壓力容器焊接常見缺陷及防治措施探討

摘 要：壓力容器焊接質量對整個壓力容安全性能有極大的影響，本文分析了壓力容器常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因，并提出了壓力容器焊接缺陷的預防措施。

關鍵詞：壓力容器；常見缺陷；防治措施；焊接缺陷

1 壓力容器常見焊接缺陷及產(chǎn)生原因

1.1 咬邊

咬邊是指焊縫邊緣的凹陷。咬邊通常是由于焊接工藝參數(shù)選擇不正確或者操作不當引起。產(chǎn)生咬邊的主要原因有：操作方法不當，焊接規(guī)范選擇不對，比如電弧過長、運條方式和角度不當、電流過大、坡口兩側的停留時間不合適等。通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，焊絲偏移中心的距離太大會導致熔池停留時間增加而產(chǎn)生咬邊，同時焊速過快會導致收弧后不能填滿弧坑。

1.2 氣孔

氣孔主要是指熔池當中的氣泡在出現(xiàn)凝固之前沒有及時散發(fā)出去，而是在焊接的縫隙處殘留，最后形成的空穴。氣孔的產(chǎn)生會使焊縫金屬的致密性受到影響。氣孔產(chǎn)生的根本原因是外界氣體或者焊接過程中產(chǎn)生的氣體進入熔池，在熔池凝固前沒及時逸出而造成的。導致氣孔產(chǎn)生的原因有：坡口邊緣不干凈，有銹跡等；焊條或者焊劑未按照操作規(guī)定烘焙；氣泡無法通過熔渣；焊接速度太快；焊接電壓過高；焊接的環(huán)境比較潮濕等。

1.3 夾渣

夾渣的形成主要是因為在焊縫處殘留了一些熔渣。夾渣的存在具有較大危害，會極大地降低焊縫的強度和致密性。夾渣產(chǎn)生的主要原因有：焊縫的邊緣有氧割或碳弧氣泡殘留的熔渣；焊接時速度太快；焊接時坡口角度選擇不合理；焊接時電流不夠。另外，選用堿性焊條進行焊接操作時，因為極性不屬或電弧過長等因素極有可能會出現(xiàn)夾渣的缺陷。

1.4 未焊透、未熔合

沒有熔透、熔合的內部缺陷都屬比較嚴重的焊接缺陷。它們的存在會降低焊縫的強度，嚴重的話會致使裂紋的產(chǎn)生，從而發(fā)生生產(chǎn)事故。首先，在焊接的過程中，當接頭的根部沒有完全熔透時就會出現(xiàn)沒焊透的情況。通常情況下，造成這種問題的原因主要是因為電弧過長，其次是焊條直徑與要求不符。還有另一些原因也是導致這種情況的重要因素，例如電流、坡口角度過小，或者是破口氧化度交稿以及油污的存在，這些種種原因最終導致了焊接過程中的安全隱患。

1.5 焊瘤

在焊接過程中，金屬溢流到加熱不足的母材或前道焊縫上，金屬凝固時，在自身重力作用下金屬形成的微小疙瘩就是焊瘤。焊瘤不能和母材或者前道焊縫熔合。如果焊瘤位于內部，會降低強度、減少有效截面積，影響美觀。焊瘤產(chǎn)生的主要原因是運條不均而造成熔池溫度過高，液態(tài)金屬凝固后緩慢下墜而在焊縫表面形成焊瘤。立、仰焊時，焊接電流過大、電弧過長也可能出現(xiàn)焊瘤。

