焊接结构基础知识

焊接结构基础知识第一页，共72页。主要内容焊接结构基础知识焊接生产基础知识第二页，共72页。主要内容1.焊接结构基础知识1.1焊接结构及基本构件1.2焊接接头、焊缝的基本类型1.3焊接变形与矫正1.4焊接残余应力与消除1.5焊缝符号标识第三页，共72页。主要内容2.焊接生产基础知识2.1焊接结构工艺的制定原则2.2焊接结构工艺的制定内容2.2焊接结构工艺性审查2.3焊接结构加工工艺编制2.4焊接生产安全第四页，共72页。焊接结构应用的广泛性—工业地位焊接结构的用钢量指标比较

用钢量比率＝(焊接结构用钢量/钢的总产量)×100%

a.美、德、日、英等发达国家—50～55％；

b.我国目前水平—已达40~45%.

可见，焊接结构用钢量比率之大！焊接—工业地位第五页，共72页。焊接结构用钢量80年代工业发达国家（日本、美国、德国）约为45%，我国约为25%。2005年中国焊接结构用钢量为37%,工业发达国家达到50%以上。同年钢产量达到3.49亿吨，成为世界最大的钢材生产与消费国，而焊接结构的用钢量也突破1.3亿吨。第六页，共72页。90年代重工业成熟国家人均钢产量为600kg/p.y，我国钢产量突破6000万t，人均55kg/p.y。2006年世界钢产量为12.39亿t，我国钢产量为4.2亿t，占全世界钢产量的34%，人均300kg/p.y。2010年我国钢产量将达到5亿t左右，同时我国正在努力从钢材大国向钢材强国的方向发展。第七页，共72页。1.1焊接结构及基本构件a.常见结构锅炉压力容器压力管道钢结构机器...第八页，共72页。1.1焊接结构及基本构件

b.基本构件钢结构：梁、柱、垳架结构压力容器：封头、筒体、接管等配件压力管道：管子、弯头、法兰…锅炉：锅筒、封头、联箱、水冷壁、对流管束、省煤器、过热器、炉胆及炉胆顶机器：种类比较多，也比较复杂。第九页，共72页。c.石油化工主要焊接结构Ⅰ.钢结构按应用领域分类

按所用钢材规格分类按结构体系工作特点分类。。。。。第十页，共72页。c.石油化工主要焊接结构Ⅱ.压力容器P55分类：按生产工艺过程的作用原理按压力容器技术监察规程….第十一页，共72页。

国家质量技术监督局颁发的《压力容器安全技术监察规程》(质技监局发[1999]154号，以下简称《容规》)根据压力容器操作压力、介质危害程度、容器功能、结构特性、材料和对容器安全性能的综合影响程度等，将压力容器分为三类。

(一)第一类压力容器低压容器(第(二)、(三)款规定的除外)。

第十二页，共72页。

(二)第二类压力容器(下列情况之一，第(三)款规定的除外)：

(1)中压容器；

(2)低压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；

(3)低压反应容器和低压储存容器(仅限易燃介质或毒性程度为中度危害介质)；

(4)低压管壳式余热锅炉；

(5)低压搪玻璃压力容器。

(三)第三类压力容器(下列情况之一)：

(1)高压容器。

(2)中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质)；

(3)中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质，且pV大于或等于10MPa·m3)；第十三页，共72页。压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、分离、贮存等工艺过程，并承受0．1MPa表压以上压力的密闭容器。《特种设备安全监察条例》中明确指出压力容器的定义为：压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于０．１ＭＰａ（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于２．５ＭＰａ·Ｌ的气体、液化气体和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于０．２ＭＰａ（表压），且压力与容积的乘积大于或者等于１．０ＭＰａ·Ｌ的气体、液化气体和标准沸点等于或者低于６０℃液体的气瓶；氧舱等。

