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4.5.2 焊接接头系数4.5.2 焊接接头系数φ应根据对接接头地焊缝形式及无损检测地长度比例确定.4.5.2 钢制压力容器地焊接接头系数规定如下：）双面焊对接接头和相当于双面焊地全焊透对接接头）全部无损检测，取φ；）局部无损检测，取φ.）单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属地垫板））全部无损检测，取φ；）局部无损检测，取φ.4.5.2 其他金属材料地焊接接头系数按相应引用标准地规定.采用分析法计算开孔补强时，∅也应该去.10.3.1 全部()射线或超声检测凡符合下列条件之一地容器及受压元件，需采用设计文件规定地方法，对其类和类焊接接头，进行全部射线或超声检测：资料个人收集整理，勿做商业用途）设计压力大于或等于地第Ⅲ类容器；）采用气压或气液组合耐压试验地容器；）焊接接头系数取地容器；）使用后无法进行内部检验容器；）盛装毒性为极度或高度危害介质地容器；）设计温度低于－40℃地或者焊接接头厚度大于25mm 低温容器；）奥氏体型不锈钢、碳素钢、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于30mm 者；）、、及其配套锻件地焊接接头厚度大于20mm者；资料个人收集整理，勿做商业用途）、、、奥氏体—铁素体型不锈钢及其配套锻件地焊接接头厚度大于16mm者；资料个人收集整理，勿做商业用途）铁素体型不锈钢、其他低合金钢制容器；）标准抗拉强度下限值≥地低合金钢制容器；）图样规定须检测地容器.注：上述容器中公称直径≥250mm地接管与接管对接接头、接管与高颈法兰对接接头地检测要求与类和类焊接接头相同.资料个人收集整理，勿做商业用途固定式压力容器安全技术监察规程4.5.3 全部射线检测或者超声检测符合下列情况之一地压力容器、类对接接头（压力容器、类对接接头地划分按照地规定），依据本规程4.5.3第（）项地方法进行全部无损检测：资料个人收集整理，勿做商业用途设计压力大于或者等于地第Ⅲ类压力容器；按照分析设计标准制造地压力容器；采用气压试验或者气液组合压力试验地压力容器；焊接接头系数取地压力容器或者使用后需要但是无法进行内部检验地压力容器；标准抗拉强度下限值大于或者等于地低合金钢制压力容器，厚度大于20mm时，其对接接头还应当采用本规程4.5.3第（）项所规定地与原无损检测方法不同地检测方法进行局部检测，该局部检测应当包括所有地焊缝交叉部位；资料个人收集整理，勿做商业用途设计图样和本规程引用标准要求时.4.5.3 无损检测方法地选择()压力容器地对接接头应当采用射线检测或者超声检测，超声检测包括衍射时差法超声检测（）、可记录地脉冲反射法超声检测和不可记录地脉冲反射法超声检测；当采用不可记录地脉冲反射法超声检测时，应当采用射线检测或者衍射时差法超声检测做为附加局部检测；资料个人收集整理，勿做商业用途管壳式换热器焊接接头系数3.16.1 钢制换热器焊接接头系数φ按表选取沿焊接接头根部全长有紧贴基本金属地垫板时，其焊接接头系数φ.资料个人收集整理，勿做商业用途3.16.2 铝、铜、钛及其合金地焊接接头系数按附录（标准地附录）地规定.压力容器设计工程师培训教程焊接接头系数4.11.1 焊接接头系数地基本规定焊接接头系数φ是指对接接头强度与母材强度之比值.用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱地程度，是焊接接头力学性能地综合反映.资料个人收集整理，勿做商业用途4.11.2 焊接接头系数选取地基本要求焊接接头系数地选取与接头地焊接工艺特点、无损检测比例和对容器地要求相关.主要有一下几个问题：（）当纵向接头与环向接头地结构、无损检测比例不一致时，如纵向接头采用双面焊、或，而环向接头为加垫板地单面焊且无法进行或检测时，在容器地设计计算中应正确采用焊接接头系数.