压力容器封头拼缝焊接工艺评定优化和整合
摘 要： 封头是锅炉、压力容器的重要组成部件，封头制造单位的钢制封头焊缝一般为平板对接焊，与锅炉、压力容器单位焊接接头形式有很大的差别，所以有必要对封头制造企业的工艺评定进行分析，整合封头焊接工艺评定，以达到完全覆盖焊接工艺，并且减少工艺评定数量。钢管切割机，相贯线切割机
关键词： 封头；焊缝；焊接方法；焊接工艺评定钢管切割机，相贯线切割机
0 前言
试样，检测焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评国家规定承压封头制造企业需要取得特种设备部件制造许定报告对预焊接规程进行评价。可证书，作为压力容器必不可少的承压部件，封头的质量关乎2 封头焊缝焊接工艺评定锅炉压力容器的质量的重要组成部分，而焊缝又是容器的薄弱2.1 冷成形碳钢和低合金钢封头的焊接工艺评定环节，控制好焊接的质量，就直接影响了设备的安全质量和人民的生命财产安全，根据《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）和《压力容器》（GB150-2011）的要求，依据《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）进行焊前的工艺评定。GB/25198-2010标准规定封头的种类为半球形、椭圆形、碟形、球冠形、平底形、锥形封头。根据封头的成型工艺、封头的焊接方法、焊后热处理类别等，对封头工艺评定的项目进行分析。钢管切割机，相贯线切割机
根据《压力容器》（GB150-2011）的7.2.1要求，受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝受压元件母材表面堆焊和补焊，以及上述焊缝的返修焊缝部位都应按NB47014进行焊接工艺评定合格焊接工艺支持。本文仅对使用普遍的钢制封头的焊接工艺评定进行探讨，焊接方法按焊条
手工电弧焊、埋弧焊、钨极气体保护焊这三种方法进行阐述。钢管切割机，相贯线切割机
1 封头焊接工艺评定过程简述
焊接工艺规程流程图：
PWPS-与焊接工艺规程；PQR-焊接工艺评定报告；WPS-焊接工艺规程；WWI-焊接作业指导书。钢管切割机，相贯线切割机
艺评定的一般过程是：根据金属材料的焊接性能，按照设计文件规定和制造工艺拟定预焊接工艺规程，施焊试件和制取试样，检测焊接接头是否符合规定的要求，并形成焊接工艺评定报告对预焊接规程进行评价。钢管切割机，相贯线切割机
2 封头焊缝焊接工艺评定
2.1 冷成形碳钢和低合金钢封头的焊接工艺评定
冷成型包括冷冲压、冷旋压、冷卷、冷冲压+冷旋压（折边锥形封头）、冷卷+冷旋压（折边锥形封头）除锥形封头和分瓣成形凸形封头和外，其他类型封头都要在成形后进行消除冷加工应力退火处理。对容器是否需要整体热处理的情况，分以下两种情况进行探讨。钢管切割机，相贯线切割机
2.1.1 不需要退火热处理。对于需要整体退火热处理的压力容器，封头压制后，不在封头制造单位进行热处理，而是将封头与筒体组焊后，在容器制造厂进行整体去应力退火热处理。对这种情况，需要表1工艺评定支撑。钢管切割机，相贯线切割机
2.1.2 需要退火热处理。
根据GB/T25198-2010标准6.4.5.1条规定，整板成形和先拼板焊后成形的碳钢和低合金钢制半球形、椭圆形、碟形、球冠形、平底形封头应进行热处理。对这些封头，应该由表2焊接工艺评定支撑。钢管切割机，相贯线切割机
2.2 热成型碳钢和低合金钢封头的工艺评定
热成型加热温度在910之上，高于上转变温度，视为正火处理，所以应有正火工艺评定支撑。对于热成形的碳钢和低合金钢制封头，应充分考虑封头拼接焊接接头热成形的热过程，如果认为热冲压的热加工过程不属于焊后热处理，这样的理解是不正确的。对于碳钢和低合金钢制封头，热冲压过程的加热温度已达到或超过910℃（铁碳平衡图上的临界点A3），因而封头的热冲压过程类似于正火热处理过程（Normalizing），直接影响到封头拼接焊接接头的力学性能和弯曲性能，对于封头拼接焊接接头实际上也就是一次焊后热处理过程。最小厚度按NB47014的表7或者表8规定，最大厚度按表10规定的1.1倍母材厚度。对这类封头需要由表3工艺评定要支撑。钢管切割机，相贯线切割机
2.3 铬镍奥氏体不锈钢冷成形工艺评定
2.3.1 不进行焊后热处理（As Weld）。根据GB/T25198-2010标准6.4.5.2条规定，除图纸另有规定，冷成形奥氏体不锈钢制半球形、椭圆形、碟形、球冠形、平底形封头可不进行热处理。铬镍奥氏体不锈钢制承压封头，一般不进行焊后热处理，而且对于使用温度大于或等于-196℃的铬镍奥氏体不锈钢母材可免做冲击实验，需要按表4的工艺评定支撑。钢管切割机，相贯线切割机
根据《压力容器》（GB150-2011）3.7.2条规定，奥氏体型钢材的使用唯独高于或者等于-196℃时，可免做冲击试验。低于-196℃～-253℃时由设计文件规定进行冲击试验。所以对于使用温度小于-196℃的铬镍奥氏体不锈钢母材深冷容器承压封头，应进行冲击试验。需要表5工艺评定支撑。
2.3.3 进行焊后固溶热处理（ Solution Heat Treatment）。根据《压力容器》（GB150-2011）的第8.1.4条规定，若热成形或者温成形改变了材料供货热处理状态，应重新进行热处理，恢复材料供货热处理状态。这主要是针对热冲压成形的铬镍奥氏体不锈钢凸形封头的拼接焊接接头的焊接工艺评定。由于铬镍奥氏体不锈钢在加热过程中没有相变发生，晶粒会涨大，而且加热过程中有铁素体析出，促使奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能降低。所以需要重新固溶处理，使其恢复固溶状态。需要表6工艺评定支撑。钢管切割机，相贯线切割机
3 结论
随着《压力容器封头》（GB/25198-2010）和《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）新标准推出，与老版标准相比，内容发生了有很大的变化。由于压力容器封头制造单位技术人员未对焊接工艺评定做总体分析，对与焊接工艺评定相关条款认识有有偏颇、或者理解不深入，造成对焊接工艺评定条款所表述的内容认识不够深入，致使出现如焊接工艺评定繁多，覆盖不全面，或者覆盖严重重叠，通过本次讨论，能够根据NB47014-2011标准， 抓住压力容器封头焊接接头的独特形式，深入了解压力容器封头制造单位工艺评定，减少工艺评定数量。优化和整合焊接工艺评定项目，保证压力容器封头焊接工艺的全面覆盖。钢管切割机，相贯线切割机
本文作者：周小张、吴加福
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