压力容器的定义第十四页，共72页。第十五页，共72页。第十六页，共72页。第十七页，共72页。

压力容器的形式通常有以下划分方法：

(一)按制造方法分分为焊接容器、锻造容器、热套容器、多层包扎式容器、绕带式容器、组合容器等。

(二)按制造材料分分为钢制容器、有色金属容器、非金属容器等。

(三)按几何形状分分为圆筒形容器、球形容器、矩形容器、组合式容器等。第十八页，共72页。

(四)按安装方式分分为立式容器、卧式容器等。

(五)按受压情况分分为内压容器、外压容器等。

(六)按壁厚分分为薄壁容器、厚壁容器(七)按工艺过程中作用原理分分为反应容器(代号R)、换热容器(代号E)、分离容器(代号S)、贮存容器(代号C)，其中球罐(代号B)。

第十九页，共72页。(八)按操作温度分

(1)低温容器(t≤－20℃)。

(2)常温容器(t＞－20～150℃)。

(3)中温容器(t≥150～450℃)。

(4)高温容器(t≥450℃)。

(九)按设计压力分

(1)低压容器(代号L)

0．1MPa≤P＜1．6MPa。

(2)中压容器(代号M)

1．6MPa≤P＜10MPa。

(3)高压容器(代号H)

10MPa≤P<100MPa。

(4)超高压容器(代号U)

p≥100MPa。另外，按使用方式可分为固定式和移动式压力容器；按结构分为可拆结构和不可拆结构容器。第二十页，共72页。c.石油化工主要焊接结构Ⅲ.锅炉分类：按生产工艺过程的作用原理按压力容器安全技术监察规程