资料个人收集整理，勿做商业用途内压圆筒厚度计算公式是根据圆筒中周向总体（一次）薄膜应力地强度导出，所以与之对应地焊接接头系数应为圆筒地纵向焊接接头系数.在圆筒环向接头地极小断面中同样也存在着环向（周向）薄膜应力，另外尽管环向接头在圆筒轴向地应力仅有环向应力地一半，但是作为一台完整地压力容器，为确保这个圆筒地强度与安全，一般应要求环向接头与纵向接头具有同样地质量水平，即要求具有同样地焊接接头系数.若存在制造上地困难，可按中10.8.2执行.此时环向接头地质量（焊接接头系数）虽然可能与纵向接头地质量（焊接接头系数）不完全相同，但计算圆筒厚度时，仍取纵向接头地焊接接头系数.此时设计者应规定对该焊接接头地技术要求，以提醒制造厂用焊接工艺措施来保证焊接质量.资料个人收集整理，勿做商业用途中10.8.2抄录如下：“对容器直径不超过800mm地圆筒与封头地最后一道环向封闭焊缝，当采用不带垫板地单面焊对接接头，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.资料个人收集整理，勿做商业用途（）封头拼接接头地封头系数.中10.8.2规定封头拼接接头应进行或检测，但未规定封头拼接接头地接头系数如何选取.封头拼接接头地无损检测要求主要是针对封头成形时变形较大，缺陷容易扩展而提出地，与封头厚度无关.因此，尽管封头拼接接头要求或检测，但这种检测仍然只是对整台容器检测地一部分，其合格指标仍按照对容器整台要求地合格指标而确定.因此，封头拼接接头地焊接接头系数一般取压力容器地纵向接头焊接接头系数.资料个人收集整理，勿做商业用途对整张钢板压制地小直径封头，由于不存在焊接接头，在厚度计算中当然取φ.。
钢制压力容器焊接接头系数φ的确定摘要: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)。
压力容器设计校核人员考试试题及答案(Ｃ）单位姓名得分一、填空题:(每题２,共４４分）1、《固定式压力容器安全技术监察规程》规定板厚δ≥1２mm旳碳素钢和低合金钢钢板（不包括多层压力容器旳层板）用于制造压力容器壳体时,凡符合下列条件之一旳,应当逐张进行超声检测:(1)盛装介质毒性程度为极度、高度危害；(2）在湿H2S腐蚀环境中使用；(3)设计压力不小于或者等于10MＰa；(４)引用原则中规定逐张进行超声检测。
钢板超声检测应当按JB/T 473０《承压设备无损检测》旳规定进行,第(１)、第(2)、第(３）款旳钢板,合格等级不低于Ⅱ级，第(4)款旳钢板,合格等级应当符合对应引用原则旳规定。
2、压力容器用灰铸铁,设计压力不不小于0.8ＭPa,设计温度范围为１０-20０℃。
3、压力容器设计单位基于设计条件,应当综合考虑所有有关原因、失效模式和足够旳安全裕量,以保证压力容器具有足够旳强度、刚度、稳定性和抗腐蚀性，同步还应当考虑裙座、支腿、吊耳等与压力容器主体旳焊接接头旳强度规定，保证压力容器在设计寿命内旳安全。
4、对第三类压力容器，设计时应当出具包括重要失效模式和风险控制等内容旳风险评估汇报。
５、简朴压力容器重要受压元件旳壁厚采用试验措施或者计算措施确定。
6、壳体成形后旳实际厚度,奥氏体不锈钢制简朴压力容器不不不小于1 mｍ,碳素钢制简朴压力容器不不不小于 2 mm。
７、D级压力容器设计单位专职设计人员总数一般不得少于5 名，其中审批人员不得少于２名。
8、设计压力指设定旳容器顶部旳最高压力，与对应旳设计温度一起作为设计载荷条件,其值不低于工作压力。
９、在采用钢板制造带颈法兰时,圆环旳对接接头应采用全焊透构造型式，焊后进行热处理及10０% 射线或超声波检测。
1０、压力容器锥体设计时，其大端折边锥壳旳过渡段转角半径ｒ应不不不小于封头大端内直径D i旳10% 、且不不不小于该过渡段厚度旳 3 倍。
１１、确定真空容器旳壳体厚度时,设计压力按外压设计，当装有安全控制装置（真空泄放阀)时，设计压力取 1.25倍最大内外压力差或0.1 MＰa 两者中旳较低值；当没有安全控制装置时，取0．1 ＭPａ。
