CN112792477A - 压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构及连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构及连接方法，压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构包括：内焊接环，内焊接环可拆卸地连接在第一待连接钢筒的内壁上；外焊接环，外焊接环可拆卸地连接在第一待连接钢筒的外壁上，内焊接环和外焊接环之间形成焊接腔，以进行堆焊焊料。在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环，将第二待连接钢筒对接在所述堆焊环上，进行焊接，实现第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的分段焊接，使两者可以进行不同热处理，从而保证第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的连接强度，也不会损坏其中一个待连接钢筒的强度。
Description
技术领域
本发明涉及压力容器用异种钢连接技术领域，具体而言，涉及一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构及连接方法。
背景技术
随着千万吨炼油项目、加氢裂化、加氢精制装置的新建及扩建，其所涉及的压力容器、压力管道尺寸随之增大，由此导致大量Cr-Mo(铬-钼)高强度耐热钢应用范围越来越大。在一台设备中尤其是冷换类压力容器，其管程、壳程往往由于其设计温度、设计压力、操作介质不同，导致其选用材料也不尽相同。当两程温度、压力相差较大时，其选用材料也将不同。当一侧选用12Cr2Mo1R高强度铬钼钢、另一侧选用低碳钢时，出现了一侧为铬钼钢另一侧为Q345R的超厚度环向焊接接头的焊接的结构形式，焊接方法的选择会直接影响产品的质量，焊接坡口的选择以及焊接工艺是此焊接的关键步骤，由于两侧母材不同，其所要求的热处理制度偏差较大。在制造螺纹锁紧环换热器时遇到：12Cr2Mo1R材料及与其相焊接的部件需要执行690℃、8小时的热处理制度，而另一侧低碳钢需要执行620℃、4小时的热处理制度，按照压力容器制造规范要求，不同材料焊接在一起时，需要按照热处理制度要求严格的执行，即：这两种材料焊接在一起时需要进行690℃、8小时的热处理，在这种情况下低碳钢母材的强度极度下降，无法满足正常使用要求；若同时选用高强度铬钼钢，设备成本将大幅度提高。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构及连接方法，以解决现有技术中的异种钢连接易造成强度受损的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，包括：内焊接环，内焊接环可拆卸地连接在第一待连接钢筒的内壁上；外焊接环，外焊接环可拆卸地连接在第一待连接钢筒的外壁上，内焊接环和外焊接环之间形成焊接腔，以进行堆焊焊料。
进一步地，第一待连接钢筒为铬钼钢筒。
进一步地，外焊接环为第一锥形环，第一锥形环向远离第一待连接钢筒的方向逐渐向外部倾斜，第一锥形环的锥形角为α，30°≤α≤60°
进一步地，α＝45°。
进一步地，内焊接环为第二锥形环，第二锥形环向远离第一待连接钢筒的方向逐渐向内部倾斜，第二锥形环的锥形角为β，30°≤β≤60°。
进一步地，β＝45°。
进一步地，内焊接环点焊在第一待连接钢筒的内壁上。
进一步地，外焊接环点焊在第一待连接钢筒的外壁上。
进一步地，第一待连接钢筒的端部设置有表面向第一待连接钢筒的内部倾斜的斜面。
根据本发明的另一方面，提供了一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接方法，采用上述异种钢连接装置，第一待连接钢筒的端部设置有表面向第一待连接钢筒的内部倾斜的斜面，方法包括：在第一待连接钢筒的端面进行加工，以得到斜面；在第一待连接钢筒的内壁上焊接内焊接环；在第一待连接钢筒的外壁上焊接外焊接环，以在内焊接环和外焊接环之间形成焊接腔；在焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环；拆卸内焊接环及外焊接环；将第二待连接钢筒对接在堆焊环上，进行焊接。
应用本发明的技术方案，本发明的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构包括内焊接环及外焊接环，在进行焊接时在所述第一待连接钢筒的内壁上焊接所述内焊接环，在所述第一待连接钢筒的外壁上焊接所述外焊接环，以在所述内焊接环和所述外焊接环之间形成焊接腔，在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环，将第二待连接钢筒对接在所述堆焊环上，进行焊接，实现第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的分段焊接，使两者可以进行不同热处理，从而保证第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的连接强度，也不会损坏其中一个待连接钢筒的强度。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示意性示出了本发明的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构的实施例的结构图；
