焊接管道接頭類別和受力基本概念

　　鍋爐及壓力容器的結(jié)構(gòu)形式各種各樣，有塔、換熱器、儲罐、管道和鍋爐筒體等。大多數(shù)是各種圓錐形封頭、接管和管接頭等組成。也就是這些受壓部件基本的形狀是圓柱體，其焊接接縫分成A、B、C、D四類，鍋爐及壓力容器焊接接頭形式。

　　① A類接頭 是筒體縱縫的對接接頭。為什么把縱縫列為A類接頭呢？因為其所受的工件應(yīng)力比B類接頭高一倍，也就是說筒體縱縫應(yīng)力是環(huán)繞應(yīng)力的一倍。

　　在壓力容器爆破試驗中，裂口一般均在縱縫上。有時聽到媒體報道某水管爆裂、某油管爆裂，問題多半發(fā)生在縱縫。

　?、?B類接頭 如筒體環(huán)縫等。A類接頭和B類接頭都是鍋爐、壓力容器、壓力管道中的重要焊道。

　?、?C類接頭 為角接頭。如法蘭與管道，管子與管板等角焊縫。對于高壓容器焊縫要求全焊透。作為管道按圖紙設(shè)計要求而定。

　　④ D類接頭 主管道與支管、與人孔管接的相貫焊縫，處于應(yīng)力集中部位，彈性應(yīng)力集中系數(shù)大致在1.5～2.5范圍內(nèi)，焊縫在較高應(yīng)力狀態(tài)下工作。同時，焊接時剛性拘束較大，容易產(chǎn)生缺陷。因此D類接頭是鍋爐、壓力容器、壓力管道中的重要焊縫。

　　隨著科技與信息化的發(fā)展，管道建設(shè)逐漸向數(shù)字化、信息化、智能化、效能化邁進。管道局要啟動的項目將大規(guī)模采用全自動焊技術(shù)。

　　影響管道焊接的質(zhì)量因素

　　由國內(nèi)外發(fā)生的管道破壞事故的分析結(jié)果可知，其破壞形式為脆性破裂（即破裂般沒有明顯的塑性變形），破裂通常由低周疲勞、應(yīng)力腐蝕和蠕變等原因所引起。這些破壞事故與結(jié)構(gòu)設(shè)計、焊接質(zhì)量、探傷技術(shù)和操作有很大關(guān)系。

　　一般來說，多數(shù)結(jié)構(gòu)的破斷，往往集中于應(yīng)力、局部應(yīng)力和拉伸殘余應(yīng)力較高的焊接接頭區(qū)的缺陷外，其原因如下。

　?、?焊接缺陷，特別是未焊透。例如某圓柱形管道鋼梁，現(xiàn)場裝焊時人無法進去雙面焊，只得在管子內(nèi)襯墊板單面焊。以下三種情況均無法全焊透：不開坡口，手工電弧焊縫無法達到要求；雖然開了坡口，但不到位，角度太小、太淺，無法熔透；坡口符合要求，但根部間隙太小，無法熔透。表面質(zhì)量很好，實際上50%深度是虛焊。

　　② 責任性不強，素質(zhì)不高。工廠內(nèi)有這么一條規(guī)章制度，也是一條工藝紀律。即施工前對上道工序?qū)嵭袡z驗，若不合格，返修且合格后才能進行下道工序。如果發(fā)現(xiàn)坡口間隙不合格，不能擅自焊接。若這樣做，可以避免事故。

　　③ 雖然終焊接接頭質(zhì)量可以用射線探傷，把住質(zhì)量關(guān)，探傷儀是科學的、不會作假，可是探傷的部位是人選的，值得指出的是，往往因疏忽大意，探傷時的誤探和漏探是十分有害的，誤探導致不必要的返修，影響焊接接頭的性能；漏檢則意味著可能使超標缺陷留存于焊接接頭中，成為導致結(jié)構(gòu)破壞的潛在危險因素。產(chǎn)品質(zhì)量檢驗隊伍中，有一大批忠于職守、認真負責、大公無私的人員，在焊縫的重要部位劃出要探測檢查的標記，嚴格把關(guān)。但也有個別的人事先摸透了檢測人員的意圖，知道某部位要探測，該部位焊接特別好，一次拍片合格率很高?？墒?，其他未探測部位是否有隱患呢？所以，除了對探傷設(shè)備及靈敏度和可靠性重視外，還加強對檢驗探傷人員培訓，以便從探傷把關(guān)，控制和確保壓力管道的制造質(zhì)量。

　?、?把握住主體和附件的質(zhì)量關(guān)系。壓力容器（含壓力管道）的焊縫固然重要，可是附件的焊縫也不能疏忽，有時往往從附件引發(fā)到主體的損壞。有批液氮鋼瓶，主焊縫焊得很好，全部達到要求。業(yè)主提出為了平時滾動方便，要在筒體上焊兩道扁鋼，以便套上橡膠圈。扁鋼是附件，可是由于扁鐵箍的接頭沒有焊牢，僅焊了一些點焊。在日常滾動運行時（由于充氣時筒體膨脹，無負載時筒體收縮），該扁鋼的裂縫引發(fā)到筒體上出現(xiàn)裂縫。聯(lián)想到有些內(nèi)部襯墊板的筒體，墊板接頭沒焊牢，也出現(xiàn)類似問題?？梢姼郊目p缺陷會引發(fā)到主體上去，這是引起注意的。缺陷的存在、性能的下降、應(yīng)力水平的提高是焊接接頭區(qū)成為結(jié)構(gòu)中薄弱環(huán)節(jié)的三大要素。因此從一條焊縫接頭的質(zhì)量反映了壓力容器、壓力管道的制造質(zhì)量，并直接影響到結(jié)構(gòu)的使用安全性。