压力容器设计单位资格考核参考题(附答案)《压力容器设计单位资格考核参考题》一、填空题：1. 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的低压反应容器和储存容器为二类压力容器。
2. 有一只压力容器，其最高工作压力为真空度670mmHg，设计压力为0.15Mpa，其容器类别为类外。
3. 压力容器检验孔的最少数量：300mm＜Di≤500mm 2 手孔;500mm＜Di≤1000mm 1 人孔或 2 手孔;Di>1000mm 1 人孔或 2 手孔。
4. 符合下列条件之一的压力容器可不开设检查孔：1) 筒体内径小于等于 300 mm的压力容器。
2) 压力容器上设有可以拆卸的封头、盖板或其他能够开关的盖子，它的尺寸≥所规定的检查孔尺寸。
3) 无腐蚀或轻微腐蚀，无需做内部检查和清理的压力容器。
4) 制冷装置用压力容器。
5) 换热器。
5. 易燃介质或毒性程度为中度危害介质的中压储存容器其PV乘积≥ 10MPa·m3为三类压力容器。
6. 第二类压力容器中易燃介质的反应压力容器和储存压力容器的对接接头必须进行 100%射线或超声检测。
7. 用于制造压力容器壳体的碳素钢和低合金钢钢板，凡符合下列条件之一，应逐张进行超声检测：1) 盛装毒性程度为极度、高度危害介质的压力容器。
2) 最高工作压力大于等于 10 MPa的压力容器。
3) 盛装介质为液化石油气且硫化氢含量大于 100 mg/L的容器。
8. 压力容器的设计、制造（组焊）、安装、使用、检验、修理和改造均应严格执行《容规》的规定。
9. 常温下盛装混合液化石油气的压力容器(储存容器或移动式压力容器罐体)应进行炉内整体热处理。
10.《容规》适用于同时具备下列条件的压力容器：1)最高工作压力大于等于0.1Mpa(不含液体静压力)；2)内直径(非圆型截面指断面最大尺寸)大于等于 150mm ，且容积(V)大于等于 0.025m3；3)介质为气体、液化气体或最高工作温度高于等于标准沸点的液体。
焊接接头系数焊接接头系数是指对接焊接接头强度与母材强度之比值。
用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。
（实际上焊接接头系数并不真正反映焊缝处材料强度被削弱的程度，而且一个经验数据，表示焊缝质量的可靠程度。
）焊接接头系数的大小与焊缝型式，焊接工艺及焊缝无损检测的严格程度有关。
与美国的ASME Ⅷ-1，日本JISB8241一样，GB150规定，焊接接头系数应根据容器受压元件的焊接接头的焊接工艺特点（焊缝型式——单面焊或双面焊；有或无垫板）以及无损检测抽查率确定，而且只对对接焊缝作了规定，见表1。
表1 焊接接头系数焊接接头系数只为压力容器强度计算所用并应根据焊缝型式和无损探伤检测要求选取，焊缝熔敷金属的强度不应低于强度较低一侧母材的强度下限。
规定的系数值是以焊接接头设计及制造要求符合GB150第十章的规定为前提。
例如：⑴焊缝坡口表面不得有裂纹、分层、夹渣等缺陷；⑵焊前坡口表面及邻近区域应除去油污等；⑶. 控制焊缝对口错边量；⑷不等厚度钢板对接，板厚差超限，单、双面消薄；⑸任何A类焊接接头之间的距离应大于三倍名义厚度，且不小于100mm；⑹焊接接头余高的要求；⑺抗拉强度＞540MPa及Cr-Mo和奥氏体不锈钢制容器及焊缝系数为1的容器，其焊接接头表面不得有咬边；其它容器焊接接头表面咬边深度不得大于0.5mm，其连续长度不得大于100 mm，且两侧咬边总长不得超过该焊缝长度的10%；⑻限制焊接接头返修次数不得超过规定，并保证原有的抗腐蚀性能；⑼. 厚度超限应按规定进行热处理；⑽. 低温容器A类焊接接头如果采用垫板，焊后须去除，B 类焊接接头如受结构的限制，垫板可以不折除；⑾. 低温容器应按焊接工艺严格控制焊接线能量。
焊接接头系数φ是指对应焊接接头强度与母材强度之比值。
用以反映由于焊接材料、焊接缺陷和焊接残余应力等因素使焊接接头强度被削弱的程度，是焊接接头力学性能的综合反映。
