低溫壓力容器制造質(zhì)量控制

曹春華

摘? 要：在低溫條件下工作的壓力容器稱作低溫壓力容器。本文將從低溫容器材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造工藝檢驗三個方面綜合論述低溫壓力容器的制造質(zhì)量控制

關(guān)鍵詞：低溫壓力容器;低溫材料;結(jié)構(gòu)設(shè)計;制造工藝檢驗

引言：低溫壓力容器在目前工業(yè)裝置中，氣體的液化、分離以及液化氣體的生產(chǎn)、貯運和應用日趨普遍。低溫壓力容器隨著使用溫度的降低往往會出現(xiàn)脆性破壞，脆性破壞前容器往往沒有或只有局部的極小塑性變形，宏觀檢查很難發(fā)覺，因此這種脆性破壞會造成出其不意的極大危害。本文從低溫壓力容器的材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造檢驗方面進行闡述，希望給從業(yè)人員提供一點參考。

一.低溫壓力容器材料

用于低溫使用條件下的鋼材，除了應滿足壓力容器對一般材料的基本要求以外（指足夠的強度，穩(wěn)定的組織，良好的焊接性和加工性能），還必須要求鋼材能具有盡量低的韌脆轉(zhuǎn)變溫度和足夠的低溫韌性。鋼材在設(shè)計溫度下的低溫沖擊功必須充分的大于設(shè)計規(guī)定值。在我國壓力容器設(shè)計制造中采用最廣泛的是V型缺口夏比沖擊試驗。同時，不銹鋼低溫沖擊試驗需要提供側(cè)膨脹值。低溫壓力容器用鋼為了保證良好的韌性，除了必須是鎮(zhèn)靜鋼外，還需采用爐外精煉工藝;為了得到良好的組織，一般采用正火狀態(tài)交貨。

焊接材料控制中，GB/T 150.4-2011中規(guī)定，低溫容器焊條需按批進行藥皮含水量或熔敷金屬擴散氫含量的復驗（NB/T 47018-2017中僅規(guī)定水銀法或熱導法測定的熔敷金屬擴散氫含量，去掉了含水量）。

二、低溫壓力容器結(jié)構(gòu)設(shè)計

低溫壓力容器及其部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計應充分考慮以下各項要求：

1.結(jié)構(gòu)盡可能簡單，減少焊接件的拘束程度;

2.結(jié)構(gòu)各部分截面應避免產(chǎn)生過大的溫度梯度;

3.結(jié)構(gòu)拐角和過渡應減少局部的應力集中以及截面尺寸和剛度的急劇變化;

4.容器元件的各個部分所形成的T形接頭、角接接頭焊縫和各類角焊縫，以及接管、凸緣端部都應修磨成圓角，內(nèi)外拐角均應圓滑過度;

5.容器的鞍座、耳座、支腿應設(shè)置墊板或連接板，避免直接與容器殼體相焊。墊板或連接板按低溫用材考慮;

6.容器與非受壓元件或附件的連接焊縫應采用連續(xù)焊;

7.接管補強應盡可能采用整體補強或厚壁管補強，若采用補強板，應為截面全焊透結(jié)構(gòu)，且焊縫圓滑過度;

8.在結(jié)構(gòu)上避免焊縫的集中和交叉。

三、低溫壓力容器制造檢驗

低溫壓力容器焊接關(guān)鍵是避免焊接金屬及熱影響區(qū)產(chǎn)生粗晶組織而降低韌性，因此要求嚴格控制焊接線能量，在焊接工藝指導書控制的范圍內(nèi)采用較小的焊接線能量、多層多道施焊避免焊道過熱，多道焊時控制層間溫度。一般碳鋼控制在250℃，奧氏體不銹鋼控制在150℃。

GB/T 150.4-2011中規(guī)定，低溫容器有A類縱向焊接接頭的，需要逐臺制備產(chǎn)品焊接試板，試板應在筒節(jié)縱向焊縫的延長部位與筒節(jié)同時施焊，與筒節(jié)采用相同的焊接工藝與焊接條件。有熱處理要求的容器，試板一般應當隨容器一起熱處理。試樣的檢驗和評定按照NB/T 47016進行，低溫容器的沖擊試樣應包括焊縫金屬和熱影響區(qū)，即一拉伸兩彎曲六沖擊試樣。沖擊合格指標見下表：

GB/T 150.4-2011中規(guī)定，設(shè)計溫度低于-40℃或者焊接接頭厚度大于25mm的低溫容器，其A類和B類焊接接頭，需進行100%射線或超聲檢測;容器上的A、B、C、D、E類焊接接頭，缺陷修磨或補焊后的表面，卡具和拉筋拆除處的割痕表面，進行磁粉或滲透檢驗。這個范圍以外的，需進行局部無損檢測，對低溫容器，檢測長度不得少于各焊接接頭長度的50%。

四、結(jié)語

影響低溫壓力容器制造質(zhì)量的因素有很多，實際制作過程中需要從材料、焊接、檢驗試驗等多方面層層把關(guān)，逐層消除可能引發(fā)質(zhì)量問題的誘因，才能真正達到質(zhì)量控制的目的。

參考文獻

[1] TSG R0004-2009 固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程

[2] GB/T 150.1～4-2011 壓力容器

[3] 壽比南等編著 GB 150-2011《壓力容器》標準釋義

[4] 李世玉主編 壓力容器設(shè)計工程師培訓教程

[5] NB/T 47016-2011 承壓設(shè)備產(chǎn)品焊接試件的力學性能檢驗

[6] NB/T 47018-2017 承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件壓力容器制造質(zhì)量保證體系建立及實施實用教程