鋼制壓力容器焊接接頭系數(shù)φ的確定

　　摘 要:本文通過歸納、分析鋼制壓力容器設(shè)計(jì)計(jì)算中焊接接頭系數(shù)φ與對接接頭的焊縫形式、無損檢測的長度比例等的關(guān)系，以及對標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中相關(guān)規(guī)定的進(jìn)一步釋義，詳解焊接接頭系數(shù)φ的確定。
　　關(guān)鍵詞:鋼制壓力容器 焊接接頭系數(shù) 對接接頭 焊縫形式 無損檢測
　　中圖分類號:TG441文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3791(2012)05(a)-0092-01
　　許久以來，設(shè)計(jì)(校審)人員(下文簡稱設(shè)計(jì)人員)在鋼制壓力容器焊接接頭系數(shù)φ的確定問題上一直爭論不休，一些論壇上關(guān)于這方面的討論比比皆是。本文主要根據(jù)TSG R0004-2009《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》[1](下文簡稱《容規(guī)》)、GB150.1～150.4-2011《壓力容器》[合訂本][2](下文簡稱GB150)等標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定，分析鋼制壓力容器設(shè)計(jì)中φ的確定因素與確定(選取)。
　　1 焊接接頭系數(shù)的確定因素
　　焊接接頭系數(shù)φ的確定因素有明文規(guī)定的，也有引申的，然而都不可忽略。
　　1.1 確定因X/Mh5z4dKX4cNt2pDTZpUw==素
　　GB150中4.5.2.1:“焊接接頭系數(shù)應(yīng)根據(jù)對接接頭的焊縫形式和無損檢測的長度比例確定”。此規(guī)定明確了焊接接頭系數(shù)φ的確定因素是“對接接頭”的“焊縫形式”和“無損檢測的長度比例”。
　　1.1.1 對接接頭
　　鋼制壓力容器焊接接頭分類示意圖見圖1。
　　從而確定:跟φ有關(guān)的是A、B類對接接頭。GB150中的公式是根據(jù)周向一次薄膜應(yīng)力的強(qiáng)度導(dǎo)出，所以與之對應(yīng)的A類焊縫的焊接接頭系數(shù)φ才是計(jì)算參數(shù)。但是為了保證受壓元件的強(qiáng)度與安全，要求A、B類接頭的焊接接頭系數(shù)一致，如果由于各種原因不能達(dá)到時，應(yīng)對B類焊縫的質(zhì)量加以控制，如GB150中10.3.4:“對容器直徑不超800mm的圓筒與封頭的最后一道環(huán)向封閉焊縫，當(dāng)采用不帶墊板的單面焊對接接頭，且無法進(jìn)行射線或超聲檢測時，允許不進(jìn)行檢測，但需采用氣體保護(hù)焊打底”。
　　1.1.2 對接接頭的焊縫形式
　　焊制的鋼制壓力容器，受壓元件的對接接頭首。
　　選雙面焊對接接頭和相當(dāng)于雙面焊的全焊透接頭(下文簡稱全焊透)，然而在制造無法實(shí)現(xiàn)的情況下，采用非全焊透的單面焊對接接頭(沿焊縫根部全長有緊貼基本金屬的墊板)(下文簡稱非全焊透)。
　　1.1.3 無損檢測的長度比例
　　A、B類對接接頭的無損檢測的長度比例一般分為全部(100%)和局部(碳鋼和低合金鋼低溫容器≥50%，其它容器可以是≥50%)兩種。無損檢測長度比例的規(guī)定主要有以下三點(diǎn)。
　　(1)全部(100%)射線或超聲檢測。
　　①按GB150中10.3.1規(guī)定。
　?、诎凑辗治鲈O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)制造的壓力容器。
　?、郯碐B150中12.5.1。
　　(2)局部射線或超聲檢測按GB150中10.3.2。
　　(3)組合檢測按《容規(guī)》中4.5.3.2.2(5)。
　　1.2 引申的確定因素
　　鋼制壓力容器的結(jié)構(gòu)、特殊要求與檢測質(zhì)量的合格級別也是焊接接頭系數(shù)φ的確定因素，標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范有相關(guān)規(guī)定間接表明了這一論斷。舉例如下。
　　(1)結(jié)構(gòu)—— 容器本身筒節(jié)為無縫管、封頭為整板制作的情況，則不存在A焊縫，則φ=1.0。
　　(2)特殊要求—— GB150中10.3.1的c項(xiàng):“焊接接頭系數(shù)取1.0的壓力容器”須全部(100%)射線或超聲檢測，表明在容器特殊要求(如考慮經(jīng)濟(jì)性)的情況下，可取φ=1.0。
　　(3)無損檢測的合格級別—— 檢測質(zhì)量分級見JB/T4730.1～4730.6-2005《承壓設(shè)備無損檢測》[3]，但沒有規(guī)定檢測長度比例和合格級別是唯一的對應(yīng)關(guān)系，例如100%射線檢測的合格級別不一定是Ⅱ級。在實(shí)際應(yīng)用中，常見的射線(RT)、超聲(UT)無損檢測的合格級別、焊接接頭系數(shù)φ的對應(yīng)關(guān)系見表1。
　　2 焊接接頭系數(shù)的確定(選取)
　　綜合以上幾個確定因素并結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范中的規(guī)定便可確定(選取)焊接接頭系數(shù)φ，詳見表1。
　　3 結(jié)語
　　綜合上述，鋼制壓力容器設(shè)計(jì)中焊接接頭系數(shù)φ的確定因素必須一一考慮，做到設(shè)計(jì)中結(jié)合制造、檢驗(yàn)滿足的條件，這樣才能正確取值，才能確保設(shè)備的安全性、合理性與經(jīng)濟(jì)性。
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]TSG R0004-2