图2示意性示出了本发明的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构的实施例局部的剖视图；
图3示意性示出了异种钢连接完成后的剖视图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、内焊接环；20、外焊接环；30、第一待连接钢筒；40、第二待连接钢筒；50、焊料。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术中所记载的，当一侧选用12Cr2Mo1R高强度铬钼钢、另一侧选用低碳钢时，出现了一侧为铬钼钢另一侧为Q345R的超厚度环向焊接接头的焊接的结构形式，焊接方法的选择会直接影响产品的质量，焊接坡口的选择以及焊接工艺是此焊接的关键步骤，由于两侧母材不同，其所要求的热处理制度偏差较大。在制造螺纹锁紧环换热器时遇到：12Cr2Mo1R材料及与其相焊接的部件需要执行690℃、8小时的热处理制度，而另一侧低碳钢需要执行620℃、4小时的热处理制度，按照压力容器制造规范要求，不同材料焊接在一起时，需要按照热处理制度要求严格的执行，即：这两种材料焊接在一起时需要进行690℃、8小时的热处理，在这种情况下低碳钢母材的强度极度下降，无法满足正常使用要求；若同时选用高强度铬钼钢，设备成本将大幅度提高。
为了解决上述问题，参见图1至图3所示，本发明的实施例提供了一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，本实施例的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构包括内焊接环10和外焊接环20，其中，所述内焊接环10可拆卸地连接在第一待连接钢筒的内壁上；所述外焊接环20可拆卸地连接在所述第一待连接钢筒30的外壁上，所述内焊接环10和所述外焊接环20之间形成焊接腔，以进行堆焊焊料50。本发明的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构包括内焊接环10及外焊接环20，在进行焊接时在所述第一待连接钢筒的内壁上焊接所述内焊接环10，在所述第一待连接钢筒的外壁上焊接所述外焊接环20，以在所述内焊接环10和所述外焊接环20之间形成焊接腔，在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环，将第二待连接钢筒40对接在所述堆焊环上，进行焊接，实现第一待连接钢筒与第二待连接钢筒40的分段焊接，使两者可以进行不同热处理，从而保证第一待连接钢筒与第二待连接钢筒40的连接强度，也不会损坏其中一个待连接钢筒的强度。
本实施例的所述第一待连接钢筒为铬钼钢筒，第二待连接钢筒40为低碳钢筒。
为了使得外焊接环20与第一待连接钢筒的外壁焊接更加稳定，本实施例的所述外焊接环20为第一锥形环，所述第一锥形环向远离所述第一待连接钢筒的方向逐渐向外部倾斜，所述第一锥形环的锥形角为α，30°≤α≤60°。
优选地，本实施例的所述α＝45°。
为了使得内焊接环10与第一待连接钢筒的内壁焊接更加稳定，本实施例的所述内焊接环10为第二锥形环，所述第二锥形环向远离所述第一待连接钢筒的方向逐渐向内部倾斜，所述第二锥形环的锥形角为β，30°≤β≤60°。
优选地，本实施例的所述β＝45°。
为了便于拆卸，本实施例的所述内焊接环10点焊在所述第一待连接钢筒的内壁上。本实施例的所述外焊接环20点焊在所述第一待连接钢筒的外壁上。
为了保证堆焊的稳固，本实施例的所述第一待连接钢筒的端部设置有表面向所述第一待连接钢筒的内部倾斜的斜面。其中，堆焊金属的为H10MnSi。
根据本发明的另一个方面，提供了一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接方法，该方法应用上述压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，第一待连接钢筒的端部设置有表面向第一待连接钢筒的内部倾斜的斜面，该方法包括：在所述第一待连接钢筒的端面进行加工，以得到所述斜面；在所述第一待连接钢筒的内壁上焊接所述内焊接环10；在所述第一待连接钢筒的外壁上焊接所述外焊接环20，以在所述内焊接环10和所述外焊接环20之间形成焊接腔；在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环；拆卸所述内焊接环10及所述外焊接环20；将第二待连接钢筒40对接在所述堆焊环上，进行焊接，其中，第一待连接钢筒为铬钼钢筒，第二待连接钢筒40为低碳钢筒，堆焊金属的强度介于两者之间。
具体来说，利用变位器装置进行堆焊，堆焊过程中采用规范要求的预热、焊接、焊后热处理制度；堆焊厚度既要满足最后焊接时不相互影响，又不能在热处理时降低焊缝强度。清除内外焊接板时，按照工艺要求进行堆焊部位的无损检测，合格后按照工艺要求进行坡口加工；进行焊缝组对时，按照工艺要求进行预热、焊接、焊后热处理等工序；对焊缝按照规范要求进行无损检测，检测时需要覆盖堆焊区域。
