CN102797919B

CN102797919B - 压力容器大口径厚壁接管

Info

Publication number: CN102797919B
Application number: CN201210259284.7A
Authority: CN
Inventors: 袁承春; 李世魁; 李国骥
Original assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Current assignee: Harbin Boiler Co Ltd
Priority date: 2012-07-25
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2016-12-28
Anticipated expiration: 2032-07-25
Also published as: CN102797919A

Abstract

锅炉和压力容器的大口径厚壁接管。现有某台容器设备的Dn716×55补强接管简称补强接管，原设计留有35mm的水压余量，需要焊接55mm厚的水压端盖，工地U型坡口与V型水压焊缝坡口内外径、壁厚55mm相同、呈平行过渡形式，水压焊缝需要消耗焊条37.4kg。本产品其组成包括：大口径厚壁接管主体（1），所述的大口径厚壁接管主体端部具有工地焊缝坡口层（2），所述的工地焊缝坡口层连接耐压试验水压余量层（3），所述的耐压试验水压余量层连接水压焊缝坡口层（4），所述的水压焊缝坡口层连接水压焊缝层（5），所述的水压焊缝层连接平端盖（6）或凸型端盖本体。本发明用于锅炉、压力容器、核电和管道。

Description

压力容器大口径厚壁接管

技术领域：

本发明涉及一种锅炉和压力容器大口径厚壁接管，特别是其水压焊缝坡口的过渡结构。

背景技术：

目前，锅炉和压力容器大口径厚壁接管，作为重要的受压元件，耐压试验时，除采用装配水压工装进行耐压试验密封外，通常采用在管端焊接水压端盖或水压封盖的方式，水压焊缝坡口与工地焊缝坡口间需要留有一定的一次性水压余量，待产品耐压试验合格、去除水压余量后，再加工大口径厚壁接管工地焊缝坡口，大口径厚壁接管水压焊缝坡口与工地焊缝坡口位置不同，其内外径大小、焊缝厚度基本一致；设计温度越高、设计压力越大、口径越大，大口径厚壁接管壁厚越厚，导致锅炉和压力容器制造企业的大口径厚壁接管耐压试验时的焊接水压端盖材料和能源消耗高、制造周期长、经济效益差。现有某台容器设备的Dn716×55 补强接管简称补强接管，原设计留有35mm 的水压余量，需要焊接55mm 厚的水压端盖，工地U 型坡口与V 型水压焊缝坡口内外径、壁厚55mm 相同、呈平行过渡形式，水压焊缝需要消耗焊条37.4kg。

在满足强度和安全性要求的情况下，根据对补强接管原设计进行水压试验强度计算，得出其壁厚为30mm 就可以满足水压试验强度需要，因而可以改进并重新设计成补强接管新型水压焊缝坡口梯形过渡结构。

发明内容：

本发明的目的是提供一种达到优化大口径厚壁接管水压焊缝坡口过渡设计、最大限度地减少水压焊缝金属用量，减少材料和能源消耗、降低制造成本、缩短制造周期、提高经济效益的锅炉和压力容器大口径厚壁接管水压焊缝坡口过渡结构。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种压力容器的大口径厚壁接管，其组成包括：大口径厚壁接管主体，其特征是：所述的大口径厚壁接管主体端部具有工地焊缝坡口层，所述的工地焊缝坡口层连接耐压试验水压余量层，所述的耐压试验水压余量层连接水压焊缝坡口层，所述的水压焊缝坡口层连接水压焊缝层，所述的水压焊缝层连接平端盖或凸型端盖本体；

所述的耐压试验水压余量层包括梯形过渡段或坡形过渡段或圆弧形过渡段或Z形过渡段或上述两种组合或两种以上组合；

所述的工地焊缝坡口层厚度大于所述的水压焊缝坡口层厚度；

所述的工地焊缝坡口包括V 形工地焊缝坡口或U 形工地焊缝坡口或U-V 形工地焊缝坡口或双V 形工地焊缝坡口；所述的水压焊缝坡口包括V形水压焊缝坡口或U形水压焊缝坡口或U-V形水压焊缝坡口或双V形水压焊缝坡口；

所述的大口径厚壁接管内径为100-4000 mm，所述的大口径厚壁接管的壁厚10-200mm，所述的水压余量层厚度5-40mm；

水压试验前，加工补强接管及部分工地焊缝坡口及水压焊缝坡口；

水压试验后，气割修磨或机加剩余部分的工地焊缝坡口成型；壁厚减薄后，

加工更加方便，工地焊缝坡口加工精度和表面质量进一步改善。

有益效果：

本发明在满足强度核算和安全性要求的情况下，将以往锅炉和压力容器的大口径厚壁接管水压焊缝坡口结构形式进行优化，创新水压焊缝坡口过渡结构，从而减少水压焊缝坡口处壁厚和水压焊缝金属用量，降低了焊材、钢材、能源的消耗，缩短了制造周期，提高了经济效益。

本发明进一步增强了大口径厚壁接管设计制造的经济性和技术水平；用于锅炉、压力容器、核电等领域制造技术，降低了上述领域的制造成本。

本发明明显地克服了过去锅炉和压力容器大口径厚壁接管水压焊缝坡口与工地焊缝坡口内外径尺寸基本相同的平行过渡结构形式带来的材料和能源消耗大、制造周期长、生产效率低、经济效益差等诸多缺点和不足。

本发明在满足强度和安全性要求的前提下，通过大口径厚壁接管水压焊缝坡口的新型过渡结构形式，充分发挥了大口径厚壁接管的力学和材料性能潜力和特点，使得水压焊缝坡口结构得以进一步优化，大幅降低了水压焊缝坡口及焊缝厚度，减少了焊材、钢材和能源消耗，缩短了制造周期，提高了生产效率和经济效益。

