压力容器需要进行焊后热处理的条件

时间:2018-01-08 18:53 浏览次数:
【概要】:在压力容器设计中,应科学设定设备是否需要进行焊后热处理。因容器的焊后热处理需要大型热处理装备,消耗大量能源,应综合考虑容器的安全性与经济性。目前,人们虽然已认识到过大的...

在压力容器设计中,应科学设定设备是否需要进行焊后热处理。因容器的焊后热处理需要大型热处理装备,消耗大量能源,应综合考虑容器的安全性与经济性。目前,人们虽然已认识到过大的焊接应力会对容器的安全产生危害,但由于多种因素交互影响的复杂性,尚难判断将焊接应力限制在什么水平下是适宜的。

压力容器需要进行焊后热处理的条件

因此,国内外标准只能通过材质、厚度、预热温度以及运行条件等因素,来判定压力容器是否需要进行焊后热处理。GB150等将判断条件分为两类,一类是对所有钢制压力容器都适用的“通用条件”,另一类是针对某些特定工况的“特殊条件”。

 

需进行焊后热处理的“通用条件”:焊接应力的大小一般与如下三个方面因素有关:(1)材质:随着钢材强度级别的提高及合金含量的增加,其焊接性能变差,在相同的焊接工艺条件下易产生焊接缺陷;(2)钢材厚度:钢材厚度越大,则意味着焊缝越深,焊缝冷却后收缩的倾向越强,且刚性增大,抵抗局部收缩变形的能力越强,从而产生了较大的焊接残余应力;(3)预热温度:焊前预热可减缓焊缝部位与其他部位的温度梯度,能减缓高峰值焊接应力的产生。基于以上三点,GB150等标准依据各种材质、厚度以及预热温度设定压力容器需进行焊后热处理的条件。

 

需要焊后热处理的“特殊条件”:GB150规定了如下两种特殊条件下,不论压力容器的材质、厚度及预热温度如何,都应进行焊后热处理。一是图样注明有应力腐蚀的容器。二是图样注明承装毒性为极度或高度危害介质的容器。这主要从万一发生事故的灾难性后果考虑。因为焊接残余应力对容器的主要危害是在特定的介质工况下引起应力腐蚀开裂。应力腐蚀是个影响因素颇多、极其复杂的过程,不能用简单的条款划定。以盛装液化石油气的容器为例:液化石油气中含有H2S杂质会对钢材会产生应力腐蚀,而纯净的液化石油气(如丙烷、丁烷)是不会产生应力腐蚀。H2S对钢材的应力腐蚀除与其浓度有关外,还和其含水量有关,只有湿H2S才能产生应力腐蚀,湿H2S的应力腐蚀还和温度、介质的ph 值、钢材的含碳量、以及焊接应力大小等诸多因素相关联。再以盛装液氨的容器为例:化学纯(≥99.995% )的液氨是不会引起应力腐蚀的,只有工业纯的液氨才可能产生应力腐蚀,但如果在液氨中加入微量的水(≥0.2% ),则水作为缓蚀剂,可避免应力腐蚀的发生。此外,液氨的应力腐蚀还和材质的强度级别有关。综上所述,应力腐蚀状况复杂,影响因素多,这就需要设计者依据工况条件、压力容器的具体情况以及国内外的运行经验进行综合判断。