承壓設(shè)備焊接中的常見問題和焊接接頭返修問題處理

【摘 要】承壓設(shè)備指各類承受一定的壓力的設(shè)備壓力容器，換熱器、泵、管道等機(jī)械設(shè)備，它廣泛應(yīng)用于石油、機(jī)械、化工、航天等工業(yè)部門。焊接是制造承壓設(shè)備的主要方式，雖然焊接有一套獨(dú)立的工藝規(guī)定，但常有問題還是會(huì)有所出現(xiàn)，本文則以焊接常見問題為切入點(diǎn)，分析焊接接頭的缺陷和處理措施。

【關(guān)鍵詞】承壓設(shè)備；焊接接頭；問題；質(zhì)量控制

近年來，隨著我國(guó)石化和天然氣等行業(yè)的快速發(fā)展，承壓設(shè)備也出現(xiàn)了與傳統(tǒng)設(shè)備不同的特點(diǎn)，如新材料、新結(jié)構(gòu)或高參數(shù)等，目前很多承壓設(shè)備的焊接都有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，但因設(shè)備的性質(zhì)不同，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程要求不一樣，產(chǎn)生相互矛盾的現(xiàn)象。尤其承壓設(shè)備還具有爆炸性，其設(shè)備質(zhì)量的好壞至關(guān)重要。當(dāng)前大多數(shù)鋼制承壓設(shè)備都會(huì)采用焊接，所以，控制設(shè)備焊接質(zhì)量對(duì)保障承壓設(shè)備的安全運(yùn)行起著重要的促進(jìn)作用。

1.影響承壓設(shè)備焊接質(zhì)量因素

制造承壓設(shè)備的重要工藝則是焊接，在很大程度上焊接質(zhì)量決定了設(shè)備整體的制造質(zhì)量。其質(zhì)量?jī)?nèi)容包括焊接缺陷、焊接接頭的使用功能、焊接變形與應(yīng)力等多方面。焊接接頭的使用性能是承壓設(shè)備焊接基礎(chǔ)質(zhì)量，然而其焊接質(zhì)量也會(huì)受到諸多因素的影響，具體有以下幾個(gè)方面：①組裝定位存有偏差；②母材材質(zhì)不均與，母材指的是在焊接過程中被焊接的材料，因購買人或產(chǎn)地的不同，導(dǎo)致母材材質(zhì)存有差異，不屬于同一種類型，在焊接過程中會(huì)材質(zhì)的不均與而影響質(zhì)量。③產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和管理缺乏完善性。④焊接過程的不穩(wěn)定；焊接是一項(xiàng)技術(shù)要求較高的操作，有些焊工十分重視焊接的過程，反之，有的焊工缺乏責(zé)任心，技術(shù)操作水平也一般，影響焊接質(zhì)量。⑤焊接工藝評(píng)定的不完整性；焊接工藝評(píng)定指對(duì)驗(yàn)證和評(píng)價(jià)所擬定焊件焊接工藝的正確性所進(jìn)行的試驗(yàn)，需要有生產(chǎn)實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)的焊工具有專業(yè)的焊接知識(shí)，并與制造廠焊接工藝和產(chǎn)品設(shè)計(jì)相結(jié)合，最終擬定出可供評(píng)定使用的焊接規(guī)程。它的不完善性主要在試板狀態(tài)和實(shí)際結(jié)構(gòu)狀態(tài)不一致、實(shí)驗(yàn)室條件和實(shí)際施工環(huán)境條件不一致等方面。

2.承壓設(shè)備焊接中常見問題

承壓設(shè)備的焊接方法手弧焊、電渣焊、氬弧焊等多種方法，從焊接質(zhì)量影響因素中可得知，焊接質(zhì)量的重要組成部分是焊接工藝規(guī)程和母材材質(zhì)。此外，焊接作業(yè)環(huán)境、焊工的操作技能和責(zé)任心，焊前清理情況也是影響焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。常見問題有以下方面：①焊瘤、咬邊、嚴(yán)重飛濺、弧坑下陷及焊縫尺寸不符合要求等。所以，焊接質(zhì)檢人員應(yīng)重點(diǎn)檢查檢查產(chǎn)品質(zhì)量和無損探傷，詳細(xì)分析原焊接工藝施焊記錄，列出原因具體發(fā)生情況，并給予相應(yīng)的解決措施，避免在今后焊接工作或焊縫返修出現(xiàn)類似問題。

