CN112247316B - 一种压力容器的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力容器的焊接工艺，包括储罐两端封头制作、储罐筒身钢板下料、焊接坡口制作、筒体卷制、设置反变形支撑、纵向对接焊缝的焊接、反变形支撑工装的反变形调节、焊缝冷却、纵向对接焊缝的渗漏检测和组装焊接，所述设置反变形支撑是在筒体上安装反变形支撑工装，反变形支撑工装上设置有支撑力监测元件、焊缝温度监测装置和反变形调节元件；反变形支撑工装的反变形调节是在纵向对接焊缝焊接后，在设定的焊缝温度下使得反变形支撑工装上的支撑力监测元件测得的支撑力达到预定的支撑力设定值，或者使得筒体的反变形量达到预定的反变形量设定值。本发明可提高钢质储罐筒体焊接后的圆度，减少整形工作量，提高焊缝渗漏检测的可靠性。

Description

一种压力容器的焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种压力容器的焊接工艺。

背景技术

压力容器是一种用于盛装气体或者液体并能承载一定压力的密闭设备，典型的压力容器包括储油罐、尿素液储存罐以及特种压力罐等。为了安全，可以将罐体制成双层结构的，例如SS双层储油罐(内层罐体和外层罐体均为碳钢)和SF双层储油罐(内层罐体为碳钢，外层罐体为玻璃钢)。

典型的压力容器是采用焊接结构件进行制作，其筒体部分是通常由若干节分筒体对接连接而成，每节筒体由钢板卷圆后在纵向对接处焊接而形成，各节筒体又相互对接，在对接处通过环焊缝连接。碳钢罐体的焊接常采用CO2气体保护焊，焊后需要对焊缝进行渗漏试验。

现有技术中，压力容器中钢质储罐的CO2焊接存在以下问题：一是钢质储罐筒体的纵向焊缝焊接后容易出现筒体失圆现象，形成在形状上对称于纵向焊缝的近似椭圆变形，导致焊后需要整形且整形工作量较大；二是筒体在CO2焊接后的焊缝渗漏试验是采用煤油渗透检测方法，煤油渗透检测方法是在筒体外壁焊缝涂上石灰石粉浆，待干燥后在筒体内壁刷涂煤油，经过一定时间后观察内壁上刷涂的煤油是否渗透到外壁的石灰石粉上，以此判断焊缝是否有泄漏。但是该方法的缺点是煤油刷涂在筒壁上后易流失，容易导致煤油渗透性不足而遗漏了渗漏点，且煤油渗透的时间较长，其渗漏检测的效率较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种压力容器的焊接工艺，旨在提高钢质储罐筒体焊接后的圆度，减少整形工作量，并提高焊缝渗漏检测的可靠性。具体的技术方案如下：

一种压力容器的焊接工艺，包括钢质储罐的焊接，所述钢质储罐的焊接包括如下步骤：

(1)储罐两端封头制作；

(2)储罐筒身钢板下料：储罐筒身分为若干节筒体，每节筒体按照展开尺寸进行钢板的下料；

(3)焊接坡口制作：在下料的钢板上位于筒体的纵向对接焊缝处和相邻筒体对接环焊缝处分别打好焊接坡口；

(4)筒体卷制：将下料并打好焊接坡口的钢板卷制成筒体；

(5)设置反变形支撑：在筒体上安装用于筒体纵向对接焊缝焊接的反变形支撑工装，所述反变形支撑工装上设置有支撑力监测元件、焊缝温度监测装置和反变形调节元件，并设置所述反变形支撑工装与所述筒体之间的连接为所述支撑力监测元件处于无拉压应力状态下的自然连接；

(6)纵向对接焊缝的焊接：先进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊，进行筒体上纵向对接焊缝的焊接；

(7)反变形支撑工装的反变形调节：纵向对接焊缝焊接后，焊缝温度逐渐冷却，在设定的焊缝温度下进行反变形调节，使得反变形支撑工装上的支撑力监测元件测得的支撑力达到预定的支撑力设定值，或者使得筒体的反变形量达到预定的反变形量设定值；

