压力容器设备设计系列问题(四十二)—关于国标(GB150)的焊接接头分类以及与ASME规范焊接接头分类的区别
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原创: 压力容器设计
1、前言
承压设备有其特殊性,发生破坏时危害非常大,而这种危害的原因又多半发生在焊接接头范围内。因此,压力容器设备设计的标准对焊接接头焊接质量都有严格的要求。针对其所处位置存在缺陷对设备安全的危害程度进行了分类,进行了这样的分类,便于针对性的提出无损检测及合格等级的要求。也是提醒相关部门对相应的焊接位置提出了不同的焊接质量及安全管理方面的要求。
本案结合ASME规范重申一下GB150的接头分类,算是专业复习了。
2、GB150标准的焊接接头分类
GB150.1-2011,4.5.1.2有下面的图例
图2-1 GB150焊接接头示意图
上面的图例表达了焊接接头的分类及其位置,特殊结构的接头分类没有指明,下面就上面的图例给与本案的再解释,供参考:
A类接头:
球壳拼接接头,圆筒纵缝接头,锥筒纵缝接头,半球封头与圆筒相连接的接头,接管的纵向拼接接头,接管锻件与圆筒或者球形壳体的对接接头;
平板(承压壳体)封头及管板的拼接接头;
B类接头:
圆筒环缝接头(与球形封头相接的环缝除外)、锥形筒体的环缝接头,接管环缝接头,接管与法兰的对接环缝接头;管板与圆筒(或者球形封头)相接时的除角焊缝外的对接接头;
C类接头:
设备法兰中甲、乙类法兰与柱壳的接头,管板与圆筒的角接接头,平盖与圆筒或者管子的角接接头;
矩形截面容器中连接侧板的接头;球冠形封头与圆筒相接的角接接头。
图2-2 球冠与圆筒相接的角接接头示意图
D类接头
接管或者接管锻件与圆筒(球壳)的角接接头,补强圈与圆筒(球壳)及接管的焊接接头,换热管与管板的焊接接头;
接管与圆筒或球壳的安放式接头(图2-4);类似蓄势器人孔的补强板与封头的焊接接头(图2-3)。
图2-3 安放式补强板D类焊接接头示意图
图2-4 安放式接管D类焊接接头示意图
E类接头
结构件与承压壳体的焊接接头;
如:裙座与承压壳体的角接接头,鞍座垫板与承压壳体的焊接接头,各种与承压壳体相焊接的垫板角焊接头。
3、GB150标准与ASME 规范在接头分类的区别,下面介绍ASME规范的焊接接头分类
下图是ASME规范对焊接接头分类的图解
图3-1 ASME 接头分类示意图
基于上面的图解,本案给出ASME规范没有明确的分类,下面的解释供参考
(1)接管与壳体的对接接头分类严重区别
本案理解,按下图设置的ASME规范的接管与承压壳体的焊接接头为D类
图3-2 ASME 接头分类D类接头示意图
图3-3 ASME 接头分类D类接头示意图
(2)法兰与接管的对接接头分类严重区别
按下面图设置的焊接接头视为C类,其特点是与接管相接的法兰颈部位是一段锥体。
图3-4 ASME 法兰与接管的接头分类C类接头示意图
(3)管板与圆筒的对接接头分类严重区别
按下面图设置的焊接接头视为C类,其特点是管板与圆筒的对接接头无论是对接还是角接均划为C类。
图3-5 ASME 管板或者平盖与圆筒的接头分类C类接头示意图
图3-6 ASME 管板或者平盖与圆筒的接头分类C类接头示意图
4、E类接头关键的探伤是要探什么伤?
关键的探伤是要检测出是否发生了表面裂纹。
对于E类接头,我们都是检测可达表面的缺陷,通过对可达表面的检测推断非可达表面也具有相同的焊接质量满意度;殊不知,承压壳体在这一区域的关键问题是要检测承压壳体侧是否因焊接非承压件而造成裂纹,而这个裂纹最好不要发生在非可达表面处。我们的焊接工艺评定也要评定非可达表面是否有满意的焊接质量,这对承压壳体安全的运营是至关重要的。尽管没有办法保留非可达表面的检测结果,我们从业人员要有这种质量意识。
5、小结
(1)压力容器设备焊接接头缺陷,按危险的程度排序是:
表面裂纹,表面划痕,表面体积型缺陷、内部裂纹、内部体积型缺陷。
表面,上面所说的避免表面是指承压壳体的内外表面。知道上面的缺陷类型的危害程度的排序,我们就知道了什么样的缺陷最危险,在设备制造中要尽我们的所能避免上面的缺陷。
(2)ASME规范的焊接接头分类与我们国标150的分类有区别之处,例如:长颈法兰与接管连接的环焊缝属于C类,而我们属于B类。虽然焊接接头分类有些区别,但由于各自标准对接头的要求稍有不同,ASME对于对接接头的C、D类接头也等同于A、B类接头的探伤要求,详细的要求见相应的条款,俩标准对焊接质量的要求结果还是差不多的。
6、参考文献
[1]ASMEBPVC-VIII-II 2015版