….第二十一页，共72页。第二十二页，共72页。第二十三页，共72页。第二十四页，共72页。c.石油化工主要焊接结构Ⅳ.压力管道分类：按出口介质按安全技术监察规程….第二十五页，共72页。1定义及范围《监察条例》：是指利用一定的压力，用于输送气体或者液体的管状设备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸汽介质，或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体介质，且公称直径大于25mm的管道。复习思考题：监察范围压力管道的范围？第二十六页，共72页。《管规》：不属于监察范围的：设备本体所属管道，军事装备、交通工具和核装置中的管道，无毒、不可燃、无腐蚀性的气体，公称直径小于150mm且工作压力小于1.6MPa的管道，入户前的最后一道阀门之后的生活用燃气管道及热力点之后的热力管道。复习思考题：那些压力管道不属于受监察的范围？第二十七页，共72页。《使用登记管理规则》压力管道：是指由管道组成件、管道支承件、安全保护装置和附属设施等组成的系统压力管道主要元件：管子、管件、法兰、阀门、补偿器、阻火器密封件、支吊架等安全保护装置：安全阀、压力表、爆破片、紧急切断阀附属设施：阴保装置、压气站、泵站、阀站、调压站、监控系统划分界限：管道与设备焊接连接的第一道环向焊缝、螺纹连接的第一个接头、法兰连接的第一个法兰密封面、专用连接件的第一个密封面第二十八页，共72页。按材料非金属管道铸铁管道碳钢管道合金钢管道不锈钢管道有色金属管道塑料管道混凝土管道陶瓷管道玻璃管道金属与非金属复合管道金属管道按敷设位置架空及地面敷设管道地沟敷设管道埋地管道第二十九页，共72页。按介质介质压力超高压管道（>42MPa）高压管道（10~42MPa）中压管道（1.6~<10MPa）低压管道（<1.6MPa）真空管道介质温度高温管道（>200℃）常温管道（>-29~200℃）低温管道（<-29℃）介质毒性介质可燃性可燃介质管道非可燃介质管道剧毒管道(极度危害)有毒管道(非极度危害)无毒管道介质腐蚀性腐蚀性介质管道非腐蚀性截止管道第三十页，共72页。按用途长输管道公用管道工业管道复习思考题：压力管道的分类主要有哪些？按用途分类的表示符号？复习思考题：管道的概念？压力管道的组成主要有哪些部分？管道主要由管道组成件和管道支承件组成，用于输送、分配、混合、分离、排放、计量、控制或制止流动的管子、弯头、阀门、法兰垫片螺栓连接和其它组成件或受压部件的装配总成。第三十一页，共72页。长输管道（GA）：产地、储存库、使用单位间用于输送商品介质的管道。地域特性是跨地区（跨省、跨地市）使用公用管道（GB）：城市或乡镇范围内用于公用事业或民用的燃气和热力管道。地域特性是一个城市或乡镇范围内使用工业管道（GC）：企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其他辅助管道。地域特性是一个企业或事业单位内使用公用工程管道：相对于工艺管道而言，公用工程管道系指工厂（装置）的各工序中公用流体的管道。GA：GA1、GA2GB：GB1（燃气）、GB2（热力）GC：GC1、GC2、GC3第三十二页，共72页。1.2焊接接头的基本类型a.对接b.T型接c.搭接d.角接e.端接第三十三页，共72页。第三十四页，共72页。1.2焊接焊缝的基本类型a.对接焊缝b.角焊缝c.端接焊缝d.塞焊缝e.组合焊缝第三十五页，共72页。注意：区分对接接头＆对接焊缝角接接头＆角焊缝第三十六页，共72页。1.3焊接变形与矫正a.变形：在外力或温度等因素作用下所引起物体的形状和尺寸的改变为变形。b.分类：弹性变形＆塑性变形第三十七页，共72页。1.3焊接变形与矫正c.焊接变形产生原因：不均匀受热焊缝金属的收缩金属组织的变化焊件的刚性＆拘束第三十八页，共72页。1.3焊接变形与矫正d.焊接变形的基本形式：收缩变形角边形弯曲变形波浪变形扭曲变形第三十九页，共72页。第四十页，共72页。1.3焊接变形与矫正e.焊接变形的预防：途径：设计＆工艺措施：留余量法、反变形法、刚性固定法、合适的装配顺序、合理的焊接方法＆工艺、热平衡法。第四十一页，共72页。1.3焊接变形与矫正f.焊接变形的矫正：手工矫正机械矫正火焰矫正第四十二页，共72页。第四十三页，共72页。1.4焊接残余应力与消除a.焊接残余应力:焊件冷却后，残留于焊件内的应力.b.焊接残余应力产生原因：同变形。c.焊接残余应力对焊接结构的影响：结构强度构件加工尺寸精度对稳定性的影响第四十四页，共72页。1.4焊接残余应力与消除d.焊接残余应力减小措施合理的焊接顺序＆方向预热法冷焊法留裕度法开减应力槽法加热“减应区”法第四十五页，共72页。1.4焊接残余应力与消除d.消除焊接残余应力的方法热处理法机械拉伸法温差拉伸法锤击焊缝第四十六页，共72页。1.5焊缝符号标识a.焊缝、焊接方法符号表述标准GB/T324-1998《焊接符号表示法》GB/T5158-1999《金属焊接及钎焊方法在图样上的表示代号》第四十七页，共72页。1.5焊缝符号标识b.焊缝、焊接方法符号的标注指引线：箭头线、基准线基本符号第四十八页，共72页。第四十九页，共72页。焊缝的基本尺寸及相关概念焊趾：焊缝表面与母材的交接处。焊缝宽度：焊缝表面两焊趾之间的距离。焊缝厚度：在焊缝横截面中，从焊缝正面到焊缝背面之间的距离。焊脚尺寸：在角焊缝的横截面中画出的最大的等腰直角三角形中直角边的长度。焊脚：在脚焊缝的横截面中，从一个直角面上的焊趾到另一个直角面表面的最小距离。第五十页，共72页。熔深：在焊接接头的横截面上，母材或前道焊缝熔化的深度；焊缝成形系数：熔焊时，在单道缝横截面上焊缝宽度B与焊缝计算深度H的比值；余高：超出母材表面连线上面的那部分焊缝金属的最大高度；焊根：焊缝背面与母材的交接处；弧坑：弧焊时，由于断弧或收弧不当，在焊道末端形成的低洼部分；熔池：熔焊时，在焊接热源作用下，焊件上所形成的具有一定几何形状的液态金属部分；焊缝的基本尺寸及相关概念第五十一页，共72页。焊缝的成形系数补充概念第五十二页，共72页。焊缝成形系数（¢）=B/H第五十三页，共72页。第五十四页，