(8)焊缝冷却：焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装；

(9)纵向对接焊缝的渗漏检测：使用纵向对接焊缝渗漏检测工装，进行纵向对接焊缝的渗漏检测；

(10)组装焊接：各节筒体进行对接组装，点焊固定，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成筒身；将封头与筒身对接组装，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成钢质储罐筒体；所述环焊缝采用环焊缝渗漏检测工装进行渗漏检测。

优选的，所述步骤(7)的反变形支撑工装的反变形调节中的支撑力设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述支撑力设定值使得筒体所述纵向焊缝焊接后的变形量最小；或者，所述步骤(7)的反变形支撑工装的反变形调节中的反变形量设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述反变形量设定值使得筒体所述纵向焊缝焊接后的变形量最小。

上述通过反变形焊接工艺试验，可以预先得到设定焊缝温度下的支撑力与需要调整的反变形支撑力或反变形量的关系，用于正式焊接时的反变形设置。

本发明中，所述步骤(10)的组装焊接中，还包括在筒身上开孔并分别安装焊接人孔座和检测孔座的工艺步骤。

本发明中，所述反变形支撑工装包括用于测量所述纵向对接焊缝温度的作为所述焊缝温度监测装置的红外线温度测量仪、安装在筒体两侧壁上用于夹紧筒体侧壁的两对夹板组件、设置在所述两对夹板组件之间的反变形组件，所述反变形组件包括连接在所述夹板组件上的内螺纹座、通过螺纹连接依次串接在所述两对夹板组件的内螺纹座之间的作为所述反变形调节元件的调节螺柱、作为所述支撑力监测元件的拉压双向测力传感器，所述调节螺柱的两端螺柱段外螺纹的螺旋方向相反。

本发明中，所述红外线温度测量仪、拉压双向测力传感器分别连接显示装置，以用于将红外线温度测量仪测得的纵向对接焊缝温度和拉压双向测力传感器测得的拉压力在显示装置上即时显示出来。

本发明中，每一夹板组件包括两个长条压板，两个长条压板的两端分别连接有夹紧螺栓，筒体的筒壁被夹紧在两个长条压板之间。

优选的，连接在夹板组件上的所述反变形组件的数量有两个且分置于所述筒体的两端部位。

本发明中，所述纵向对接焊缝位于筒体的上侧边，所述的两对夹板组件分置于筒体的左右两侧边且相对于所述纵向对接焊缝对称布置。

本发明中的所述反变形支撑工装的使用方法如下：纵向焊缝焊接前，先将反变形支撑工装安装到卷制好的筒体上，并使得反变形支撑工装在筒体上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝位置对称，通过调节螺柱调整好拉压双向测力传感器的拉压力为零(即筒体处于焊接前的自由状态，反变形组件上既无拉力又无压力)，然后进行纵向对接焊缝的CO2焊接，焊接后用红外线温度测量仪测量焊缝的温度，当焊缝温度下降至某一设定的焊缝温度值时，观察拉压双向测力传感器测得的拉压力性质和大小，再根据拉压力性质和大小，利用调节螺柱实施反变形调节(其中反变形调节中的支撑力设定值或反变形量设定值是通过预先进行的若干次焊接工艺试验而得到)。待焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装，由于设置了反变形补偿，因此可以获得良好圆度的筒体，由此提高了钢质储罐筒体焊接后的圆度精度，减少了筒体整形工作量。

作为本发明中所述反变形支撑工装使用方法的另一种可选方案，也可以在筒体卷制后在纵向对接焊缝处先用点焊进行固定，再将反变形支撑工装安装到筒体上，并使得反变形支撑工装在筒体上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝位置对称，通过调节螺柱调整好拉压双向测力传感器的拉压力为零(即筒体处于焊接前的自由状态，反变形组件上既无拉力又无压力)，然后在纵向对接焊缝正式焊接前就预先进行反变形设置，待纵向对接焊缝焊接完成并冷却至常温后再拆去反变形支撑工装，同样能够达到减少焊接变形、提高筒体圆度的目的。其中，反变形支撑力或反变形量的设置同样需要通过若干次的反变形焊接试验而得到。

