用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构制造技术

本发明专利技术涉及一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，用于接合管状的第一焊接件(1)和管状的第二焊接件(3)，所述焊接结构包括：堆焊层(2)，设置于第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的内表面；过渡层(5)，覆盖于第一焊接件(1)的端部；焊缝(4)，形成于过渡层(5)与第二焊接件(3)的端部之间，且焊缝(4)的剖面为扇形，扇形圆心角朝向第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的外部；根部间隙(6)，被堆焊层(2)、过渡层(5)、焊缝(4)和第二焊接件(3)的端部包围。该焊接结构能够有效隔离焊缝与腐蚀介质，而且可无需清根或清根量很小。

Welding structure of different material for composite plate pressure vessel

The invention relates to a structure for welding of dissimilar materials composite plate for pressure vessel, for engaging the first tubular welding welding parts (1) and second (3) of the tubular, the welding structure includes the surfacing layer (2) is arranged on the first, welding parts and welding parts (1) second (3) the inner surface of the transition layer; (5), covers the first welding part (1) of the weld end; (4), formed in the transition layer (5) and second (3) between the welding end and weld (4) profile into a sector central angle toward the first welding (1) and second (3) of the external welding; root gap (6), (2) are surfacing layer and transition layer (5), (4) and second seam welding parts (3) by the end of. The welding structure can effectively isolate the weld and corrosion medium, and it can not have a very small amount of root or root clearance.