从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
本发明的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构包括内焊接环及外焊接环，在进行焊接时在所述第一待连接钢筒的内壁上焊接所述内焊接环，在所述第一待连接钢筒的外壁上焊接所述外焊接环，以在所述内焊接环和所述外焊接环之间形成焊接腔，在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环，将第二待连接钢筒对接在所述堆焊环上，进行焊接，实现第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的分段焊接，使两者可以进行不同热处理，从而保证第一待连接钢筒与第二待连接钢筒的连接强度，也不会损坏其中一个待连接钢筒的强度。
应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
在上面详细的说明中，参考了附图，附图形成本文的一部分。在附图中，类似的符号典型地确定类似的部件，除非上下文以其他方式指明。在详细的说明书、附图及权利要求书中所描述的图示说明的实施方案不意味是限制性的。在不脱离本文所呈现的主题的精神或范围下，其他实施方案可以被使用，并且可以作其他改变。将容易理解的是，如本文一般所描述的及附图所图示说明的，本公开的方面可以在广泛种类的不同的配置中被编排、代替、组合、分开以及设计，所有这些在本文被明确地考虑。
根据本申请所描述的特定实施方案的本公开将不受限制，其被意图作为各种方面的图示说明。如对本领域技术人员将是清晰的那样，在不脱离本公开的精神和范围下可以作许多修改和变更。在本公开范围内，功能上等同的方法和设备，除了本文所列举的那些之外，从前述说明书来看对本领域技术人员将是清晰的。这样的修改和变更意图落入所附权利要求书的范围内。本公开将仅由所附权利要求书的条款以及这样的权利要求所给予权利的等同物的全部范围限制。将理解的是，本公开不限于特定的方法、试剂、化合物、组成或生物系统，其当然可以变化。也将理解的是，本文所使用的术语仅是出于描述特定的实施方案的目的，而并非意图是限制性的。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，包括：
内焊接环(10)，所述内焊接环(10)可拆卸地连接在第一待连接钢筒(30)的内壁上；
外焊接环(20)，所述外焊接环(20)可拆卸地连接在所述第一待连接钢筒(30)的外壁上，所述内焊接环(10)和所述外焊接环(20)之间形成焊接腔，以进行堆焊焊料(50)。
2.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述第一待连接钢筒(30)为铬钼钢筒。
3.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述外焊接环(20)为第一锥形环，所述第一锥形环向远离所述第一待连接钢筒(30)的方向逐渐向外部倾斜，所述第一锥形环的锥形角为α，30°≤α≤60°。
4.根据权利要求3所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述α＝45°。
5.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述内焊接环(10)为第二锥形环，所述第二锥形环向远离所述第一待连接钢筒(30)的方向逐渐向内部倾斜，所述第二锥形环的锥形角为β，30°≤β≤60°。
6.根据权利要求5所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述β＝45°。
7.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述内焊接环(10)点焊在所述第一待连接钢筒(30)的内壁上。
8.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述外焊接环(20)点焊在所述第一待连接钢筒(30)的外壁上。
9.根据权利要求1所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，其特征在于，所述第一待连接钢筒(30)的端部设置有表面向所述第一待连接钢筒(30)的内部倾斜的斜面。
10.一种压力容器用铬钼钢与低碳钢连接方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的压力容器用铬钼钢与低碳钢连接结构，所述第一待连接钢筒(30)的端部设置有表面向所述第一待连接钢筒(30)的内部倾斜的斜面，所述方法包括：
在所述第一待连接钢筒(30)的端面进行加工，以得到所述斜面；
在所述第一待连接钢筒(30)的内壁上焊接所述内焊接环(10)；
在所述第一待连接钢筒(30)的外壁上焊接所述外焊接环(20)，以在所述内焊接环(10)和所述外焊接环(20)之间形成焊接腔；
在所述焊接腔内进行堆焊，形成堆焊环；
拆卸所述内焊接环(10)及所述外焊接环(20)；
将第二待连接钢筒(40)对接在所述堆焊环上，进行焊接。
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