制造与制造过程中的检验

原创 胡伟明  2020-08-08 20:56:00  阅读 57 次 评论 0 条
摘要:

制造可使压力容器由图纸转化为实物,因此可以说是质量保证中最重要的环节。制造厂要严格验收材料,要保证成形加工严格按照有关的技术条件进行,尤其要把好焊接这一关。1.焊接方法焊接方法通常由用户、设计师与制造厂协商确定。实际上设计时,在结构设计中必须考虑焊接方法,否则定不出焊接接头处的细节。焊接方法包括焊接接头的结构设计,焊接材料即焊条或焊丝焊剂的选用,焊机的选用等。焊接方法中通常要考虑的关键问题是焊接接头的可焊透性、材料的焊接特性以及焊接过程的经济性。焊接方法确定以后,焊接的工艺规程(如是否预热、预热

制造可使压力容器由图纸转化为实物,因此可以说是质量保证中最重要的环节。制造厂要严格验收材料,要保证成形加工严格按照有关的技术条件进行,尤其要把好焊接这一关。

1.焊接方法

焊接方法通常由用户、设计师与制造厂协商确定。实际上设计时,在结构设计中必须考虑焊接方法,否则定不出焊接接头处的细节。焊接方法包括焊接接头的结构设计,焊接材料即焊条或焊丝焊剂的选用,焊机的选用等。焊接方法中通常要考虑的关键问题是焊接接头的可焊透性、材料的焊接特性以及焊接过程的经济性。焊接方法确定以后,焊接的工艺规程(如是否预热、预热的温度、电流、速度等)则由制造厂根据经验或试验确定。对于重要容器或焊接经验不多的材料,则必须由焊接工艺试验来确定最合适的焊接工艺规程。

2.焊后热处理

是否需要焊后热处理,一般是根据板厚和焊接部位的约束程度来确定的。焊后热处理的作用有两方面,一是消除或部分消除焊接残余应力,这一般采用整体退火或焊接区局部退火;二是消除焊接区的脆化(恢复延性)。实际上第二方面的作用比第一方面的作用更重要,尤其对一些强度较高可焊性较差的低合金钢,对此可以进行焊后再结晶退火,既细化晶粒提高了强度,同时也提高了韧性和较完全地消除了残余应力。热处理的温度选择要恰当,偏低时会使微量元素在晶界结聚而降低韧性甚至出现再热裂纹,偏高时会促使晶粒粗大也会降低韧性。

3.焊接区的力学性能

应当力求使焊肉、热影响区和母材的力学性能相等。一般除做焊接工艺评定时需要试板测试之外还要求在简体纵焊缝的末端附装试板,与主焊缝同时焊完取下,供以后做检验之用。对环焊缝以及其他难以附装试板的部位,亦要求按同样的焊接工艺在施工的同时制作试板。用留下的试板制作各种力学性能测试的试件以测定各项力学性能指标。对于重要的容器甚至还需要保留一部分试板,以备若干年后需要时再做金相、化学成分及力学性能检验。

4.制造过程中的检验

容器各部件在组焊之前必须通过各种检验,例如外观质量与尺寸公差的检验等。容器制造过程中的检验尤为重要的是焊缝质量检验,方法主要是以射线与超声波探伤为主,辅以磁粉法或着色法检查是否存在表面裂纹。射线探伤虽较麻烦,但比较可靠,易于记录保存备查,制造中最好要做到每完成一个拼装组焊步骤便进行一次探伤,以随时发现问题。探伤中发现的超标缺陷应予消除,发现裂纹应全部消除,消除方法以补焊为。在容器整体组装结束后按规程进行水压试验,以考验压力容器的整体强度并检查有无泄露,水压试验必须严格按照设计规范与技术规程进行。对不允许进水的容器,可用气压试验代替,但气压试验的压力要低于水压试验,在设计规范中有具体规定,气压试验中的安全应予特别重视。必要时还要做气密性试验。

从以上关于制造过程的几点说明中可以看出,制造对设计师提出的要求是:在结构上保证焊缝的高质量并尽可能保证焊缝可以进行检验。下图比较了一个接管的三种焊缝布置,图(a)结构中的焊缝不易焊透,不好检验,又处于应力集中的部位。图(b)结构较好,易焊透,可以检验,且离开了应力集中区。如有条件,采用图(c)结构更好,焊缝不仅离开应力集中区,而且检验方便,工作量较少,但如此的开孔结构在制造时有一定的难度。

接管设计.png

对重要的压力容器,随着制造技术的发展,近代的设计尽量采用整体锻造来代替分片式结构,下图是反应堆压力壳的改进,消除了纵焊缝,并且环焊缝可以采用自动超声探伤装置进行在役连续监测。

反应堆压力壳设计改进.png

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