超大型容器牛眼式局部焊后热处理模拟分析与工程应用
2021-05-21晏桂珍蒋文春王成才马淋淋
晏桂珍,蒋文春,罗 云,王成才,高 腾,马淋淋,李 银
(1.山东核电设备制造有限公司,山东烟台 265118;2.山东省核电设备工程技术研究中心,山东烟台 265118;3.烟台市核电设备工程技术研究中心,山东烟台 265118;4.中国石油大学(华东) 新能源学院,山东青岛 266580)
0 引言
焊后热处理是压力容器制造的一道重要工序,其具有松弛焊接残余应力、稳定结构的形状和尺寸、改善母材和焊接接头的性能、提高抗应力腐蚀的能力的作用[1-4]。焊后热处理有炉内加热整体热处理、炉内加热分段热处理、容器内部加热整体热处理和筒体整圈加热局部热处理4种方式。为了实现焊后热处理整体性、一次性和终结性等功能特点[5-6],工程应用优选整体加热焊后热处理[6-9]。
某项目超大型压力容器内直径约43 m,高度超过60 m,采用模块化分段拼装,然后整体吊装就位焊接完成。依据设计规范,该压力容器筒体与插入板之间的焊缝需要进行焊后热处理。筒体段组焊阶段是一个两端开口、直径达43 m的薄壁圆筒,若进行炉内整体或分段热处理,需要建造大型专用热处理炉,成本太高且对工期进度影响较大;各分段就位形成封闭容器后,内部安装了大量的主系统与设备,也不能采用自身炉膛内部加热的方式进行整体热处理。因此,采用局部电加热的方式进行焊后热处理是相对可行的方法。
对于压力容器局部焊后热处理,ASME Bolier& Pressure Vessel Code Section Ⅲ和GB 150.4—2011《压力容器》规定筒体局部热处理时应沿容器的整个圆周形成一个环形加热带。以筒体上P03插入板为例,其外直径达4.2 m,若采用整个筒体环形加热带的方法,所需加热面积为1 284 m2,加热电能需求为5.8万kW,施工操作性较差,现场难以实现[10-16]。……