2.1焊瘤問題

焊瘤指在焊接過程中，金屬流溢到焊縫或加熱不足的母材上，從而凝固成金屬瘤，焊瘤則是沒有母材焊接一起，最后堆積成金屬瘤。焊瘤的形成大多是裝條狀且屬于單獨(dú)個(gè)體，焊縫成型會(huì)因這種缺陷不夠美觀，在立焊時(shí)，往往灰渣吸附在焊瘤的部位，這種焊瘤不僅會(huì)減少管內(nèi)的有效截面，還會(huì)降低管子內(nèi)部的強(qiáng)度。一般出現(xiàn)焊瘤問題的原因?yàn)楹腹げ僮鞑划?dāng)，施工環(huán)境規(guī)范沒有按照相關(guān)規(guī)定，如環(huán)境濕度太慢、電弧過長(zhǎng)，運(yùn)條擺動(dòng)不正確等。防止措施：掌握正確的運(yùn)條手法和焊條角度，選擇和設(shè)備實(shí)際情況相符的焊接電流和焊接速度，在焊接坡口焊縫時(shí)，焊條離側(cè)壁應(yīng)保持合適的距離。

2.2 咬邊

咬邊指由于焊接參數(shù)不當(dāng)或操作方法有誤，沿焊趾的木材部位出現(xiàn)凹陷和溝槽的現(xiàn)象。它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的承載能力，減小母材的有效截面積，同時(shí)還會(huì)造成應(yīng)力集中，從而發(fā)展為裂紋源。產(chǎn)生咬邊的主要原因?yàn)殡娏μ蠹斑\(yùn)條速度太小，焊條和工件間擺動(dòng)缺乏合理性，角度也不正確，焊接次序的不合理等都會(huì)造成咬邊。產(chǎn)生咬邊的還有一個(gè)原因?yàn)樵谶M(jìn)行直流焊時(shí)，電磁的偏吹。防治措施：有效消除咬邊應(yīng)采用良好的運(yùn)條方式，合理規(guī)范和矯正操作姿勢(shì)，焊角和焊縫時(shí)，可用交流焊代替?zhèn)鹘y(tǒng)的直流焊。

2.3 嚴(yán)重飛濺

熔池金屬在電弧作用下分離到熔池外側(cè)金屬顆粒，在運(yùn)用手工電弧焊焊接時(shí)出現(xiàn)少量飛濺則是正?，F(xiàn)象，飛濺程度要看不同藥皮成分的焊條。如果是嚴(yán)重飛濺，則可以判定為焊接缺陷。嚴(yán)重飛濺既影響多道焊的連續(xù)操作，還影響焊縫表面整潔，最重要的則是浪費(fèi)焊條。如果不及清除這些飛濺，在進(jìn)行二次施焊時(shí)會(huì)引起夾渣和氣孔。焊縫的有效截面積就會(huì)因氣孔而減少，焊縫變得疏松，自然而然接頭的強(qiáng)度會(huì)有所下降，如果氣孔嚴(yán)重的話會(huì)引起泄露，氣孔是引起應(yīng)力集中的主要因素。尖角的夾渣是出現(xiàn)尖端應(yīng)力集中的關(guān)鍵因素，之所以有些設(shè)備會(huì)產(chǎn)生裂紋源，那是因?yàn)榧舛嗽诓粩喟l(fā)展，進(jìn)而影響設(shè)備。產(chǎn)生飛濺的主要原因是，在焊接過程中受潮焊條因水分分解從而產(chǎn)生大量氣體，溶滴中就有部分氣體溶解，溶解的氣體在電弧高溫作用膨脹炸裂，熔池中的金屬滴則開始飛濺。除此之外，堿性焊條運(yùn)用直接正接時(shí)沒有選擇合適的電源，接地的焊接電纜接點(diǎn)不當(dāng)都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重磁偏吹，造成嚴(yán)重飛濺。防治措施：嚴(yán)格按照烘干焊條，使其處于干燥狀態(tài)，選用良好特性的焊機(jī)，避免出現(xiàn)磁偏吹現(xiàn)象。

