压力容器焊缝应尽量远离应力集中处

编辑：admin　    时间：2009-12-23    23:08:42 　来自：压力容器网

国内外多次脆性断裂和疲劳断裂的破坏事例已经证实，焊缝及其热影响区往往是这两类断裂的起源，因此，在压力容器结构设计中，不仅要尽量设法减少焊接结构本身的应力集中，还要注意使焊缝尽量远离其它应力集中的区域，以避免焊缝本身和其它部位的应力集中相互叠加，造成更为复杂、恶劣的应力状态，从而危及压力容器的安全。

现举例说明，一台800mm的液氨分离器，将平盖用角焊缝焊在接管上。如图1（a）所示，由于角焊缝处于形状突变部位，两部分应力集中相互叠加，使得整个平盖沿角焊缝全部裂开。后来改为图1（b）所示的对接接头的顶盖，由于对接焊缝的受力优于原先的角接焊缝，并且避开了拐角的最大应力集中处，所以，以后就没有再出现过类似的破坏，即使在分离器进行爆破试验时，平盖与接管的连接焊缝也未发生过破裂。

图1 焊缝部位的选择

由于焊缝部位往往是高应力区，焊缝重叠或相距太近会发生有害的影响，所以各焊缝间必须保持一定的距离。焊缝应尽量远离应力集中部位，为了满足这一要求，在压力容器结构设计中应注意下述几点：

1、在筒体和封头上开孔时，开孔应尽量避开焊缝，孔边缘与焊缝的距离，应大于筒体或封头壁厚的3倍，且不小于100 mm；

2、支座及其它附件尽量不要焊在容器的焊缝上，如立式设备的裙式支座与封头搭接时，搭接部位应位于封头的直边段，此搭接焊缝至封头与圆筒连接的环向连接焊缝距离不应小于 1.7倍筒体壁厚；

3、当封头与法兰直接连接时，为了减少过渡部分的局部应力叠加在封头和法兰的连接环缝上。其直边应满足图2要求，如标准封头不能满足此要求时，可采取：（A）增加直边的高度，但最大不得大于标准封头直边高度的1.5倍（非标准的直边角度值在设计图样的明细表中注明）；（B）在封头与法兰之间增加短节。

图2 封头与法兰的连接