[钢制压力容器焊接接头系数φ的确定]焊接接头系数

　　摘 要:本文通过归纳、分析钢制压力容器设计计算中焊接接头系数φ与对接接头的焊缝形式、无损检测的长度比例等的关系，以及对标准、规范中相关规定的进一步释义，详解焊接接头系数φ的确定。
　　关键词:钢制压力容器 焊接接头系数 对接接头 焊缝形式 无损检测
　　中图分类号:TG441 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)05(a)-0092-01
　　许久以来，设计(校审)人员(下文简称设计人员)在钢制压力容器焊接接头系数φ的确定问题上一直争论不休，一些论坛上关于这方面的讨论比比皆是。本文主要根据TSG R0004-2009《固定式压力容器安全技术监察规程》[1](下文简称《容规》)、GB150.1～150.4-2011《压力容器》[合订本][2](下文简称GB150)等标准、规范的规定，分析钢制压力容器设计中φ的确定因素与确定(选取)。
　　1 焊接接头系数的确定因素
　　焊接接头系数φ的确定因素有明文规定的，也有引申的，然而都不可忽略。
　　1.1 确定因素
　　GB150中4.5.2.1:“焊接接头系数应根据对接接头的焊缝形式和无损检测的长度比例确定”。此规定明确了焊接接头系数φ的确定因素是“对接接头”的“焊缝形式”和“无损检测的长度比例”。
　　1.1.1 对接接头
　　钢制压力容器焊接接头分类示意图见图1。
　　从而确定:跟φ有关的是A、B类对接接头。GB150中的公式是根据周向一次薄膜应力的强度导出，所以与之对应的A类焊缝的焊接接头系数φ才是计算参数。但是为了保证受压元件的强度与安全，要求A、B类接头的焊接接头系数一致，如果由于各种原因不能达到时，应对B类焊缝的质量加以控制，如GB150中10.3.4:“对容器直径不超800mm的圆筒与封头的最后一道环向封闭焊缝，当采用不带垫板的单面焊对接接头，且无法进行射线或超声检测时，允许不进行检测，但需采用气体保护焊打底”。
　　1.1.2 对接接头的焊缝形式
　　焊制的钢制压力容器，受压元件的对接接头首。
　　选双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透接头(下文简称全焊透)，然而在制造无法实现的情况下，采用非全焊透的单面焊对接接头(沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板)(下文简称非全焊透)。
　　1.1.3 无损检测的长度比例
　　A、B类对接接头的无损检测的长度比例一般分为全部(100%)和局部(碳钢和低合金钢低温容器≥50%，其它容器可以是≥50%)两种。无损检测长度比例的规定主要有以下三点。
　　(1)全部(100%)射线或超声检测。
　　①按GB150中10.3.1规定。
　　②按照分析设计标准制造的压力容器。
　　③按GB150中12.5.1。
　　(2)局部射线或超声检测按GB150中10.3.2。
　　(3)组合检测按《容规》中4.5.3.2.2(5)。
　　1.2 引申的确定因素
　　钢制压力容器的结构、特殊要求与检测质量的合格级别也是焊接接头系数φ的确定因素，标准、规范有相关规定间接表明了这一论断。举例如下。
　　(1)结构—— 容器本身筒节为无缝管、封头为整板制作的情况，则不存在A焊缝，则φ=1.0。
　　(2)特殊要求—— GB150中10.3.1的c项:“焊接接头系数取1.0的压力容器”须全部(100%)射线或超声检测，表明在容器特殊要求(如考虑经济性)的情况下，可取φ=1.0。
　　(3)无损检测的合格级别—— 检测质量分级见JB/T4730.1～4730.6-2005《承压设备无损检测》[3]，但没有规定检测长度比例和合格级别是唯一的对应关系，例如100%射线检测的合格级别不一定是Ⅱ级。在实际应用中，常见的射线(RT)、超声(UT)无损检测的合格级别、焊接接头系数φ的对应关系见表1。
　　2 焊接接头系数的确定(选取)
　　综合以上几个确定因素并结合标准、规范中的规定便可确定(选取)焊接接头系数φ，详见表1。
　　3 结语
　　综合上述，钢制压力容器设计中焊接接头系数φ的确定因素必须一一考虑，做到设计中结合制造、检验满足的条件，这样才能正确取值，才能确保设备的安全性、合理性与经济性。
　　参考文献
　　[1] TSG R0004-2009,固定式压力容器安全技术监察规程(第2版)[S].北京:新华出版社,2010,12.
　　[2] GB150.1～150.4-2011,压力容器[合订本](第1版)[S].北京:中国标准出版社,2012,2.
　　[3] JB/T4730.1～4730.6-2005,承压设备无损检测(第1版)[S].北京:新华出版社,2005,10.