本发明中，所述纵向对接焊缝渗漏检测工装包括定位板、设置在定位板下端面且呈现腰形环绕形状的轮胎式气囊、分别连接在所述定位板两侧的L型压板、设置在所述L型压板上的顶压螺栓、设置在所述定位板上方用于储存煤油的储油盒，所述筒体的纵向对接焊缝的一面除两端外被所述腰形环绕形状的轮胎式气囊所围住，所述L型压板及顶压螺栓将所述定位板连同所述轮胎式气囊压向所述筒体，并在所述定位板、轮胎式气囊与筒体之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔，所述煤油渗漏检测腔与所述储油盒相连通。

需要注意的是，所述纵向对接焊缝两端一段是纳入环焊缝的检测范围，并由专用的环焊缝渗漏检测工装进行渗漏检测。

本发明中，所述储油盒为密闭式储油盒，所述储油盒内设置有充气膨胀球以增强煤油的渗透压力，所述充气膨胀球通过采用手动式加压装置实现充气膨胀。

作为本发明的进一步改进，所述储油盒内吊挂有超声波振动装置以实现煤油渗透能量的增强，所述超声波振动装置包括振动密闭盒、固定在所述振动密闭盒内的超声波振子，所述超声波振子通过导线连接外置的超声波发生器。

优选的，所述振动密闭盒通过弹簧吊挂在所述储油盒内。

本发明中，所述手动式加压装置包括连接所述充气膨胀球的充气软管、连接在所述充气软管上的空心橡胶球，所述充气软管上设置有充气单向阀，所述空心橡胶球上设置有吸气单向阀，在位于所述充气单向阀与所述充气膨胀球之间的一段充气软管上设置有气球超压泄压阀。

本发明中，所述轮胎式气囊上设置有气门芯，所述气门芯连接充气泵。

本发明中，在所述储油盒与所述煤油渗漏检测腔之间的管路上设置有截止阀。

本发明中纵向对接焊缝渗漏检测工装的使用方法如下：

(1)检测工装安装：在筒体纵向对接焊缝的一面安装渗漏检测工装，并在检测工装的定位板、轮胎式气囊与筒体之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔；

(2)涂布检测液：在筒体纵向对接焊缝的另一面涂上白粉乳液或白土乳液，作为检测纵向对接焊缝是否有泄漏点的检测液；

(3)干燥：等待检测液的干燥，或进行检测液的烘干处理；

(4)煤油加注：打开检测工装上储油盒的上盖，打开截止阀，在储油盒内加入煤油并使得煤油通过管路进入到煤油渗漏检测腔内，直至储油盒内的煤油加满，重新装上储油盒的上盖使得储油盒密闭；

(5)煤油强化渗透：通过操作检测工装上的手动式加压装置使得储油盒内的充气膨胀球体积膨胀，从而使得煤油获得一定的渗漏压力以实现煤油对于纵向对接焊缝上微裂缝的强化渗透；同时，通过开启检测工装上的超声波振动装置，使得煤油获得增强的渗透能量以实现煤油对纵向对接焊缝上微裂缝的强化渗透并缩短渗透时间；

(6)渗透时间设定：预定一个煤油渗透时间的设定值，使得煤油能够充分渗透进入焊缝的泄漏部位；

(7)观察检查：当煤油渗透的时间达到或超过所述的煤油渗透时间的设定值后，对筒体纵向对接焊缝的涂检测液部位进行观察检查，检验有无斑点出现，如有斑点出现则说明该位置为泄漏点，将该泄漏点的位置作好标记用于后续的修补。

本发明的有益效果是：

第一，本发明的一种压力容器的焊接工艺，通过设置带有支撑力监测元件、焊缝温度监测装置和反变形调节元件的反变形支撑工装，可以精确调整反变形支撑力或反变形量，可以获得良好圆度的筒体，由此提高了钢质储罐筒体焊接后的圆度精度，减少了筒体整形工作量。