2.4 弧坑下陷

弧坑指焊接時(shí)焊縫收尾處產(chǎn)生的下陷。產(chǎn)生原因有：使用過大的電流焊接薄板；埋弧自動(dòng)焊時(shí)沒分兩步停止焊接；吸弧時(shí)在熔池處焊條未作短時(shí)間停留。

2.5 焊縫尺寸

焊縫寬度不整齊、均與，長(zhǎng)度不夠，焊腳兩邊不均。產(chǎn)生原因有以下幾點(diǎn)：①電弧長(zhǎng)則焊縫寬；②焊件坡口角度或裝配間隙不均。③焊接電流過大或過小。

3.焊接接頭返修問題及質(zhì)量控制

控制焊縫返修質(zhì)量的前提是完善焊接接頭返修質(zhì)量管理體系，明確規(guī)定焊接接頭返修的工作程序和返修方案的制定。焊接接頭返修的管理制度和與制造單位具體情況相符，如果同一部位返修次數(shù)過多，出現(xiàn)過大的焊接殘余應(yīng)力，會(huì)降低母材金屬的使用壽命，影響承壓設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量。因此，相關(guān)焊接責(zé)任工程師要做好焊接接頭返修的審核工作，查明首次和第二次返修的原因，以此減少返修次數(shù)，提高焊接接頭的返修質(zhì)量。如果第二次返修后仍出現(xiàn)問題，則需要經(jīng)制造單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)采用更為嚴(yán)格的工藝，提高返修質(zhì)量。

焊接接頭形成的缺陷有多個(gè)方面的，應(yīng)詳細(xì)分析缺陷產(chǎn)生的原因，便于采取針對(duì)性措施來編制正確返修工藝，避免出現(xiàn)類似問題而再次返修?？偟膩碚f，焊接焊頭的返修方案有以下兩點(diǎn)：①焊接方法及焊材的選用：承壓設(shè)備焊接應(yīng)用最多的是手弧焊，如果坡口處于平焊位置或尺寸不一，在返修時(shí)應(yīng)采用埋弧自動(dòng)焊，并選用與原焊接工藝相同的焊劑。②返修工藝措施：采用短段、多層焊道等焊接方式減少焊接應(yīng)力和變形，要盡量錯(cuò)開每層接頭處。當(dāng)焊完一段后，及時(shí)清除焊渣，熄滅電弧起附加熱處理作用，控制焊接能量的輸入，采用正確合理的焊接順序來保證返修質(zhì)量。

4.結(jié)語

總之，焊接質(zhì)量是控制承壓設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，完善承壓設(shè)備焊接工藝評(píng)定，消除不同承壓設(shè)備間焊接工藝評(píng)定相互矛盾的問題，有利于更科學(xué)的管理承壓設(shè)備焊接問題?？刂坪缚p返修是保證焊接質(zhì)量體系正常運(yùn)行的前提，所以，應(yīng)詳細(xì)分析焊接中常見問題和出現(xiàn)問題的原因，針對(duì)問題給予相應(yīng)的處理方案，提高焊接質(zhì)量，保證承壓設(shè)備在工業(yè)部門的順利運(yùn)行。

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作者簡(jiǎn)介：

于學(xué)良（1973.8-），男，漢族，河北永清縣，本科，中級(jí)工程師，現(xiàn)工作于永清美德石油管道裝備制造有限公司，任質(zhì)量經(jīng)理，研究方向：承壓設(shè)備檢驗(yàn)、焊接、無損檢測(cè)；壓力容器、燃?xì)夤艿乐圃熨|(zhì)量管理與體系管理，身份證號(hào)：132825197308231213。