[发明专利]基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙坡口结构及焊接方法

权利要求书

1.基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙坡口结构，用于加氢反应器的两个筒节对焊，其特征在于，所述加氢反应器的筒节内壁设置有凸台，且凸台位于筒节的端部；

所述坡口形成于加氢反应器的两个筒节的对接间隙，所述坡口为U形坡口，所述U形坡口的弧形根部位于凸台内，且U形坡口的弧形根部底部设置有钝边。

2.根据权利要求1所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙坡口结构，其特征在于，所述凸台的内端面为倾斜面，其倾斜角度为30°～45°。

3.根据权利要求1所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙坡口结构，其特征在于，所述凸台与筒节未接触的一侧的宽度W≥R，所述凸台的高度H为P+2≤H≤P+0.1T，其中，R为U形坡口的弧形根部半径，P为钝边的高度，T为筒节壁厚。

4.根据权利要求1所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙坡口结构，其特征在于，所述凸台与加氢反应器筒节一体锻造成型。

5.基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙焊接方法，用于对权利要求1-4任一项所述的坡口结构进行焊接，其特征在于，包括如下步骤：

(1)清理坡口内及坡口附近的杂质及油脂等；

(2)将待焊接加氢反应器筒节进行预热，预热温度为180±10℃，达到预热温度后保温50～80min；

(3)采用双丝双弧埋弧焊进行焊接，前丝的热输入为18～23kJ/cm，后丝的热输入为18～22kJ/cm，前丝与后丝的前后距离L₁为10～15m、左右距离L₂为L₂＝5+0.025x±1mm，前丝及后丝距离焊缝侧壁距离不小于2.5mm，其中x为焊接位置到内表面的距离；

(4)焊接完成后，采用机械打磨的方法将筒节内壁凸台清除并抛光。

6.根据权利要求5所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙焊接方法，其特征在于，所述步骤(2)中预热时加热反应器筒节预热区域为距离焊缝中心至少75mm的范围。

7.根据权利要求5所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙焊接方法，其特征在于，所述步骤(3)中前丝的热输入高于后丝的热输入，前丝与后丝的热输入差值为0.5～1.0kJ/cm。

8.根据权利要求5所述的基于残余应力控制的加氢反应器窄间隙焊接方法，其特征在于，所述步骤(3)在焊接过程中，层间温度或道间温度控制在180～250℃。