第二，本发明的一种压力容器的焊接工艺，通过设置焊缝渗漏检测工装，使得在渗漏检测工装的定位板、轮胎式气囊与筒体之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔，煤油始终存储在检测腔内并通过手动式加压装置使得煤油形成一定的渗透压力，由此增强了煤油渗透的能力，提高了煤油渗漏检测的可靠性和渗漏检测的效率。

第三，本发明的一种压力容器的焊接工艺，焊缝渗漏检测工装的储油盒内设置有超声波振动装置，利用超声波振动装置使得煤油渗漏检测腔内的煤油获得增强的渗透能量，由此可以增加渗透的速度，提高渗透检测的效率，使得渗透检测的时间至少可减少一半以上。另外由于煤油获得了超声能量，还可以使得焊缝表明的氧化膜得以清洗去除，从而可以防止因氧化膜遮盖导致的焊缝微裂缝的漏检，由此进一步提高了检测的可靠性。

附图说明

图1是本发明的一种压力容器的焊接工艺中所使用的反变形支撑工装的结构示意图；

图2是图1的俯视图(剖视图)；

图3是本发明的一种压力容器的焊接工艺中所使用的纵向对接焊缝渗漏检测工装的结构示意图；

图4是图3中呈现腰形环绕形状的轮胎式气囊与筒体上纵向对接焊缝的相对位置示意图；

图5是在使用反变形支撑工装在筒体上设置反变形的效果示意图之一(局部视图)；

图6是在使用反变形支撑工装在筒体上设置反变形的效果示意图之二(局部视图)。

图中：1、筒体，2、反变形支撑工装，3、支撑力监测元件(拉压双向测力传感器)，4、焊缝温度监测装置(红外线温度测量仪)，5、反变形调节元件(调节螺柱)，6、纵向对接焊缝，7、显示装置，8、夹板组件，9、反变形组件，10、内螺纹座，11、夹紧螺栓，12、长条压板；

图中：13、定位板，14、轮胎式气囊，15、顶压螺栓，16、储油盒，17、煤油渗漏检测腔，18、充气膨胀球，19、手动式加压装置，20、超声波振动装置，21、振动密闭盒，22、超声波振子，23、超声波发生器，24、弹簧，25、气门芯，26、L型压板，27、充气软管，28、空心橡胶球，29、充气单向阀，30、吸气单向阀，31、气球超压泄压阀，32、截止阀，33、储油盒的上盖。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至6所示为本发明的一种压力容器的焊接工艺的实施例，包括钢质储罐的焊接，所述钢质储罐的焊接包括如下步骤：

(1)储罐两端封头制作；

(2)储罐筒身钢板下料：储罐筒身分为若干节筒体1，每节筒体1按照展开尺寸进行钢板的下料；

(3)焊接坡口制作：在下料的钢板上位于筒体1的纵向对接焊缝6处和相邻筒体对接环焊缝处分别打好焊接坡口；

(4)筒体卷制：将下料并打好焊接坡口的钢板卷制成筒体1；

(5)设置反变形支撑：在筒体1上安装用于筒体纵向对接焊缝焊接的反变形支撑工装2，所述反变形支撑工装2上设置有支撑力监测元件3、焊缝温度监测装置4和反变形调节元件5，并设置所述反变形支撑工装2与所述筒体1之间的连接为所述支撑力监测元件3处于无拉压应力状态下的自然连接；

(6)纵向对接焊缝的焊接：先进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊，进行筒体1上纵向对接焊缝6的焊接；

(7)反变形支撑工装的反变形调节：纵向对接焊缝6焊接后，焊缝温度逐渐冷却，在设定的焊缝温度下进行反变形调节，使得反变形支撑工装2上的支撑力监测元件3测得的支撑力达到预定的支撑力设定值，或者使得筒体1的反变形量达到预定的反变形量设定值；

