压力容器是工业设备中一种特殊设备, 设备的运行需要达到相应的特殊需求, 从焊接工艺及安全生产的角度来说, 压力容器在开工制造前, 需要进行焊接工艺的技术安全评定, 对焊接接头、焊缝及熔敷金属进行全方位的力学性能试验, 焊接部位的结构质量是影响压力容器运行安全的重要因素。力学性能试验成功后及其他条件具备后才能开工制造, 制造完成后还要进行耐压试验, 最后才能投入使用。开工前的力学性能试验的主要内容应不少于以下内容。
1. 焊接接头的拉伸试验
拉伸试验分为焊接接头的拉伸试验和焊缝及熔敷金属的拉伸试验。试验的目的是测定焊接接头的抗拉强度或点焊接头的抗剪载荷。
一般来说:焊接接头的抗拉强度不应低于母材的标准值, 不同种金属材质对接接头的抗拉强度不应低于强度较低的那种母材的标准值。点焊接头的抗剪负荷应符合相应的技术标准。同时, 焊接接头的拉伸试验接头的拉伸试验试件应不少于一个;焊接接头拉伸试验整管接头拉伸试件的数量也应不少于一个。
2. 焊缝及熔敷金属的拉伸试验
试验的目的是测定焊缝及熔敷金属的强度和塑性, 强度又包括抗拉强度和屈服点, 塑性指标常用伸长率和断面收缩率来衡量。一般来说:焊缝及熔敷金属试验中的的强度指标和塑性指标均不能比母材的标准值低;异种材料对接接头的强度指标和塑性指标也分别不低于性能指标较低的母材的标准值。
对于外径小于40㎜的管接头, 在作拉伸试验时, 为便于夹持, 可取整管作拉伸试样, 并可制作塞头。
3. 焊接接头的弯曲试验
试验的目的是检验焊接接头在拉伸时是否有足够的塑性, 是否会明显暴露出焊接缺陷。通过对试件弯曲到规定的角度后, 检测沿试件拉伸部位出现的裂纹或焊接缺陷尺寸, 并按照相应的标准或产品技术条件进行评定。对接接头的弯曲试验按受拉面与焊缝的位置不同分为正弯、背弯的侧弯三种, 分别指受拉面分别为正面、背面和侧面。对于双面不对称坡口焊缝, 正面试样的受拉面为焊缝最大宽度面;双面对称坡口焊缝, 则先焊的焊缝面为正面。
制备弯曲试样时, 纵弯试样应在平行焊缝轴线处截取, 横弯试样与试样纵轴平行。
评定标准:弯心直径符合相应的标准或技术条件, 当弯曲角度达到标准定值后, 检查试样拉伸面上出现的裂纹或焊接缺陷的尺寸位置, 缺陷尺寸符合相应标准或技术要求。国家标准规定:拉伸到规定角度后, 其拉伸面不得有长度大于1.5㎜的横向裂纹或缺陷、不得有长度大于3㎜的纵向裂纹或缺陷 (试样的棱角处开裂不计) ;焊接接头正弯、背弯和侧弯试件的数量应各不少于1个。碳素钢、奥氏体钢双面焊的焊接接头, 弯曲试验合格标准是弯曲角度为180°。碳素钢、奥氏体钢单面焊的焊接接头, 弯曲试验合格标准是弯曲角度为90°。
4. 焊接接头的冲击试验
试验的目的是通过冲击试验测定接头焊缝、熔合线和热影响区的冲击吸收力或冲击韧度。
评定标准是:冲击吸收功或冲击韧度应符合相应的标准或技术要求。
焊接接头号的单击试样, 通常是带有V型的缺口, 根据评定的要求, 缺口可以开在焊缝上、熔合线上和热影响区上, 就是不能开在母材上。常温冲击试验的合格标准是:每个部位的冲击试样不应少于3个, 而3个试样冲击的平均值, 应不低于母材规定平均值的下限。
5. 焊接接头的硬度试验
测定焊接接头的硬度。常用的硬度试验方法:厚度小于3㎜的焊接接头允许在表面测定硬度值, 厚度大于3㎜的焊接接头, 应选择在焊接接头的横截面上, 也就是在焊缝、熔合线和热影响区上。
评定标准:焊接接头的硬度值符合相应的标准或技术要求, 遇到测点有缺陷时, 则该点的硬度试验结果无效。
6. 耐压试验
这是对压力容器耐压强度的综合检验, 主要目的是检查容器受压部件的整体结构强度, 以及确认压力容器是否具有在标准设计压力下安全运行所必须具备的耐压能力, 同时也可通过点状划线状的流体渗漏试验找到可能存在的局部缺陷。一般来说, 碳素钢材料的容器作耐压试验时, 液体温度应高于0℃, 其他合金钢材料制造的容器做压力试验时, 液体温度应高10℃, 做气体压力试验时, 气体温度应高于10℃, 水压试验时试验压力一般为工作压力的1.2倍以上才行;水压试验时, 当压力达到试验压力时, 要恒压10分钟以上才合格。
7. 动态检测
是指压力容器在运行过程中所进行的确保安全运行的必要手段。动态监测的操作重点是:监测容器在运行过程中是否超压、是否超温、有无变形、是否泄漏或其他异常运转现象。动态监测当定点、定时、定路线进行巡回检, 通过观察, 从外形上推测容器的安全度, 以此为基础确定是否进行深入的工具检查或仪器检查。主要检查内容有:检查压力容器结构与焊缝的布局是否符合力学原理;容器的外壳在整体上是否存在变形, 是否有外凸和内凹现象;容器内外壁是否存在腐蚀或开裂, 是否是损伤。一经发现任何问题, 应当及时做好记录, 综合分析后确认进行工具检测或仪器检测。
总之, 压力容器在施工建造前, 建造过程中, 及投入使用后, 都要严格遵守压力容器的设计、制造和运行的独有的操作规程, 只有这样, 才能保障设备的正常安全的运行。
摘要：压力容器是工业设备中一种特殊设备, 设备的运行需要达到相应的特殊需求, 从焊接工艺及安全生产的角度来说, 压力容器在开工制造前, 需要进行焊接工艺的技术安全评定, 对焊接接头、焊缝及熔敷金属进行全方位的力学性能试验, 因为焊接工艺安全评定是保证压力容器安全运行的重要措施。力学性能试验成功后及其他条件具备后才能开工制造, 制造完成后还要进行耐压试验, 最后才能投入使用。
关键词：耐压试验,压力容器,焊接