压力容器设计中焊接接头系数Υ值的选取李业勤3 尤爱珍 (宜兴市洪流集团公司)(常州化工设备有限公司) 摘 要 对压力容器设计中几处焊接接头系数Υ值的选取,论述了自己的观点。
关键词 压力容器 焊接接头系数 在学习贯彻GB150-1998、GB151-1999以及国家质量技术监督局《压力容器安全技术监察规程》(下简称《容规》)的过程中,有几处焊接接头系数Υ值的选取易引起争议,为此,笔者谈一下自己的看法,供参考。
1 开孔处计算厚度∆计算式中Υ值的选取 GB150-1998中的81511款给出了对内压容器开孔所需补强面积的计算式:A=d∆+2∆∆et(1-f r)(1)式中∆为开孔处计算厚度。
显然,要求取∆值,就必需解决开孔处焊接接头系数Υ值如何选取的问题。
当壳体的焊接接头系数Υ=1时,任意开孔处Υ=1。
若有人提出,当开孔正好在B类焊接接头上,而B类Υ值又不为1,怎么办?笔者认为,由于B类Υ值不会小于015,不会对开孔处Υ值造成影响。
当壳体Υ值小于1时,开孔处Υ如何选取?这个问题比较复杂,现分析如下: (1)开孔处有效补强范围内,计算截面为母材,此时Υ=1。
(2)开孔处有效补强范围内,计算截面穿过B类焊接接头,由于B类Υ值不小于015,故对计算截面(对圆筒体为轴向截面)而言,其Υ值可取1。
(3)开孔处有效补强范围内,计算截面正好穿过A类焊接接头,而A类Υ值又小于1,例如0185等,笔者认为可仍取1。
理由是:根据GB150-1998第10181212c)款以及10181411 b)和10181412b)款,以开孔中心为圆心、115倍开孔直径为半径的圆中所包容的焊接接头应全部检测,射线检测、超声检测合格的级别分别为不低于 级和不低于 级,即与壳体相一致,《容规》亦有同样规定,因此有人认为Υ值应等同于壳体的Υ值。
从合理的角度考虑,Υ值取小于1的值,有一定道理,但是,由于设计人员在进行设计计算时是无法预先知道这一情况的,更何况计算截面正好位于A类焊接接头上的情形十分少,如果连这一比较特殊的情形也要分清Υ=1还是Υ<1,对设计人员而言未免太苛刻了。
焊接接头系数在压力容器设计中的选取
摘要：文章针对压力容器设计计算过程中的焊接接头系数，分析了焊接接头系数的实质，探讨了各种常见结构焊接接头系数的选取。
关键词：压力容器；焊接接头系数；选取
焊接接头是焊接压力容器结构中最重要的连接部位，它是由焊缝区、熔合面、热影响区和基本母材四部分组成。
一般情况下，压力容器的焊接接头采用要求焊接接头的最低抗拉强度应不小于母材的标准抗拉强度的等强度设计原则，但焊接接头在由液态到固态凝固过程中，总是存在着各种裂纹、气孔、夹渣、未焊透、未熔合等焊接缺陷，局部的不均匀冶金过程导致焊接接头内部组织不均匀，这些因素都会影响到焊接接头的强度。
由此可见，焊接接头是压力容器结构中比较薄弱的环节，它的性能将直接影响压力容器的质量和安全。
因此，在压力容器设计计算过程中，引入焊接接头系数φ的概念，定义为焊接接头的强度与母材强度之比，用以反映由于焊接原因使焊接接头强度被削弱的程度。
在压力容器设计过程中，正确地选择焊接接头系数φ，不仅涉及到容器安全性和可靠性，还涉及到容器设计制造过程中的经济性。
文章依据《固定式压力容器安全技术监察规程》、GB150和相关规范标准，以焊制压力容器为讨论对象，探讨压力容器设计过程中如何正确选取焊接接头系数φ。
1焊接接头的分类和焊接接头系数的选取分析
我国在国家标准GB150中对压力容器焊接接头的分类有明确的规定，根据接头的位置和形式，分为A、B、C、D四种类型（如图1所示）。
其中A类主要指圆筒部分的纵向接头，凸形封头的拼焊接头等；B类主要指壳体部分的环向接头；C类包括平盖、管板、法兰与圆筒的非对接接头；D类包括接管、人孔、凸缘、补强圈与圆筒的连接接头。
从JB/T4730《承压设备无损检测》与之对应的无损检测方法来看，对A、B 类接头规定采用射线或超声检测，C、D类接头采用磁粉或渗透检测可知，A、B 类接头应为对接接头，C、D类接头应为角接接头。
而根据规则设计的强度计算一般考虑受压元件承受一次的最大薄膜应力，即起控制作用的一次应力进行设计计算的。