(8)焊缝冷却：焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装2；

(9)纵向对接焊缝的渗漏检测：使用纵向对接焊缝渗漏检测工装，进行纵向对接焊缝6的渗漏检测；

(10)组装焊接：各节筒体进行对接组装，点焊固定，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成筒身；将封头与筒身对接组装，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成钢质储罐筒体；所述环焊缝采用环焊缝渗漏检测工装进行渗漏检测。

优选的，所述步骤(7)的反变形支撑工装2的反变形调节中的支撑力设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述支撑力设定值使得筒体1所述纵向焊缝焊接后的变形量最小；或者，所述步骤(7)的反变形支撑工装2的反变形调节中的反变形量设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述反变形量设定值使得筒体1所述纵向焊缝焊接后的变形量最小。

上述通过反变形焊接工艺试验，可以预先得到设定焊缝温度下的支撑力与需要调整的反变形支撑力或反变形量的关系，用于正式焊接时的反变形设置。

本实施例中，所述步骤(10)的组装焊接中，还包括在筒身上开孔并分别安装焊接人孔座和检测孔座的工艺步骤。

本实施例中，所述反变形支撑工装2包括用于测量所述纵向对接焊缝温度的作为所述焊缝温度监测装置的红外线温度测量仪4、安装在筒体1两侧壁上用于夹紧筒体1侧壁的两对夹板组件8、设置在所述两对夹板组件8之间的反变形组件9，所述反变形组件9包括连接在所述夹板组件8上的内螺纹座10、通过螺纹连接依次串接在所述两对夹板组件8的内螺纹座10之间的作为所述反变形调节元件的调节螺柱5、作为所述支撑力监测元件的拉压双向测力传感器3，所述调节螺柱5的两端螺柱段外螺纹的螺旋方向相反。

本实施例中，所述红外线温度测量仪4、拉压双向测力传感器3分别连接显示装置7，以用于将红外线温度测量仪4测得的纵向对接焊缝温度和拉压双向测力传感器3测得的拉压力在显示装置7上即时显示出来。

本实施例中，每一夹板组件8包括两个长条压板12，两个长条压板12的两端分别连接有夹紧螺栓11，筒体1的筒壁被夹紧在两个长条压板12之间。

优选的，连接在夹板组件8上的所述反变形组件9的数量有两个且分置于所述筒体1的两端部位。

本实施例中，所述纵向对接焊缝6位于筒体1的上侧边，所述的两对夹板组件8分置于筒体1的左右两侧边且相对于所述纵向对接焊缝6对称布置。

本实施例中的所述反变形支撑工装2的使用方法如下：纵向焊缝焊接前，先将反变形支撑工装2安装到卷制好的筒体上，并使得反变形支撑工装2在筒体1上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝6位置对称，通过调节螺柱5调整好拉压双向测力传感器3的拉压力为零(即筒体1处于焊接前的自由状态，反变形组件9上既无拉力又无压力)，然后进行纵向对接焊缝6的CO2焊接，焊接后用红外线温度测量仪4测量焊缝的温度，当焊缝温度下降至某一设定的焊缝温度值时，观察拉压双向测力传感器3测得的拉压力性质和大小，再根据拉压力性质和大小，利用调节螺柱5实施反变形调节(其中反变形调节中的支撑力设定值或反变形量设定值是通过预先进行的若干次焊接工艺试验而得到)。待焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装2，由于设置了反变形补偿，因此可以获得良好圆度的筒体1，由此提高了钢质储罐筒体焊接后的圆度精度，减少了筒体1整形工作量。

作为本实施例中所述反变形支撑工装使用方法的另一种可选方案，也可以在筒体1卷制后在纵向对接焊缝6处先用点焊进行固定，再将反变形支撑工装2安装到筒体1上，并使得反变形支撑工装2在筒体1上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝6位置对称，通过调节螺柱5调整好拉压双向测力传感器3的拉压力为零(即筒体1处于焊接前的自由状态，反变形组件9上既无拉力又无压力)，然后在纵向对接焊缝6正式焊接前就预先进行反变形设置，待纵向对接焊缝6焊接完成并冷却至常温后再拆去反变形支撑工装2，同样能够达到减少焊接变形、提高筒体圆度的目的。其中，反变形支撑力或反变形量的设置同样需要通过若干次的反变形焊接试验而得到。