【技术实现步骤摘要】
用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构
本专利技术涉及石油化工、煤化工等应用的压力容器焊接领域，特别涉及一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构。
技术介绍
随着国内加工的高硫和高酸原油越来越多，以及对清洁能源的需求越来越大，炼油和煤化工装置大量上马。这些装置的特点之一是脱硫后形成大量硫化氢(H2S)，因此在一些部位形成低温H2S腐蚀环境。为了克服这种腐蚀，需要采用复合板制造压力容器。复合板压力容器的壳体基层采用低合金钢和碳钢，用来承压，覆层采用不锈钢，用来接触腐蚀介质。在复合板压力容器上封头顶部和下封头底部，一般设置介质入口和介质出口。图1示出了复合板压力容器下封头13处的剖视图，如图1所示，在下封头13的介质出口处的壳体上焊接一水平短管，然后再焊接一弯管和竖直管伸出容器裙座11。介质出口的直径一般比较小，无法采用复合板制造弯管，只能采用不锈钢无缝钢管制造弯管，水平短管则采用低合金钢和碳钢钢管或锻件，这样在水平短管与弯管连接处就存在异种材料焊接问题，附图标记12指示了焊接部位。众所周知，低温H2S腐蚀为电化学腐蚀，低合金钢和碳钢与不锈钢焊接以后，如果不进行任何处理，两种钢材之间将存在很大电位差，会加剧腐蚀。目前只是将两个焊接件采用焊材焊接在一起，没有采取隔离措施，发生了很多由于电化学腐蚀造成的腐蚀泄露情况，因此期待一种能够隔离腐蚀介质的焊接结构。专利CN101890562B公开了一种接管安全端异种金属焊接工艺，其采用过渡层和焊面层。该方案的缺点在于焊接时将耐蚀层和承压焊缝混在一起，可能对耐蚀层造成不利影响。此外，采用该结构焊接时必须进行清根处理，否则很难焊透。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，其能够隔离焊缝与腐蚀介质。本专利技术采用以下解决方案：一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，用于接合管状的第一焊接件和管状的第二焊接件，其特征在于，所述焊接结构包括：堆焊层，设置于所述第一焊接件和第二焊接件的内表面；过渡层，覆盖于所述第一焊接件的端部；焊缝，形成于所述过渡层与所述第二焊接件的端部之间，且所述焊缝的剖面为扇形，扇形圆心角朝向所述第一焊接件和第二焊接件的外部；根部间隙，被所述堆焊层、过渡层、焊缝和所述第二焊接件的端部包围。优选地，所述堆焊层的厚度为4-6mm。优选地，所述过渡层的厚度为4-8mm。优选地，所述根部间隙的宽度b为1-2mm，高度p为1-2mm。优选地，所述第一焊接件由碳钢或低合金钢制成，所述第二焊接件由不锈钢或耐蚀合金制成。优选地，根据所述第一焊接件和第二焊接件的材料选择所述过渡层、堆焊层和焊缝的材料。优选地，所述焊缝的材料与所述第二焊接件的材料相同。优选地，所述堆焊层的端部与所述第二焊接件之间形成圆弧过渡。优选地，所述堆焊层的端部与所述第二焊接件之间形成斜边过渡。优选地，所述焊缝的扇形圆心角为55-70°。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于能够有效地隔离焊缝与焊接件内流动的腐蚀介质，而且分离承压焊缝与耐蚀堆焊层。应用本专利技术的焊接结构，可无需清根或清根量很小。附图说明通过结合附图对示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在示例性实施例中，相同的附图标记通常代表相同部件。图1示出现有的复合板压力容器下封头处的剖视图；图2示出根据示例性实施例的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构的剖视图。主要附图标记说明：11：裙座，12：焊接部位，13：下封头；1：第一焊接件，2：堆焊层，3：第二焊接件，4：焊缝，5：过渡层，6：根部间隙，7-圆弧过渡。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的优选实施例。虽然附图中显示了本专利技术的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本专利技术更加透彻和完整，并且能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。图2示出根据示例性实施例的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构的剖视图。根据示例性实施例的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，用于接合管状的第一焊接件1和管状的第二焊接件3。该焊接结构包括：堆焊层2，设置于第一焊接件1和第二焊接件3的内表面；过渡层5，覆盖于第一焊接件1的端部；焊缝4，形成于过渡层5与第二焊接件3的端部之间，且焊缝4的剖面为扇形，扇形圆心角朝向第一焊接件1和第二焊接件3的外部；根部间隙6，被堆焊层2、过渡层5、焊缝4和第二焊接件3的端部包围。焊接时，管状的第一焊接件1和管状的第二焊接件3的内径对齐，根据示例性实施例的异种材料焊接结构通过焊接接合第一焊接件1和第二焊接件3。根据示例性实施例的异种材料焊接结构设置堆焊层2，能够有效地隔离焊缝4与焊接件内部流动的腐蚀介质，而且通过根部间隙6可分离承压焊缝4与耐蚀堆焊层2。根部间隙6的设置，减少了耐蚀堆焊层2实施前的焊缝清理工作，也尽可能减少了耐蚀堆焊层2的焊接工作量。采用根据示例性实施例的异种材料焊接结构，只要焊接方法得当，例如采用氩弧焊打底，则无需清根或清根量很小。而且该焊接结构适应于焊接多种材料的焊接件，如耐蚀合金等。作为优选方案，第一焊接件1一般为碳钢、低合金钢等；第二焊接件3一般为不锈钢，例如304、304、316、316L、317、317L、321、347等，或者耐蚀合金，例如合金825、合金625、合金904L、合金6Mo钢(例如S31254、N08367)等。作为优选方案，可以根据焊接件的材料组合为过渡层5、堆焊层2和焊缝4选择不同的焊材。优选地，在选择过渡层材料时主要考虑合金稀释问题，因此过渡层5的材料可以是E309L、E309MoL、E309NbL、合金625、合金904L等。作为优选方案，焊缝4的材料与第二焊接件3的材料相同。由于过渡层5一般是合金成分较高的材料，为了在实施时使过渡层5逐渐稀释到与第二焊接件3相似的成分，需要为过渡层5选择合适的厚度。作为优选方案，过渡层5的厚度一般为4-8mm。类似地，堆焊层2的厚度一般为4-6mm。作为优选方案，根部间隙6的宽度b一般为1-2mm，根部间隙6的高度p一般为1-2mm。根部间隙6的宽度和高度不宜太大，宽度和高度太大会使得坡口焊接量增大，也使得焊后清根变得困难。1-2mm的宽度和高度既能保证焊透，又使得坡口焊接量减少，也有利于焊后清根。作为优选方案，堆焊层2的端部与第二焊接件3之间形成圆弧过渡7，或者堆焊层2的端部与第二焊接件3之间形成斜边过渡，以减小实施堆焊时，由于热输入量大而引起的堆焊层2与第二焊接件3之间的焊接应力。或者，堆焊层2的端部与第二焊接件3之间也可以形成直边过渡。作为优选方案，焊缝4的扇形圆心角为55-70°。作为优选方案，堆焊层2位于第二焊接件3的内表面上的端部与第一焊接件1的端部之间的距离为10mm。上述技术方案只是本专利技术的一种实施例，对于本领域内的技术人员而言，在本专利技术公开的原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本专利技术上述具体实施例的描述，因此前面的描述只是优选的，而并不具有限制性的意义。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，用于接合管状的第一焊接件(1)和管状的第二焊接件(3)，其特征在于，所述焊接结构包括：堆焊层(2)，设置于所述第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的内表面；过渡层(5)，覆盖于所述第一焊接件(1)的端部；焊缝(4)，形成于所述过渡层(5)与所述第二焊接件(3)的端部之间，且所述焊缝(4)的剖面为扇形，扇形圆心角朝向所述第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的外部；根部间隙(6)，被所述堆焊层(2)、过渡层(5)、焊缝(4)和所述第二焊接件(3)的端部包围。

【技术特征摘要】
1.一种用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，用于接合管状的第一焊接件(1)和管状的第二焊接件(3)，其特征在于，所述焊接结构包括：堆焊层(2)，设置于所述第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的内表面；过渡层(5)，覆盖于所述第一焊接件(1)的端部；焊缝(4)，形成于所述过渡层(5)与所述第二焊接件(3)的端部之间，且所述焊缝(4)的剖面为扇形，扇形圆心角朝向所述第一焊接件(1)和第二焊接件(3)的外部；根部间隙(6)，被所述堆焊层(2)、过渡层(5)、焊缝(4)和所述第二焊接件(3)的端部包围。2.根据权利要求1所述的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，其特征在于，所述堆焊层(2)的厚度为4-6mm。3.根据权利要求1所述的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，其特征在于，所述过渡层(5)的厚度为4-8mm。4.根据权利要求1所述的用于复合板制压力容器的异种材料焊接结构，其特征在于，所述根部间隙(6)的宽度b为1-2mm，高度p为1-2mm。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：王金光，
申请(专利权)人：中国石化工程建设有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11