[發明專利]一種高壓容器底封頭與裙座的焊接方法及其焊接件

無效

• 申請號: 00136871.0
• 申請日: 2000-12-29
• 公開（公告）號: CN1360991A
• 公開（公告）日: 2002-07-31
• 發明（設計）人: 齊樹柏;溫凱
• 申請（專利權）人: 中國石油化工集團公司;中國石油化工集團公司經濟技術研究院
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所
• 代理人: 韋慶文

本發明涉及石油化工及其它設備中的金屬焊接領域，特別是涉及一種高壓容器底封頭與裙座的焊接方法及其焊接件。

在石油化工生產過程中有很多產品的生產需要在高溫和高壓條件下進行，因此，高壓容器是經常要應用的一種石油化工設備。由于高壓容器底封頭與裙座的焊接要求徹底清根，因此它歷來是一項投入成本高、加工過程長、技術難度大的復雜工藝過程。目前，在現有技術中最經常使用的主要有以下方法。

第一種方法是類似我國某些煉油廠從國外進口的脫蠟反應器所采取的方法。其過程大致包括：1.先在高壓容器底封頭的設計部位堆焊上一圈直徑由上至下逐漸加大的環狀凸臺；2.然后將環狀凸臺的下部加工出適于與裙座焊接的，下部邊緣帶坡口的環形筒體。此外，裙座與凸臺焊接的上部邊緣也加工出坡口，上述的兩個坡口對接后形成V形坡口；3.最后焊接該坡口處的環向焊縫。由此可見，這種焊接方法不僅成本高、浪費大、焊接過程長、工作量大，尤其是單面焊接方法背面無法清根。這本身就違反了高壓容器設計原則，因此國內的設計單位都不采用這種方法。

第二種方法是我國某一些煉油廠由國外進口的板焊結構加氫反應器所采取的方法。其作法是：1、首先預制一個約6毫米厚的臨時環形板，其材質與高壓容器同材質，比如鉻鉬鋼，因此需要專門定貨；2、將焊好臨時環形板的一段裙座筒節插入倒置狀態的高壓容器底封頭的適當位置，然后在預熱狀態下，在界于裙座和高壓容器底封頭之間的臨時環形板上進行環向堆焊；3、焊好后仍然在熱態下將上述的工件整體翻轉回來進行清根，清根時要把整個臨時環形板及其周圍與堆焊層相融合的堆焊層全部清除并打磨干凈，再做磁粉探傷；4、最后焊接上部角焊縫，從而將裙座與高壓容器底封頭焊接在一起。這些過程都是在預熱狀態下進行。由此可見，這種技術的缺點是十分明顯的：1.成本高、浪費大，如鉻鉬鋼臨時環形板需要定貨、加工，最后又全部打磨掉；2.焊接過程長、工作量大、工藝復雜，焊接條件很差，每一次焊接后都要進行大量的熱態清根和磁粉探傷。

第三種方法是與鍛焊結構熱壁加氫反應器基本相同。它首先要專門定做一個材質與高壓容器相同的且內徑遠小于高壓容器內徑、外徑大于高壓容器外徑的筒形鍛件，然后用這個筒形鍛件加工成高壓容器的一段，這一段包括高壓容器的部分筒體和部分底封頭，在這段底封頭外側有用于與裙座對接的環形筒體。為了制備高壓容器的這“一段”，所定做的鍛件，除了上述的“內徑小于高壓容器內徑同時外徑大于高壓容器外徑”之外，其上下里外還要多留出30毫米左右的機加工裕量，同時為了滿足產品性能測試取試樣的要求，環形鍛件的整體厚度(即軸向高度)要增加約250毫米。由此可見，這種方法雖然可行，但是其缺點也是十分顯著的：1.大大增加了鍛件的重量、增加了機加工工作量，使鍛件的利用率僅有20％(即環形件的成品率為20％左右)；2.特別是對于某些鉻鉬鋼容器的該鍛件，除了一般的性能測試外，為了做步冷試驗就要制備48個夏比沖擊試樣，可見工作量之大。總之，這種方法成本高效率低、耗材多、加工過程復雜。

本發明的目的就是為了既能克服或減輕上述的現有技術的缺陷和不足，還能滿足焊縫徹底清根的要求，提供一種高壓容器底封頭與裙座的焊接方法及其專用的焊接件。本發明的高壓容器底封頭與裙座的焊接方法及其專用的焊接件，有效地克服了上述的現有技術方法的成本高效率低、耗材多浪費大、加工過程復雜、加工難度大等等缺點，為高壓容器底封頭與裙座的焊接開辟了一條嶄新的途徑。

本發明的高壓容器底封頭與裙座的焊接方法是這樣實現的：

本發明之一是一種高壓容器底封頭與裙座的焊接方法，它包括如下步驟：

A?預制一個與高壓容器底封頭材質相同的內伸翹角環形件作為底封頭與裙座連接的中間焊接件，所述的內伸翹角環形件，由縱截面類似形的主體和自主體上端內側向環形件中心伸出的環形上翹角及沿主體下端內側向下伸出的擋環構成；

B?將上述內伸翹角環形件倒置，套在倒置狀態的高壓容器底封頭的設計位置上。在倒置狀態下焊接上翹角和底封頭之間的一圈環向下部角焊縫，焊后整體翻轉回來再進行清根，清根時將焊根連同上翹角以及與焊根相融合的底封頭表面層一起徹底清除；

C?清根后焊接主體上端和底封頭之間的一圈環向上部角焊縫；

D?用與上述的底封頭材質相匹配的鋼板，預制一段直徑與主體相適應的裙座，將裙座套在主體下端內側向下伸出的擋環上，兩者之間形成內窄外寬的坡口，然后焊接該坡口處的環向焊縫，焊后進行清根，清根時將焊根連同擋環一起徹底清除。