基于化工壓力容器焊接質(zhì)量缺陷及控制措施研究

劉運(yùn)達(dá)（中國(guó)化學(xué)工程第十三建設(shè)有限公司，河北 滄州 045400）

基于化工壓力容器焊接質(zhì)量缺陷及控制措施研究

劉運(yùn)達(dá)（中國(guó)化學(xué)工程第十三建設(shè)有限公司，河北 滄州 045400）

在石油化工領(lǐng)域中，壓力容器多是工作在高壓或高溫環(huán)境下，因此對(duì)抗腐蝕和抗疲勞性能的要求更為嚴(yán)格，壓力容器的實(shí)際工作效果和抗腐蝕性能與其焊接質(zhì)量有著直接聯(lián)系。本文從影響其焊接質(zhì)量常見(jiàn)問(wèn)題的角度出發(fā)，詳細(xì)分析了化工壓力容器焊接質(zhì)量缺陷及控制措施。

壓力容器；焊接質(zhì)量；缺陷；控制措施

1 壓力容器常見(jiàn)焊接質(zhì)量缺陷及其原因分析

在實(shí)際焊接壓力容器的過(guò)程中，常會(huì)因焊接質(zhì)量的關(guān)系，造成壓力容器出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，按照出現(xiàn)焊接缺陷的部位可分為：①容器內(nèi)部的質(zhì)量問(wèn)題；②容器外部的質(zhì)量問(wèn)題。

1.1 壓力容器外部焊接質(zhì)量問(wèn)題及其原因分析

壓力容器易出現(xiàn)的外部焊接質(zhì)量問(wèn)題主要有以下幾個(gè)原因造成：①咬邊問(wèn)題。造成咬邊現(xiàn)象發(fā)生的原因是多方面的，例如，焊接設(shè)備在工作時(shí)沒(méi)有限制電流的大小，或者沒(méi)有選擇合理的焊接工藝等；②焊接表面存在凹坑、焊瘤和飛濺等；③錯(cuò)邊問(wèn)題。一旦發(fā)生錯(cuò)邊問(wèn)題將會(huì)大大降低壓力容器的安全性能，因?yàn)殄e(cuò)邊會(huì)增加容器所受到的局部應(yīng)力載荷，甚至?xí)斐扇萜鞒霈F(xiàn)形變，所以會(huì)為容器的安全運(yùn)行埋下隱患。產(chǎn)生該問(wèn)題的原因主要是沒(méi)有根據(jù)壓力容器的特點(diǎn)選擇合適的焊接工藝。④焊縫寬窄度不合格。當(dāng)在實(shí)際焊接操作時(shí)，操作人員忽略了焊接設(shè)備的電流大小，造成焊縫寬窄度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求。如果焊縫長(zhǎng)度不符合設(shè)計(jì)要求，也會(huì)造成焊接不規(guī)整等焊接尺寸不合格問(wèn)題的發(fā)生。

1.2 壓力容器內(nèi)部焊接質(zhì)量問(wèn)題及其原因分析

由于焊接而造成壓力容器出現(xiàn)內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題的原因由以下幾點(diǎn)：①焊縫在存有氣孔。熔池中的氣泡沒(méi)有在焊接過(guò)程中及時(shí)逸出，從而形成氣孔；或者被焊接表面存有雜質(zhì)，例如，油污、粉塵等雜質(zhì)；焊接沒(méi)有選擇在干爽的環(huán)境下進(jìn)行；操作人員焊接水平不高均有可能產(chǎn)生氣孔；②夾渣問(wèn)題。所謂夾渣就是在焊縫在出現(xiàn)熔渣的現(xiàn)象，常發(fā)生在坡口邊緣等一些不平滑的部位，產(chǎn)生夾渣的原因主要是沒(méi)有遵從焊接規(guī)范選擇合適的焊接電流，或者用于焊接的軌道不平整以及焊接操作速度過(guò)快等原因?qū)е碌模虎酆缚p未融合和未焊透。其主要表現(xiàn)為兩個(gè)被焊接工件的焊接接頭沒(méi)有熔融為一整體，在兩工件間會(huì)存有空隙，對(duì)壓力容器的密封和安全性均有直接影響；④焊縫中出現(xiàn)裂紋。該問(wèn)題也是壓力容器焊接中常出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，可直接導(dǎo)致壓力容器安全性能下降。當(dāng)高溫作用于材料表面上時(shí)，會(huì)破壞金屬原子層之間的作用力，從而使容器焊縫處出現(xiàn)裂紋。裂紋是壓力容器中危險(xiǎn)程度最高的質(zhì)量缺陷，容器所用金屬材料中含有低熔點(diǎn)的金屬晶體雜質(zhì)，材料難以對(duì)外界的焊接力做出及時(shí)的反應(yīng)是產(chǎn)生裂紋的主要原因。

