CN1629057A - 一种大型容器底封头与裙座的焊接构件 - Google Patents

Abstract

一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，包括封头1、上部角焊缝2、焊丝3、下部角焊缝4、裙座上段5、裙座筒节6、环向焊缝7、垫板8，封头1与裙座上段5之间有焊丝3、上部角焊缝2、下部角焊缝4，垫板8对应位置上有环向焊缝7。本发明的结构紧凑，焊缝剖面的尺寸小，封头与裙座的焊接接触面大，强度好，与用现有的技术所设计的构件相比有效地克服了制造加工工序多、消耗材料品种多，重量重、成本高以及焊材多、焊接工作量大等缺点，是大型底封头与裙座焊接的崭新构件。

Description

一种大型容器底封头与裙座的焊接构件

涉及领域

本发明涉及石油化工大型容器及其它容器底封头与裙座的焊接构件，即裙式支座上段的设计型式。

背景技术

近年来我国石油化工产品生产装置的规模不断扩大，装置内的压力容器日趋大型化，大型容器底封头与裙座的焊接构件，一直是设计难度大、焊接施工工作量大、投资高的构件，是影响大型容器制造工程进度和投资的重要因素。

目前我国炼油厂焦化装置大型焦碳塔底封头与裙座的连接构件应用我国现有技术，设计有下列两种构件：

第一种构件：1、首先是：制备一个约6毫米厚的临时环形板，焊在裙座上段上端，其材质与容器封头的材质相同。比如与铬钼钢封头相连接时，需要专门按临时环形板规格要求订购钢板。2、安装时，将焊好临时环形板的裙座上段，安放在处于倒置状态的封头上，然后在预热状态下，将界于封头与裙座之间的临时环形板焊在底封头上。并在临时环形板上堆焊一定厚度的堆焊层。堆焊层表面形状须达到设计要求。焊后进行无损检测。3、在预热状态下，将该焊有临时环形板及裙座上段的封头，整体翻转回来，清理焊根。清理焊根时，要把整个临时环形板及其下边和周围与堆焊层相融合的熔融层全部清除掉，并打磨光，做磁粉探伤检查。4、最后焊接上部角焊缝，将底封头与裙座上段焊接在一起。显然，这种方法的缺点在于预制临时环形板，需要按临时环形板规格要求增订钢板、加工、焊接。最后，又全部打磨掉，堆焊条件及焊后磁粉检测作业条件差，作业时间长，堆焊后清除临时环形板的工作量更大。由于角焊缝剖面的面积大，所用焊材多，焊接工作量很大，并在该焊接部位产生较大焊接应力。

第二种构件，与锻焊结构热壁加氢反应器底封头与裙座的连接构件基本相同。首先，将钢绽锻成环形锻件坯料，然后机加工该锻件坯料，使加工后锻件上部成为容器筒体的一段，这一段的上部与相邻的容器筒体焊接：加工后的锻件下部为底封头的一部分，下端与圆缺球形封头焊接，在这段底封头外侧有用于对接焊接的筒形件，与裙座顶端焊接。这种构件虽然技术可行，并被国内外广泛采用，但为确保加工后的锻件尺寸，环形锻件坯料内径远小于容器内径，外径大于容器外径，同时为了满足锻件性能试验切取试样的需要，环形锻件坯料整体长度还要加长250毫米左右，这就大大地增加了环形锻件坯料的重量，使锻件的成品率只有20％左右，其余全部加工掉，机加工量很大，提高了造价，为订购该锻件也增加了订货环节、加长了制造周期。

发明内容

本发明的目的在于为大型容器底封头与裙座的焊接提供了一种减少焊接工作量，而且有效地降低焊接应力，减少了在苛刻条件下进行焊接和无损检测的工作量，提高焊接结构强度，受力情况好，外形美观且便于采用自动焊的一种大型容器底封头与裙座的焊接构件。

本发明的大型容器底封头与裙座的焊接构件如下：

包括封头1、上部角焊缝2、焊丝3、下部角焊缝4、裙座上段5、裙座筒节6、环向焊缝7、垫板8，封头1与裙座上段5之间有焊丝3、上部角焊缝2、下部角焊缝4，垫板8对应位置上有环向焊缝7。

裙座上段5底部的上段筒节55与相邻的裙座筒节6之间设有环向垫板8。

裙座上段5由上部短边51、上部折角52、斜边53、下部折角54、、上段筒节55，上部短边51、上部折角52、斜边53、下部折角54、、上段筒节55依次连贯为一体，裙座上段5为环状，裙座上段5有两个向裙座轴心方向弯曲的折角，上部折角52呈90度，向内侧弯曲的上部短边51的外表面与上部折角52的弧形外表面，为上部角焊缝2的底部，上部短边51内侧边缘开焊缝坡口，即下部角焊缝4的坡口；上部折角52与下部折角54之间形成斜边53，该斜边53与裙座轴线成15度，即裙座上段的异径段；弧形件成型后，组焊成环状的裙座上段5。

