复合板塔器内件支撑件 焊在基层还是覆层？

本文整理自文献：张明. 复合板塔器内件支撑件的焊缝结构形式及强度计算[J]. 石油和化工设备, 2018, 21(11).

内容提要

筒体为复合板制作的塔器，经常会遇到塔内件支撑件是焊在复合板的基层，还是焊在覆层的问题。

如果焊在覆层，除了校核内件支撑件与覆层连接焊缝的强度，还应考虑基层和覆层的结合强度。而要求焊在基层的，多半是担心基层和覆层的结合强度。

内件支撑件焊在基层的难点，在于需要小心翼翼地剥开覆层，而不能伤害基层。

另外，如果内件支撑件（如锆材）不能与基层（如碳钢）焊接，那也只能焊在覆层了。（锆材是不能与碳钢或不锈钢进行熔化焊的） 

内件支撑件与基层焊接

对于制造单位来说，要求内件支撑件焊在复合板制筒体的基层上，最大的困难在于剔除复层加工槽的难度很大，必须严格控制加工精度，否则容易伤及基层材料，并且不可避免地会延长工期，和增加成本。

内件支撑件与覆层焊接

这种情况首先需要校核图中角焊缝的强度。

此时可将内件支撑件视为悬臂梁，悬臂梁所受的载荷Q包括：内件支撑件的自重，内件的重量，内件承载的液体的质量等。

由Q引起的剪应力τ=Q/S，承载面积按S=0.707×h×l计算，式中h为焊脚高度，l为焊缝长度。

由Q引起的焊缝处弯矩M=Q×d，d即上图中的65mm，弯曲应力σ=M/w，w为焊缝的抗弯截面系数。

校核时应将应力组合τmax=sqrt(τ^2+σ^2)控制在许用值之下。这个许用值取“焊缝金属许用剪切应力”和“不锈钢复合板结合剪切强度”两者中较小值，焊缝金属许用剪切应力可按0.7倍覆层材料的许用应力。

一般情况下，复合板结合剪切强度都高于焊缝金属许用剪切应力，也就是说，内件支撑件与覆层的连接焊缝即使被拉裂了，复层结合强度也不会被破坏。

但对于钛、锆等材料许用应力比较低的情况，上述校核也是有可能不合格的，此时可通过调整焊缝形式来增强其承载能力。

最后，文章指出：随着我国复合板爆炸技术水平的提高，复层结合强度已能满足内件支撑件焊缝强度的需求。

所以在内件支撑件与筒体连接焊缝强度计算合格的前提下，从设备制造难度、制造工期及经济成本等因素综合考虑，内件支撑件宜直接焊接在复合板筒体的复层上。

本文源自卢梭说压力容器