本发明结构新颖、技术实用、技术先进、结构可靠；适合锅炉和压力容器、管道、核电等领域制造企业应用；本产品批量越大、设计温度和压力越高、口径和壁厚越大，经济效益就越显著。

本发明创造优化了Dn716×55 补强接管水压焊缝坡口结构，降低了材料和能源消耗，缩短了制造周期，提高了经济效益；本产品的水压焊缝坡口与原工地焊缝坡口外径不再相同，比原设计壁厚小25mm，水压焊缝仅需要消耗焊条12.4kg，比改进前减少焊条消耗25kg，降低焊条、天然气和焊接工时消耗各约66.8% ；并且减少水压端盖厚度，大幅度降低材料和人工等各种消耗。

附图说明：

附图1 是本产品的结构示意图。

附图2 是附图1 的具有梯形过渡段的结构示意图。

附图3 是附图1 的具有坡形过渡段的结构示意图。

附图4 是附图1 的具有圆弧形过渡段的结构示意图。

附图5 是附图1 的具有Z 形过渡段的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1 ：

一种锅炉和压力容器大口径厚壁接管，包括大口径厚壁接管主体1，所述的大口径厚壁接管主体端部具有工地焊缝坡口层2，所述的工地焊缝坡口层连接耐压试验水压余量层3，所述的耐压试验水压余量层连接水压焊缝坡口层4，所述的水压焊缝坡口层连接水压焊缝层5，所述的水压焊缝层连接平端盖6 或凸型端盖本体。

实施例2 ：

实施例1 所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的耐压试验水压余量层包括梯形过渡段7 或坡形过渡段8 或圆弧形过渡段9 或Z 形过渡段10 或上述两种组合或上述多种组合。

实施例3 ：

实施例1 所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的工地焊缝坡口层的厚度大于所述的水压焊缝坡口厚度，所述的工地焊缝坡口厚度大于所述的水压焊缝厚度。

实施例4 ：

实施例1 或2 所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的工地焊缝坡口为V形工地焊缝坡口或U 形工地焊缝坡口或U-V 形工地焊缝坡口或双V 形工地焊缝坡口；所述的水压焊缝坡口包括V 形工地焊缝坡口或U 形工地焊缝坡口或U-V 形工地焊缝坡口或双V形工地焊缝坡口。

实施例5 ：

实施例1 所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的大口径厚壁接管内径为100-4000 mm。

所述的大口径厚壁接管的壁厚10-200mm，所述的水压余量的长度5-40mm。

实施例6 ：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的大口径厚壁接管内径为4000 mm，所述的大口径厚壁接管的壁厚200mm，所述的水压余量的提制厚度40mm。

实施例7 ：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁，所述的大口径厚壁接管内径为750mm，所述的大口径厚壁接管的壁厚65mm，所述的水压余量的提制厚度30mm。

实施例8：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的大口径厚壁接管内径为800 mm，所述的大口径厚壁接管的壁厚70mm，所述的水压余量的提制厚度30mm。

实施例9 ：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，所述的大口径厚壁接管内径为850，所述的大口径厚壁接管的壁厚75mm，所述的水压余量的提制厚度35mm。

实施例10 ：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，水压试验前，按附图1 加工补强接管及部分工地焊缝坡口及水压焊缝坡口；提制厚度30mm 的水压封盖，节约钢板约210kg，降低钢板消耗50% ；预热、焊接补强接管与水压端盖间的厚度30mm 的水压焊缝，取消原结构的焊后后热。焊缝经质量检查合格后，进行水压试验。

水压试验后：附图1 气割修磨或机加剩余部分的工地焊缝坡口成型；壁厚减薄后，加工更加方便，工地焊缝坡口加工精度和表面质量进一步改善。

实施例11 ：

上述实施例所述的锅炉和压力容器大口径厚壁接管，包括大口径厚壁接管、工地焊缝坡口、水压焊缝坡口、水压余量、水压焊缝、水压端盖等六部分。水压端盖可以是平端盖、也可以是各种凸型端盖；工地焊缝坡口、水压焊缝坡口、焊缝坡口形式可以是V 形、U形、U-V形、双V 形等；在满足强度和安全性要求的情况下，水压焊缝坡口、水压焊缝的外径或厚度明显小于工地焊缝坡口外径或厚度；在水压余量外表面，大口径厚壁接管外径或壁厚由工地焊缝坡口向水压焊缝坡口方向呈递减的梯形、坡形、圆弧形、Z 形等过渡结构形式或其组合。

Claims

1.一种压力容器的大口径厚壁接管，其组成包括：大口径厚壁接管主体，其特征是：所述的大口径厚壁接管主体端部具有工地焊缝坡口层，所述的工地焊缝坡口层连接耐压试验水压余量层，所述的耐压试验水压余量层连接水压焊缝坡口层，所述的水压焊缝坡口层连接水压焊缝层，所述的水压焊缝层连接平端盖或凸型端盖本体；

所述的耐压试验水压余量层包括梯形过渡段或坡形过渡段或圆弧形过渡段或Z 形过渡段或两种以上上述过渡段的组合；

工地焊缝坡口包括V 形工地焊缝坡口或U 形工地焊缝坡口或U-V 形工地焊缝坡口或双V 形工地焊缝坡口；水压焊缝坡口包括V形水压焊缝坡口或U形水压焊缝坡口或U-V形水压焊缝坡口或双V形水压焊缝坡口；

水压试验后，气割修磨剩余部分的工地焊缝坡口成型；壁厚减薄后，加工更加方便，工地焊缝坡口加工精度和表面质量进一步改善。