1.6 裂紋

焊接金屬時，其冷卻過程就是冷裂紋理形成的過程，在焊接冷卻的過程之后，焊縫之間的交接致使的裂紋，也有在其他熔合線處產(chǎn)生的可能性。裂紋發(fā)生的位置主要是集中于壓強較大的位置，比如咬邊與焊根處。馬氏體轉變溫度的范圍之內會產(chǎn)生冷裂的紋路。對于焊接工作來說，冷裂紋的產(chǎn)生，對工程的危害非常大，一般來說，焊接之后幾小時內亦或許是更長的時間會出現(xiàn)裂紋，通過大量的實踐，我們發(fā)現(xiàn)，冷裂紋的產(chǎn)生的重要因素主要有以下3個方面：（1）部件之間接頭處的拘束壓力大；（2）在焊接熱循環(huán)的作用之下，熱影響波及到了淬硬組織；（3）因為過剩的擴散氫堆積在焊縫連接的地方，因此，冷裂紋濃密產(chǎn)生的情況。

2 壓力容器焊接缺陷的預防措施

通過對焊接缺陷的原因進行分析，可以有針對性地進行解決和預防，有效提高壓力容器的質量和安全水平。企業(yè)可以通過這4個方面來減少焊接缺陷產(chǎn)生的可能性：

2.1 提高焊工技能

一些焊接缺陷是由于焊接人員的勞動技能不嫻熟或操作不規(guī)范造成的，因此需要提高焊工的勞動素質。（1）需要聘用獲得國家承認的上崗證的焊工；（2）針對各自企業(yè)的實際情況來培訓焊接人員，直至培訓考核合格后才能上崗；（3）持續(xù)地對焊接人員的勞動素質進行評價，對評價結果較差或者不穩(wěn)定的加強培訓。

2.2 焊接工藝選定及焊接規(guī)范制定

控制壓力容器焊接質量的最關鍵因素就是焊接工藝的高低。在焊接工作開始之前，企業(yè)應該先對焊接工藝進行綜合的評估，然后根據(jù)自身情況對各項工藝參數(shù)進行驗證。盲目仿照其他企業(yè)的焊接工藝，忽略自身實際情況是不妥當?shù)摹Ｆ浯?，合適的焊接工藝確定之后，應根據(jù)相應的焊接規(guī)范來進行操作，以免因操作不當造成不必要的損失。

2.3 正確選取、保存焊接材料

焊接工作的重要性不言而喻，因此，在選材上必須要選擇有質量保證的供貨商。要保證每一個零部件的質量都經(jīng)得起考驗。同時焊接材料的各個方面質量必須符合國家的相應標準。焊條的化學成分與焊體成分需符合要求。焊材庫人員需遵循《焊條質量管理規(guī)程》（JB3223-83）進行管理，保證焊材滿足使用要求。

2.4 焊接過程控制

焊接前應當確定焊縫的組隊間隙、鈍邊的大小、坡口的清潔等符合要求。在焊接中，注意：（1）盡量不選擇十字焊縫；（2）不允許強力組裝；（3）需焊接臨時吊耳和拉筋的墊板，需將墊板割除后的焊瘤打磨光滑。焊接后，進行無損檢測，包括外觀檢測、無損探傷、耐壓測試及致密性試驗。

總之，若想從根本上改進焊接工藝，企業(yè)就必須根據(jù)自身的現(xiàn)狀來制定相應的改革措施。從而找出對焊接產(chǎn)生的不利因素。通過實踐，筆者認為，首先應該對工作人員職業(yè)素養(yǎng)與專業(yè)技能著重進行培訓，將焊接材料與工藝以及規(guī)范這3部分進行嚴格的質量控制。這樣既可以使壓力容器的焊接質量得到有效的保證，也能使工作人員的工作效率提高。預防與控制是解決壓力容器焊接缺陷的首要任務。其次工藝的升級以及各項管理制度也非常重要。只有把握工藝規(guī)范從各個細節(jié)入手，才能保證最終的壓力容器焊接的質量。

參考文獻

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[2]趙振芳.壓力容器焊接常見缺陷的產(chǎn)生和防治措施[J].廣東化工，2012，39（4）：261.

（作者單位：沈陽東方鈦業(yè)股份有限公司）