本实施例中，所述纵向对接焊缝渗漏检测工装包括定位板13、设置在定位板13下端面且呈现腰形环绕形状的轮胎式气囊14、分别连接在所述定位板13两侧的L型压板26、设置在所述L型压板26上的顶压螺栓15、设置在所述定位板13上方用于储存煤油的储油盒16，所述筒体1的纵向对接焊缝6的一面除两端外被所述腰形环绕形状的轮胎式气囊14所围住，所述L型压板26及顶压螺栓15将所述定位板13连同所述轮胎式气囊14压向所述筒体1，并在所述定位13板、轮胎式气囊14与筒体1之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔17，所述煤油渗漏检测腔17与所述储油盒16相连通。

需要注意的是，所述纵向对接焊缝6两端一段是纳入环焊缝的检测范围，并由专用的环焊缝渗漏检测工装进行渗漏检测。

本实施例中，所述储油盒16为密闭式储油盒，所述储油盒16内设置有充气膨胀球18以增强煤油的渗透压力，所述充气膨胀球18通过采用手动式加压装置19实现充气膨胀。

作为本实施例的进一步改进，所述储油盒16内吊挂有超声波振动装置20以实现煤油渗透能量的增强，所述超声波振动装置20包括振动密闭盒21、固定在所述振动密闭盒21内的超声波振子22，所述超声波振子22通过导线连接外置的超声波发生器23。

优选的，所述振动密闭盒21通过弹簧24吊挂在所述储油盒16内。

本实施例中，所述手动式加压装置19包括连接所述充气膨胀球18的充气软管27、连接在所述充气软管27上的空心橡胶球28，所述充气软管27上设置有充气单向阀29，所述空心橡胶球28上设置有吸气单向阀30，在位于所述充气单向阀29与所述充气膨胀球18之间的一段充气软管27上设置有气球超压泄压阀31。

本实施例中，所述轮胎式气囊14上设置有气门芯25，所述气门芯25连接充气泵。

本实施例中，在所述储油盒16与所述煤油渗漏检测腔17之间的管路上设置有截止阀32。

本实施例中纵向对接焊缝渗漏检测工装的使用方法如下：

(1)检测工装安装：在筒体1纵向对接焊缝6的一面安装渗漏检测工装，并在检测工装的定位板13、轮胎式气囊14与筒体1之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔17；

(2)涂布检测液：在筒体1纵向对接焊缝6的另一面涂上白粉乳液或白土乳液，作为检测纵向对接焊缝6是否有泄漏点的检测液；

(3)干燥：等待检测液的干燥，或进行检测液的烘干处理；

(4)煤油加注：打开检测工装上储油盒的上盖33，打开截止阀32，在储油盒16内加入煤油并使得煤油通过管路进入到煤油渗漏检测腔17内，直至储油盒16内的煤油加满，重新装上储油盒的上盖33使得储油盒16密闭；

(5)煤油强化渗透：通过操作检测工装上的手动式加压装置19使得储油盒16内的充气膨胀球18体积膨胀，从而使得煤油获得一定的渗漏压力以实现煤油对于纵向对接焊缝6上微裂缝的强化渗透；同时，通过开启检测工装上的超声波振动装置20，使得煤油获得增强的渗透能量以实现煤油对纵向对接焊缝6上微裂缝的强化渗透并缩短渗透时间；

(6)渗透时间设定：预定一个煤油渗透时间的设定值，使得煤油能够充分渗透进入焊缝的泄漏部位；

(7)观察检查：当煤油渗透的时间达到或超过所述的煤油渗透时间的设定值后，对筒体1纵向对接焊缝6的涂检测液部位进行观察检查，检验有无斑点出现，如有斑点出现则说明该位置为泄漏点，将该泄漏点的位置作好标记用于后续的修补。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，包括钢质储罐的焊接，所述钢质储罐的焊接包括如下步骤：

