第6章 压力容器制造、安装、改造、修理

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1、第6 章 压力容器制造、安装、改造、修理 6.1 压力容器制造基本过程 压力容器除了直接采用管子外，圆形筒体成形方法主要有两种，即卷制焊接成形卷制焊接成形（包括多层包扎焊接成形）和锻造成形锻造成形。这两类压力容器又简称为板焊结构容器板焊结构容器和锻焊结构容器锻焊结构容器。板焊结构适用于各种类型压力容器，应用十分广泛。锻焊结构则主要用于大型、高压、厚壁容器。 板焊结构压力容器制造基本工序：下料、坡口加工、拼接、成形、组装、焊接、开孔、无损检测、热处理、耐压试验和泄漏试验等。 1. 下料 下料是将材料（板材、管材等）按图纸和工艺的要求，切割成需要的形状和尺寸。 材料切割前应作好标记移植标记移植。标

2、记方法可采用打钢印打钢印、油漆书写油漆书写（低温钢板、不锈钢板、薄钢板、小直径管等）、挂标签挂标签（焊条、焊丝等）。 切割下料是保证结构尺寸精度的重要工序，应严格控制。如采用机械剪切、手工热切割和机械热切割法下料，则应在待下料的金属毛坯上按图样以1：1 的比例进行划线。对于批量生产的工件，也可采用按图样的图形和实际尺寸制作的样板划线。 2. 坡口加工 坡口加工是将已下好的材料或者部件按工艺要求，加工焊接所需的坡口形状。 为使焊缝的厚度达到图样规定的尺寸或获得全焊透的焊接接头，接缝的边缘应按板厚和焊接工艺方法加工成各种形式的坡口。最常用的坡口有V 形、双V 形、U 形及双U 形坡口。坡口加工可以

3、采用机械加工或热切割法。 坡口加工的尺寸公差对于焊件的组装和焊接质量有很大的影响，应严格检查和控制。坡口的尺寸公差一般不应超过一般不应超过0.5mm。 不锈钢、有色金属和淬硬倾向高的合金钢焊件边缘应采用机械加工方法加工坡口。具有淬硬倾向的合金钢焊件，如采用热切割法加工坡口，则坡口表面在热切割后应作表面磁粉探伤。 3. 拼接 拼接是因受原材料尺寸（板的幅宽和长度）的影响，有时需要将材料采用焊接的方法拼接成工艺要求的尺寸。 4. 成形加工 成形是将备好的材料按图纸和工艺要求，加工成所需要的形状。成形工艺包括冲压、卷制、弯曲冲压、卷制、弯曲和旋压旋压等。 圆筒形和圆锥形构件，如压力容器的筒体和过渡段

4、、大直径管道等都是采用钢板卷制而成的。卷制通常在三辊或四辊筒卷板机上进行，厚壁筒体亦可采用特制的模具在水压机或油压机上冲压成形。筒体的卷制实质上是一种弯曲工弯曲工艺艺。在常温下弯曲，即所谓冷弯冷弯时，工件的弯曲半径不应小于该种材料特定的最小允许值，对于普通碳素结构钢（简称碳素钢），弯曲半径不应小于25（ 为板厚），否则材料的力学性能会大大下降。冷卷的筒体，当其外层纤维的伸长率超过15%时，应在冷卷后作回火处理，以消除冷作硬化冷作硬化引起的不良后果，通常板厚小于50mm 的钢板可采用冷卷，大于50mm 的钢板应采用热卷或热冲压成形。 封头的旋压可按工件的壁厚采用冷旋压冷旋压和热旋热旋压压法。冷旋

5、压成形又可分二步法和一步法两种。厚壁封头厚壁封头的热旋压通常采用冲旋联合冲旋联合成形法。二步冷旋成形法首先是将毛坯在压鼓机上压成碟形，即把封头的中心圆弧部分压制成所要求的曲率，然后再在旋压机上翻边，把封头的周边旋压到所要求的球面。 5. 组装和焊接、开孔 组装组装是将已成形的零部件按工艺要求进行组对和装配， 焊接焊接是按工艺要求对组装好的零部件用焊接的方法进行连接，以及各种零部件的堆焊等，形成各种焊接接头。 组装和焊接顺序在压力容器制造过程中可分整装整装整焊整焊，部件组装焊接部件组装焊接焊接焊接和交替装焊交替装焊三种类型。主要按产品结构的复杂程度和生产批量选定。整装整焊方式是将所有零部件按图样

