目的在于用其代表和检验产品焊接接头的力学性能,因此,它是控制产品焊接接头质量的重要手段之一。为充分发挥产品焊接试板的作用,GB150将容器分为两类:一类是材料强度级别较高,力学性能的有严格要求以及其安全性有特殊要求的容器[详见GB150第10.5.1.2款],需每台制备产品焊接试板;另一类是材料可焊性好,制造厂已经积累了充分生产经验的产品,如Q235系列、16MnR制造的容器,在一定条件下可采用以批代台的方法来制备焊接工艺纪律检查用试板,但以批代台必须履行申报省级劳动部门审查同意后方可实施。当焊接试板各项检验均合格后,产品才能转入下道工序;当产品要求后热和焊后热处理时,试板随产品同炉热处理,并严格执行工艺;当热处理后性能试验不合格时,应重新处理。
+ {& r9 n2 a. |( }& Z8 S' N; h 在压力容器产品试板、试样的制备和检验过程中应注意下述问题:
0 w1 x" R* V( V! ~# D (1)当一台压力容器产品筒体纵、环焊缝焊接工艺不相同,而这些焊接工艺不能用同一焊接工艺评定覆盖时,试板数量应与工艺相同;
Y$ _) i+ P6 D (2)有不同焊后热处理要求的压力容器,应分别制备试板;
/ t3 P6 w' o0 R% Z/ a2 E (3)热套压力容器内、外筒材料不一致时,应各作一块试板,材料相同,又是同一厚度范围,作一块试板;0 R, ~- a4 K: Y( I; f7 @/ @3 K
(4)产品焊接试板经外观检查和射线探伤,如不合格,允许返修。如不返修,截取试样应避开缺陷部位。
! h1 Q, u/ P/ V1 | (5)产品试板焊接接头的冲击试验除《容规》第72条已规定的几种情况需做以外,凡设计选用的壳体材料,若该材料相应的技术标准有冲击试验要求的,需做冲击试验;若无冲击试验要求的,则不需做冲击试验,后一种情况,在制造中壳体材料即使发生了代用,其产品试板焊接接头仍可不做冲击试验;" ?- Q1 ~5 g6 U; y' }8 d" N, u
(6)对于钢制管壳式换热器管箱部分,是否另作产品焊接试板,由设计单位确定;( |# l4 U4 E' r, W( M/ e/ ?& m
(7)对于焊缝接头系数设计取为1的焊缝,不管是氩弧焊打底的单面焊,还是单面焊双面成型的手工电弧焊,均属全焊透的对接焊缝,按GB150附录G作试样冷弯试验时,应与双面焊同等对待,否则达不到设计取焊缝接头系数为1的要求。 4 无损检测的控制 一般来说,压力容器生产过程中,无损检测工作量大约占整个产品生产过程工作总量的15%~16%。压力容器从原材料入厂、零部件加工直至产品组装完工都涉及到无损检测的工作,无损检测工作的好坏直接影响着出厂产品的质量。无损检测涉及到检测方法、评定标准、检测比例、合格级别的确定,这是一项十分重要的工作,既需了解产品的设计和使用条件,也要了解产品生产工艺条件和采用无损检测方法的可靠性。过高的要求会造成生产过程中的大量返修;过低的要求可能导致遗留的缺陷在使用过程中诱发事故隐患。: ]5 u, C: W% z* g1 l) D
4.1 检测方法、检测标准和合格级别
4 v) b: ?$ L- [3 j9 }0 s8 B (1)检测方法的选择按《容规》第86条执行。0 ]+ B/ [. b; T! Y2 {, i' }
(2)无损检测标准执行JB4730。
7 S( v5 m0 g d) h (3)合格级别。
% O1 P9 F: j& ~8 s) r' ~ 100%射线检测的A、B类焊接接头,Ⅱ级为合格;局部射线检测的A、B类焊接接头,Ⅲ级为合格。磁粉和渗透检测,Ⅰ级为合格。
6 @( F, y. Z P6 a& Y/ P% b ]" B4.2 检测比例
; w5 F- y7 E# U9 v- A (1)内部无损检测
4 m5 R, T) G- M4 ^ | a.按《容规》第85条和GB150第10.8.2.1款进行100%无损检测;( ^8 q- ^" q" \% H$ x3 d- p9 h
b.按《容规》第87条和GB150第10.8.2.2款进行局部无损检测;
2 Z: u1 D) O* s8 X* `4 j+ F! l, d (2)表面无损检测
8 J7 F) [2 l9 I+ J, t; v+ e 按《容规》第90条、第91条和GB150第10.8.31款。/ k9 l4 [' |9 h5 i. E
需要说明的是壳体母材无损检测执行GB150第4.2.9款。* S) `# Q" K# R+ y; U$ j: z* M" ?