（1）储罐两端封头制作；

（2）储罐筒身钢板下料：储罐筒身分为若干节筒体，每节筒体按照展开尺寸进行钢板的下料；

（3）焊接坡口制作：在下料的钢板上位于筒体的纵向对接焊缝处和相邻筒体对接环焊缝处分别打好焊接坡口；

（4）筒体卷制：将下料并打好焊接坡口的钢板卷制成筒体；

（5）设置反变形支撑：在筒体上安装用于筒体纵向对接焊缝焊接的反变形支撑工装，所述反变形支撑工装上设置有支撑力监测元件、焊缝温度监测装置和反变形调节元件，并设置所述反变形支撑工装与所述筒体之间的连接为所述支撑力监测元件处于无拉压应力状态下的自然连接；

（6）纵向对接焊缝的焊接：先进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊，进行筒体上纵向对接焊缝的焊接；

（7）反变形支撑工装的反变形调节：纵向对接焊缝焊接后，焊缝温度逐渐冷却，在设定的焊缝温度下进行反变形调节，使得反变形支撑工装上的支撑力监测元件测得的支撑力达到预定的支撑力设定值，或者使得筒体的反变形量达到预定的反变形量设定值；

（8）焊缝冷却：焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装；

（9）纵向对接焊缝的渗漏检测：使用纵向对接焊缝渗漏检测工装，进行纵向对接焊缝的渗漏检测；

（10）组装焊接：各节筒体进行对接组装，点焊固定，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成筒身；将封头与筒身对接组装，然后进行氩弧焊打底，再采用CO2气体保护焊进行环焊缝的焊接，形成钢质储罐筒体；所述环焊缝采用环焊缝渗漏检测工装进行渗漏检测。

2.根据权利要求1所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（7）的反变形支撑工装的反变形调节中的支撑力设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述支撑力设定值使得筒体所述纵向焊缝焊接后的变形量最小；或者，所述步骤（7）的反变形支撑工装的反变形调节中的反变形量设定值通过预先进行的焊接工艺试验而得到，所述反变形量设定值使得筒体所述纵向焊缝焊接后的变形量最小；通过反变形焊接工艺试验，预先得到设定焊缝温度下的支撑力与需要调整的反变形支撑力或反变形量的关系，用于正式焊接时的反变形设置。

3.根据权利要求1所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述反变形支撑工装包括用于测量所述纵向对接焊缝温度的作为所述焊缝温度监测装置的红外线温度测量仪、安装在筒体两侧壁上用于夹紧筒体侧壁的两对夹板组件、设置在所述两对夹板组件之间的反变形组件，所述反变形组件包括连接在所述夹板组件上的内螺纹座、通过螺纹连接依次串接在所述两对夹板组件的内螺纹座之间的作为所述反变形调节元件的调节螺柱、作为所述支撑力监测元件的拉压双向测力传感器，所述调节螺柱的两端螺柱段外螺纹的螺旋方向相反；

其中，每一夹板组件包括两个长条压板，两个长条压板的两端分别连接有夹紧螺栓，筒体的筒壁被夹紧在两个长条压板之间；连接在夹板组件上的所述反变形组件的数量有两个且分置于所述筒体的两端部位。

4.根据权利要求3所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述反变形支撑工装的使用方法如下：纵向焊缝焊接前，先将反变形支撑工装安装到卷制好的筒体上，并使得反变形支撑工装在筒体上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝位置对称，通过调节螺柱调整好拉压双向测力传感器的拉压力为零，使得筒体处于焊接前的自由状态，反变形组件上既无拉力又无压力，然后进行纵向对接焊缝的CO2焊接，焊接后用红外线温度测量仪测量焊缝的温度，当焊缝温度下降至某一设定的焊缝温度值时，观察拉压双向测力传感器测得的拉压力性质和大小，再根据拉压力性质和大小，利用调节螺柱实施反变形调节，其中的反变形调节中的支撑力设定值或反变形量设定值是通过预先进行的若干次焊接工艺试验而得到；待焊缝冷却至常温后，拆去反变形支撑工装。