封头1与裙座上段5的焊接焊缝，是由上部角焊缝2和下部角焊缝4所组成。

下部折角54的下部为裙座上段的筒节55，该筒节下端开环向焊缝坡口与相邻的裙座筒节6焊接。

本发明的大型容器封头与裙座的焊接构件，具有以下特点：

1、由于裙座上段筒节(5)为异径筒节，上部角焊缝(2)的底边短，剖面的尺寸小，与用上述现有技术所设计的第一种构件相比，所用焊材重量只有三分之一。不但减少焊接工作量，而且有效地降低焊接应力。

2、裙座上段<5>为异径筒节，大端与封头(1)的外面仍能保持一定空间，便于焊接下部焊缝(2)及其下表面的无损检测。

3、下部角焊缝(4)的清理焊根工作量较小，又是在裙座上段(5)顶部外侧宽阔的环境下进行，便于彻底清理焊根和检查，为确保下部焊缝(4)的焊接质量创造了条件。

4、与用上述现有技术所设计的第一种构件相比，本发明不用环形垫板，没有在垫板上堆焊的作业，减少了在苛刻条件下进行焊接和无损检测的工作量。

5、由于焊缝由上部焊缝(2)和下部焊缝(4)所组成，焊缝剖面的总面积虽小，但焊缝与封头(1)以及焊缝与裙座上端的连接面较大，提高了焊接结构强度，是一个合理的设计结构。

6、裙座上部的斜边(5-3)外表面与上部角焊缝(2)外表面齐平，受力情况好，外形美观。便于采用自动焊。

7、克服了制造加工工序多、消耗材料规格多，重量重、成本高以及焊材多、焊接工作量大等缺点，本发明是大型封头与裙座焊接的崭新结构。

附图说明

附图为本发明的结构示意图。

具体实施

如图所示，裙座上段5为环状，由多个的弧形件组对焊成的，弧形件是用裙座上部同材质、等厚度的钢板热成型的，有两个向裙座轴心方向弯曲的折角，上部折角52呈90度，向内侧弯曲的上部短边51的外表面与上部折角52的弧形外表面构成上部角焊缝2的底部，上部短边51内侧边缘开焊缝坡口，即下部角焊缝4的坡口。上部折角52与下部折角54之间形成斜边53。该斜边与裙座轴线成15度，即裙座上段的异径段。弧形件成型后，组焊成环状的裙座上段5。

将裙座上段5安放在倒置状态的封头1上，然后在预热状态下，由斜边53的大端，即裙座上段筒节55与封头1外表面之间，焊接下部角焊缝4，焊后由此无损检测。由于裙座上段(5)高度不高，施焊时，焊工又能看到下部焊缝4，因此，对焊接及焊后检测有利，为保证焊接质量创造了条件。为了便于焊接下部角焊缝4，焊前在图所示位置，焊以同材质的焊丝3，代替焊接垫板8。然后在预热状态下，将焊有裙座上段5的封头，整体翻转回来，在裙座上段5的外侧的宽阔环境下，清理下部角焊缝4的焊根，使清理焊根工作更为方便。清理焊根时，将焊丝3连同焊根一起清除掉，表面进行无损检测。

下部折角54的下部为裙座上段的筒节55，该筒节下端开环向焊缝坡口与相邻的裙座筒节6焊接。该环向焊缝7可用同材质的垫板8，焊后清除掉，如可能亦可用其他双面焊接形式。最后焊接上部角焊缝2。

Claims (5)

1.一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，包括封头(1)、上部角焊缝(2)、焊丝(3)、下部角焊缝(4)、裙座上段(5)、裙座筒节(6)、环向焊缝(7)、垫板(8)，其特征在于：封头(1)与裙座上段(5)之间有焊丝(3)、上部角焊缝(2)、下部角焊缝(4)。

2.根据权利要求1所述的一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，其特征在于：裙座上段(5)底部的上段筒节(55)与相邻的裙座筒节(6)之间设有环向垫板(8)。

3.根据权利要求1所述的一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，其特征在于：裙座上段(5)包括上部短边(51)、上部折角(52)、斜边(53)、下部折角(54)、上段筒节(55)，上部短边(51)、上部折角(52)、斜边(53)、下部折角(54)、上段筒节(55)依次连贯为一体，裙座上段(5)为环状，裙座上段(5)有两个向裙座轴心方向弯曲的折角，上部折角(52)呈90度，向内侧弯曲的上部短边(51)的外表面与上部折角(52)的弧形外表面，为上部角焊缝(2)的底部，上部短边(51)内侧边缘开焊缝坡口，即下部角焊缝(4)的坡口；上部折角(52)与下部折角(54)之间形成斜边(53)，该斜边(53)与裙座轴线成15度，即裙座上段的异径段；弧形件成型后，组焊成环状的裙座上段(5)。

4.根据权利要求1所述的一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，其特征在于：封头(1)与裙座上段(5)的焊接焊缝，是由上部角焊缝(2)和下部角焊缝(4)所组成。

5.根据权利要求1所述的一种大型容器底封头与裙座的焊接构件，其特征在于：下部折角(54)的下部为裙座上段的筒节(55)，该筒节下端开环向焊缝坡口与相邻的裙座筒节(6)焊接。