4.3 无损检测应注意的问题) c# T l; _7 @8 {
(1)以开孔中心为圆心,1.5倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊缝,应进行100%无损检测;' V% i1 c! [& \# A& F* n
(2)凡被补强圈、支座、垫板、内件等所覆盖的焊缝,以及先拼焊后成形的封头上的所有拼接焊缝应100%无损检测;( r8 i) d3 A6 v* \
(3)管板、法兰拼接焊缝,膨胀节的对接焊缝应100%无损检测; X" e8 f: ]8 s, O' B8 a
(4)Cr-Mo低合金钢制乙型法兰的法兰盘与补短节连接的焊缝表面应进行100%无损检测;' d5 x- H( d9 U: r
(5)换热管的对接接头应进行射线检测,抽查数量应不少于接头总数的10%,且不少于一条;: \! C8 N2 z6 G0 o; m
(6)作气压试验的压力容器,A、B类对接接头必须100%无损检测;! p) t1 @4 {* ]
(7)公称直径>250mm接管的A、B类对接接头应100%无损检测;
9 @) a8 j8 W& d I- T; [6 e (8)无损检测工作必须由取得相应资格的人员承担,严格执行初评和复审制度,确保底片和评片质量,记录和报告完整、准确,并收存于产品质量档案中。 5 焊后热处理的控制 在压力容器制造中,热处理一般分为两大类:一类为焊后热处理;另一类为改善力学性能热处理。焊后热处理的目的可概括为如下几方面:
]3 q) U! _* v# e (1)消除和降低焊接应力;
. f9 Q% F( d% L P: m (2)避免焊接结构产生裂纹(如热裂纹、冷裂纹等);' m( A# n; i4 w2 J# o' Y: p8 j' |
(3)改善焊接接头区的塑性和韧性;/ ]7 h; F; G4 E( n
(4)恢复因冷作和时效而损失的机械性能。+ A0 M# T8 k) ~4 H' c
基于上述情况,GB150第10.4款规定了哪些情况下要进行焊后热处理以及热处理的方法。为了保证达到预期的热处理效果,必须正确编制热处理工艺,对热处理全过程的各个关键工艺参数(如进炉温度、升温速度、升温过程中工件各部位的温差、炉内气氛、保温时间、保温过程中工件各部位的温差、降温速度、出炉温度等)都要作出明确而严格的限制。严格执行热处理工艺规范所定的要求。做好实测的热处理温度时间等记录凭证,签字齐全,并收存于产品质量档案中。热处理仪表定期校验。
" Y3 {) `$ A6 h# v: S* _ 值得注意的是下述情况也应进行焊后热处理:% s' s, \/ v2 p5 `
(1)用板材或型材制造的法兰环的对接接头,应经焊后热处理。
5 F" D/ I- n; F (2)法兰断面厚度大于76mm的碳素钢或低合金钢制法兰;焊制整体法兰;锻制法兰应经正火或完全退火热处理。+ _" Y- j/ E, J/ |1 ]6 o
(3)当有耐应力腐蚀要求时,碳钢低合金钢换热管的冷弯管段及至少包括150mm的直管段应进行消除应力热处理。; d" }, P5 G2 x1 t* T
(4)除不绣钢外,拼接管板应作消除应力热处理。
/ l5 o0 q( e! C% C$ e (5)冷作成型的铁素体钢膨胀节必须进行消除应力热处理。4 @' I8 e. y; A, w! J" @8 h# ~
(6)碳钢、低合金钢制的,焊有分程隔板的管箱和浮头以及管箱的侧向开孔超过1/3圆筒内径的管箱,应在施焊后作消除应力的热处理,设备法兰密封面应在热处理后加工。 |