5.根据权利要求3所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述反变形支撑工装的使用方法如下：筒体卷制后在纵向对接焊缝处先用点焊进行固定，再将反变形支撑工装安装到筒体上，并使得反变形支撑工装在筒体上的左右两个支撑部位相对于纵向对接焊缝位置对称，通过调节螺柱调整好拉压双向测力传感器的拉压力为零，使得即筒体处于焊接前的自由状态，反变形组件上既无拉力又无压力，然后在纵向对接焊缝正式焊接前就预先进行反变形设置，待纵向对接焊缝焊接完成并冷却至常温后再拆去反变形支撑工装；其中，反变形支撑力或反变形量的设置通过若干次的反变形焊接试验而得到。

6.根据权利要求1所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述纵向对接焊缝渗漏检测工装包括定位板、设置在定位板下端面且呈现腰形环绕形状的轮胎式气囊、分别连接在所述定位板两侧的L型压板、设置在所述L型压板上的顶压螺栓、设置在所述定位板上方用于储存煤油的储油盒，所述筒体的纵向对接焊缝的一面除两端外被所述腰形环绕形状的轮胎式气囊所围住，所述L型压板及顶压螺栓将所述定位板连同所述轮胎式气囊压向所述筒体，并在所述定位板、轮胎式气囊与筒体之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔，所述煤油渗漏检测腔与所述储油盒相连通。

7.根据权利要求6所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述储油盒为密闭式储油盒，所述储油盒内设置有充气膨胀球以增强煤油的渗透压力，所述充气膨胀球通过采用手动式加压装置实现充气膨胀。

8.根据权利要求7所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述储油盒内吊挂有超声波振动装置以实现煤油渗透能量的增强，所述超声波振动装置包括振动密闭盒、固定在所述振动密闭盒内的超声波振子，所述超声波振子通过导线连接外置的超声波发生器；所述振动密闭盒通过弹簧吊挂在所述储油盒内。

9.根据权利要求7所述的一种压力容器的焊接工艺，其特征在于，所述手动式加压装置包括连接所述充气膨胀球的充气软管、连接在所述充气软管上的空心橡胶球，所述充气软管上设置有充气单向阀，所述空心橡胶球上设置有吸气单向阀，在位于所述充气单向阀与所述充气膨胀球之间的一段充气软管上设置有气球超压泄压阀；

所述纵向对接焊缝渗漏检测工装的使用方法如下：

（1）检测工装安装：在筒体纵向对接焊缝的一面安装渗漏检测工装，并在检测工装的定位板、轮胎式气囊与筒体之间形成一密闭的煤油渗漏检测腔；

（2）涂布检测液：在筒体纵向对接焊缝的另一面涂上白粉乳液或白土乳液，作为检测纵向对接焊缝是否有泄漏点的检测液；

（3）干燥：等待检测液的干燥，或进行检测液的烘干处理；

（4）煤油加注：打开检测工装上储油盒的上盖，打开截止阀，在储油盒内加入煤油并使得煤油通过管路进入到煤油渗漏检测腔内，直至储油盒内的煤油加满，重新装上储油盒的上盖使得储油盒密闭；

（5）煤油强化渗透：通过操作检测工装上的手动式加压装置使得储油盒内的充气膨胀球体积膨胀，从而使得煤油获得一定的渗漏压力以实现煤油对于纵向对接焊缝上微裂缝的强化渗透；同时，通过开启检测工装上的超声波振动装置，使得煤油获得增强的渗透能量以实现煤油对纵向对接焊缝上微裂缝的强化渗透并缩短渗透时间；

（6）渗透时间设定：预定一个煤油渗透时间的设定值，使得煤油能够充分渗透进入焊缝的泄漏部位；

（7）观察检查：当煤油渗透的时间达到或超过所述的煤油渗透时间的设定值后，对筒体纵向对接焊缝的涂检测液部位进行观察检查，检验有无斑点出现，如有斑点出现则说明该位置为泄漏点，将该泄漏点的位置作好标记用于后续的修补。

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