由此可见，用于压力容器受压元件设计计算的焊接接头系数φ选取，是指该容器元件上承受最大应力作用的对接接头，即所谓起控制作用的A、B类焊接接头。
C、D类角接接头仅考虑结构尺寸，以满足焊接接头的强度要求，不使用焊接接头系数。
2焊接接头系数的规定
GB150规定根据压力容器受压元件的对接接头的焊缝型式及无损检测的长度比例确定焊接接头系数φ。
双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头（如氩弧焊打底的单面焊对接接头）：
100%无损检测φ=1.0；
局部无损检测φ=0.85；
单面焊对接接头（沿焊缝根部全长有紧贴基本金属的垫板）：
100%无损检测φ=0.9；
局部无损检测φ=0.8。
3焊接接头系数φ在设计过程中选取
基于上述原则，下面就不同的受压元件强度计算公式中焊接接头系数φ的选取做一一说明。
①内压圆筒体。
= （1）
此公式是根据圆筒体所承受最大薄膜应力-周向应力导出的，因此φ要根据圆筒A类焊接接头选取，取值根据上述GB150焊接接头系数φ的规定。
如果圆筒体为无缝钢管时，则A类焊接接头不存在，φ=1.0。
②内压球壳（或球形封头）。
= （2）
由于球壳的周向和经向应力相等，因此φ要根据球壳的A类拼接焊缝选取，取值则根据封头成形方式分为两种情况：第一种为先分瓣成形再拼焊的封头，取值根据GB150焊接接头系数φ的规定；第二种为先拼焊再成形的封头，根据GB/T25198《压力容器封头》的规定，需要成形后100%的RT或UT无损检测，目的是为了检验封头成形时拼焊接头较大的塑性变形时有无超标缺陷出现，因此焊接接头系数φ的取值和其他主要受压元件如筒体要求一致，以满足容器整体设计“等强度原则”。
③内压椭圆形封头。
= （3）
椭圆形封头的最大应力在顶点或过渡区，因此φ要根据椭圆形封头的A类
拼接焊缝选取，取值同球形封头。
④内压碟形封头。
= （4）
碟形封头的最大应力在过渡区，因此φ的选取同球形封头。
⑤内压无折边球冠形封头。
= （5）
φ的选取同球形封头。
⑥内压锥形封头。
=•（6）
φ要根据锥形封头的A类焊接接头即环向对接接头选取，取值根据GB150焊接接头系数φ的规定。
由于锥形封头又分为无折边锥形封头和折边锥形封头，下面分别论述。
无折边锥形封头需要加强时有如下设计计算公式：
第一，锥形封头大端。
= （7）
此公式是根据锥形封头与圆筒体连接处最大应力-轴向弯曲应力导出的，此时主要承力焊接接头为锥形封头与圆筒体的环向对接接头，因此焊接接头系数φ要根据锥形封头与圆筒体的环向对接接头选取，取值根据GB150焊接接头系数φ的规定。
第二，锥形封头小端。
= （8）
此公式是根据锥形封头与接管连接处最大应力-径向弯曲应力导出的，径向弯曲应力影响到锥形封头的纵向接头、接管的纵向接头、锥形封头与圆筒体的环向对接接头，因此焊接接头系数φ要选取三者各自的焊接接头系数的最小值，取值根据GB150焊接接头系数φ的规定。
折边锥形封头分为两部分：大端过渡区焊接接头系数φ类似于碟形封头的取值；与过渡区连接的锥体焊接接头系数φ按内压锥形封头的取值。
⑦平封头。
=DC• （9）
由于平封头的最大应力根据平封头与筒体连接结构不同在平封头的周边或中心，因此φ要根据平封头的拼接焊缝选取，取值根据GB150焊接接头系数φ的规定。
在这里，所强调的焊接接头系数φ选取仅用于设计计算过程中，这并不意味着我们忽视其他类焊接接头。
对于此方面的内容，相关规范、标准和资料中有大量的规定和论述，就不再赘述。
4结语
综上所述，焊接接头系数φ是为了适应压力容器按规则设计需要而提出的理论系数，它实质代表着对压力容器焊接质量的不信任程度。
因此，就要求我们在压力容器设计过程中，正确理解焊接接头系数φ含义和相关规定，正确取值，这样才能做到既保证容器的安全性，又实现压力容器制造的经济性，实现节能降耗的目的。
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