2 壓力容器焊接質(zhì)量的控制措施

2.1 焊接前的材料選擇工作

焊接材料質(zhì)量的好壞是決定焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素。質(zhì)量?jī)?yōu)異的焊接材料是焊接工藝和焊接技術(shù)的基礎(chǔ)。因此，在焊接壓力容器前，應(yīng)務(wù)必做好焊接材料的采購(gòu)工作。首先應(yīng)檢查焊材是否有合格證，是否符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；其次焊材的選擇應(yīng)滿足壓力容器的設(shè)計(jì)要求，并且符合壓力容器力學(xué)性能。材質(zhì)證明文件齊全而且符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焊材應(yīng)優(yōu)先選擇，相關(guān)相關(guān)人員應(yīng)核對(duì)焊材的入庫(kù)信息，確保用于焊接壓力容器焊材的安全性和可靠性。

2.2 焊接時(shí)的焊接工藝和操作規(guī)范

對(duì)焊接質(zhì)量起著關(guān)鍵作用的還有合理的操作規(guī)范和焊接工藝。選擇合適的焊材型號(hào)、制定合理的焊接順序、容器板材質(zhì)和厚度的確定、采用何種焊接方式等均屬于焊接工藝的工作內(nèi)容。因此做好工藝計(jì)算是壓力容器設(shè)計(jì)的首要步驟，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算出容器板厚度。而后則根據(jù)容器板材質(zhì)和購(gòu)買單位的要求選擇焊接方式，例如，自動(dòng)焊或手工焊。最后工藝部門(mén)應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)或圖紙要求，規(guī)定出焊縫的形式和坡度等關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)制造廠實(shí)際經(jīng)驗(yàn)制定合理的焊接程序，將焊接造成的容器形變控制在最小范圍。

2.3 焊接后的質(zhì)量檢測(cè)

焊接完成后的檢查工作也是必不可少的。焊接質(zhì)量的好壞與環(huán)境因素、人為因素等均有直接聯(lián)系。因此做好壓力容器后的檢查工作是保證壓力容器安全可靠工作的必要條件。容器焊接后的檢查工作主要有水壓試驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)和外觀檢查。其中，水壓試驗(yàn)是衡量壓力容器出現(xiàn)錯(cuò)邊問(wèn)題后，是否需要重新設(shè)計(jì)制造該容器的重要指標(biāo)參數(shù)。如要檢查焊縫內(nèi)部是否出現(xiàn)瑕疵，可以采用無(wú)損檢測(cè)來(lái)進(jìn)行。容器如有外觀缺陷，可用目視檢查方法快速的檢查出缺陷位置，比如用米尺檢查焊縫長(zhǎng)寬高等尺寸是否符合圖紙要求，焊縫外部是否有裂紋，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)及時(shí)對(duì)焊縫進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)焊縫內(nèi)部缺陷的檢查，通常采用局部或全部超聲、射線和滲透等無(wú)損檢測(cè)方法，一旦發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部有缺陷問(wèn)題，應(yīng)采用補(bǔ)焊的方法進(jìn)行修補(bǔ)，而且通常補(bǔ)焊次數(shù)不超過(guò)兩次，超過(guò)兩次補(bǔ)焊操作則需要購(gòu)買方簽字同意后方可進(jìn)行。由此可見(jiàn)，可通過(guò)不同的檢測(cè)方法，全方面的對(duì)焊縫的內(nèi)外部質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，確保壓力容器在今后使用過(guò)程中的不發(fā)生安全事故。

3 結(jié)語(yǔ)

壓力容器的使用壽命和安全性與焊接質(zhì)量有密切關(guān)系，也是化工單位安全運(yùn)行的關(guān)鍵，，焊接的質(zhì)量控制對(duì)化工壓力容器從焊接方案設(shè)計(jì)到焊接出廠產(chǎn)品運(yùn)用的各個(gè)環(huán)節(jié)都產(chǎn)生了重要影響。壓力容器從設(shè)計(jì)階段到出廠，所有相關(guān)人員必須遵從國(guó)家關(guān)于化工壓力容器的設(shè)計(jì)、焊接、制造和檢驗(yàn)等標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的規(guī)定，做好焊接操作過(guò)程中的管理監(jiān)督工作，避免在焊接過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

[1]雷亮東.探討壓力容器焊接與質(zhì)量控制[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2014（10）.

[2]陳超.淺談如何加強(qiáng)壓力容器的焊接質(zhì)量控制[J].化學(xué)工程與裝備，2014（9）.