6、要求组装定位焊加固好，然后转入焊接工序，将全部焊缝焊完。这种装焊方式适用于结构简单、便于采用各种装配工夹具组装定位、生产批量较大的焊接结构。 影响焊接质量最重要的接头装配尺寸是： （1）接头的间隙，间隙的大小与所采用的焊接工艺方法有关，间隙的装配尺寸允差不应大于焊接工艺规程规定值的0.5mm。 （2）对口错边，即两相接边缘偏离中心线的差值。标准按接头类别规定了不同的允许值。 筒节的板料预弯质量不佳还会造成纵缝棱角超差。这时靠组装过程来控制是无能为力的，而只能在筒节纵缝焊后校圆校圆工序中予以修正。环焊缝的组装比纵焊缝困难环焊缝的组装比纵焊缝困难。一方面由于制造误差，每个筒节和封头的圆周长度往往不

7、同，即直径大小有偏差；另一方面，筒节和封头往往有一定的圆度误差，一般可采用螺栓撑圆器、间隙调节器、筒式万能夹具等辅助工具有有关量具来矫正，对中、对齐。 在壳体上组装人孔与接管，首先要在壳体上开孔，关键要按图样的各管口位置准确划出所有接管的位置线、切割线，切割后坡口应严格符合焊接工艺规程的要求。组装时应注意接管伸出高度、法兰对中等要求，人孔及大直径接管组装后在焊接前，对于薄壁容器，尤其是塔器，内部预先采取支撑加固，以防焊后下塌。 当组装高强度钢和其它低合金钢焊件时，如采用拉肋板直接在焊件上进行定位焊时，则必须采用低氢型焊条，并在定位焊区加局部预热，预热温度不得低于焊接工艺规程对该种钢所规定的预热

8、温度。 压力容器的制造中，无论是零部件的焊接，还是总装焊缝的焊接，都应严格遵守评定合格的焊接工艺规程。焊工必须经专门的培训并经焊工考试机构按特种设备焊工考试规则考试合格。这是保证焊接结构制造质量最重要的先决条件。 6. 无损检测 无损检测是按图纸和工艺的要求，对压力容器的焊接接头和零部件采用各种无损的检测方法，进行焊接缺陷和内部质量的检测，并达到规定的质量要求。 无损检测是保证压力容器制造质量的重要手段。设计者应当根据材料和制造工艺选择最合适的无损检测方法；根据压力容器结构，考虑无损检测实现的可能性；根据无损检测方法、比例、质量要求及其合格级别之间的关系，提出合格级别和验收准则。制造单位按设计

9、文件要求实施无损检测，以保证压力容器的安全质量。 尤其是当有特殊无损检测要求时，如大壁厚、大直径、裂纹敏感性材料、特殊材料、特殊结构等，更应当引起设计者的充分重视。NB/T47013 对无损检测技术等级和检测灵敏度等级都有分级规定，因此要求在设计文件中，对无损检测应提出完整且具体的要求。 无损检测人员应当按照相关技术规范进行考核取得相应资格证书后，方能承担与资格证书的种类和技术等级相对应的无损检测工作。 7. 焊后热处理 焊后热处理主要指为了消除焊接残余应力，改善焊接接头性能。 焊后热处理不仅可以消除或降低结构的焊接残余应力，稳定结构的尺寸，而且能改善接头的金相组织，提高接头的各项性能，如抗冷

10、裂性、抗应力腐蚀性、抗脆断性、热强性等，对于某些合金钢和调质钢焊件，焊后热处理是决定接头性能的重要工序。 压力容器焊接工作全部结束焊接工作全部结束并且并且经过检验合格后经过检验合格后，方可进行焊后热处理。焊后热处理应当符合以下要求： （1）在耐压试验前进行； （2）根据设计图样和相关标准的要求在热处理前编制热处理工艺，对需要进行现场热处理的，具体提出现场热处理的工艺要求； （3）热处理装置(炉)配有自动记录曲线的测温仪表，并且绘制热处理的时间与温度关系曲线。 8. 耐压试验 耐压试验是为验证压力容器的整体强度和质量，在容器全部制成后（上述工序全部完成），进行的整体压力试验。耐压试验分为液压、气

11、压和气液组合试验三种。 9. 泄漏试验 泄漏试验是为验证压力容器焊缝和零部件装配装配的质量，在规定压力下进行的密封（致密）性试验。 泄漏试验应在耐压试验合格后进行泄漏试验应在耐压试验合格后进行。分为气密性试验、氨检漏试验、卤素检漏试验和氦检漏试验 。 固定式压力容器安全技术监察规程规定需要进行泄漏试验的条件： （1）耐压试验合格后，对于介质毒性程度为极度、高度危害或者设计上设计上不允许有微量泄漏的压力容器，应当进行泄漏试验； （2）设计图样要求做气压试验的压力容器，是否需要再做泄漏试验，应当在设计图样上规定。进行气密性试验时，一般应当将安全附件装配齐全一般应当将安全附件装配齐全。 10. 总体