淺談不銹鋼在壓力容器的應(yīng)用及焊接技術(shù)

任學(xué)洪

青海甘河化工設(shè)計研究有限公司

淺談不銹鋼在壓力容器的應(yīng)用及焊接技術(shù)

任學(xué)洪

青海甘河化工設(shè)計研究有限公司

現(xiàn)如今，我國的冶金行業(yè)實現(xiàn)了良好的發(fā)展，對于壓力容器焊接技術(shù)也提出了較高的要求，盡管我國的技術(shù)水平與發(fā)達國家之間還存在一定的差距，但是在科技人員不斷探索和研究下，壓力容器的焊接技術(shù)，特別是鋼方面的焊接技術(shù)不斷發(fā)展，不銹鋼壓力容器焊接等市場需求量逐漸增大，焊接技術(shù)日漸精細(xì)，并形成了比較系統(tǒng)的壓力容器焊接技術(shù)體系，本文就壓力容器中不銹鋼的選材應(yīng)用及焊接技術(shù)進行分析和研究。

不銹鋼；壓力容器；應(yīng)用；焊接技術(shù)

壓力容器有著極為廣泛的應(yīng)用范圍，其種類數(shù)量都比較多，在化工、冶金等行業(yè)中是十分重要的組成部分，鋼方面得焊接技術(shù)尤為重視，并且對不銹鋼壓力容器焊接提出了較大的市場需求量，我國的壓力容器焊接技術(shù)實現(xiàn)了良好的發(fā)展。我國的經(jīng)濟發(fā)展需要石油充分發(fā)揮自身的作用，對石油安全存放能夠促使經(jīng)濟快速發(fā)展，由于液化的石油易燃易爆，存放不當(dāng)就會發(fā)生嚴(yán)重的爆炸，造成極為嚴(yán)重的危害。因此需要對壓力容器焊接技術(shù)進行深入的分析與研究，明確不銹鋼在壓力容器焊接中的應(yīng)用，使得壓力容器能夠安全高效的運行，保證人員的安全，維護企業(yè)的財產(chǎn)安全。

一、壓力容器中不銹鋼焊接材料選擇

1、奧氏體不銹鋼焊接材料

使用奧氏體不銹鋼焊接材料，首先需要保證沒有裂紋，母材的性能與焊接金屬的耐蝕性以及力學(xué)性能是基本上一致的，或者是要比母材還高，其合金成本需要與母材相匹配。耐腐蝕性的奧氏體不銹鋼中應(yīng)含有一定的鐵，提高其抗裂性以及抗腐蝕性。但是在一些比較特殊的介質(zhì)中，是不能存在鐵元素的，避免其耐腐蝕性受到影響。奧氏體不銹鋼的使用，需要明確焊接金屬中鐵元素的含量，長期運行在較高溫度的環(huán)境中，奧氏體不銹鋼焊件中的鐵元素含量不能多于5%。[1]

2、鐵素體不銹鋼焊接材料

選擇鐵素體不銹鋼焊接的材料時，可以挑選與母材差不多的材料，但是如果拘束力度比較大，就會產(chǎn)生裂紋問題，因此在焊接之后就需要進行熱處理，使其耐蝕性得到恢復(fù)，同時使接頭塑性得以優(yōu)化和調(diào)整。使用奧氏體焊接材料可以不進行熱處理，但是如果鋼材料并不穩(wěn)定，其熱影響范圍中還是有敏化的現(xiàn)象，一般是使用鉻鎳奧氏體焊接材料。奧氏體、奧氏體—鐵素體焊縫金屬材料與鐵素體母材基本一致，[2]但是在一些腐蝕性的介質(zhì)中，焊縫的耐腐蝕性會與母材之間存在差異，因此需要提高注意。

3、馬氏體不銹鋼焊接材料

馬氏體不銹鋼的性能可以通過熱處理進行調(diào)整和優(yōu)化，為了提高其性能，尤其是要在耐熱環(huán)境中使用馬氏體不銹鋼，就需要保證焊縫的成分與母材比較接近。為避免出現(xiàn)冷裂紋，也可以使用奧氏體焊接材料，并保證焊縫強度比母材低。

二、壓力容器焊接技術(shù)分析

1、窄間隙焊接技術(shù)

對于壓力容器中的窄間隙，可以使用很多中方法進行焊接，并且在不同的壓力容器中都可以使用，使其滿足行業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展需要。如果壓力容器的壁厚大于10cm，使用U型或者是V型坡口不能滿足需要，浪費原材料和人力資源，并影響壓力容器的焊接質(zhì)量，使得壓力容器生產(chǎn)的效率受到一定的影響。

在壓力容器厚壁焊接時需要明確間隙的大小，這是極為關(guān)鍵的，但是其實壓力容器焊接技術(shù)的穩(wěn)定是最為重要的，壓力容器厚壁焊接中，質(zhì)量是主要的目標(biāo)。若焊接縫出現(xiàn)不足，壓力容器的質(zhì)量就會受到嚴(yán)重的影響，并且不可挽回。人們通常使用窄間隙埋弧焊技術(shù)，[3]主要是這種焊接技術(shù)的速度是比較快的，并且能夠高效率的生產(chǎn)產(chǎn)品。減少能源以及資源的消耗，使得成本得以降低。壓力容器受到殘余應(yīng)力的影響也不大，能夠減少產(chǎn)品出現(xiàn)變形的效果。在焊接過程中，不僅需要明確窄間隙埋弧焊接技術(shù)的性能，還需要明確設(shè)備的特殊功能，使得這種焊接技術(shù)得以優(yōu)化改進，需要明確焊接設(shè)備中自動跟蹤識別以及雙側(cè)橫向的功能。對壓力容器焊接過程中，需要保證焊接縫薄而寬，能夠為今后的焊接熱處理提供便利。

2、自動化的焊接技術(shù)

自動化的焊接技術(shù)有很多，接管焊接技術(shù)就是將接管與筒體連接，或者是接管與封頭進行連接。傳統(tǒng)的焊接設(shè)備已經(jīng)不能滿足壓力容器焊接技術(shù)的發(fā)展需要，也不適用于厚壁并且窄間的壓力容器。近些年來，接管自動焊接技術(shù)逐漸發(fā)展，這種焊接技術(shù)的自動化水平比較高，操作起來比較便利，操作者在操作過程中能夠有效地控制。自動焊接接管與封頭時，需要使用自動化的焊接技術(shù)。焊接壓力容器時，需要焊接設(shè)備利用焊槍自動化的對接管外壁進行定心，使焊槍定位的位置位于接管中心現(xiàn)上，這種方法要比傳統(tǒng)的焊接技術(shù)花費較少的時間和人力，能夠提高工作效率。自動尋位，將壓力容器接管、封頭焊接時的接縫高度進行記錄，通過自動化追蹤保證焊接任務(wù)順利完成。

3、容器內(nèi)壁彎管的焊接技術(shù)

在長時間的使用運行中，壓力容器中的內(nèi)壁會受到一定的腐蝕，若壓力容器的焊接技術(shù)效果不高，必然會造成比較嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象，使得壓力容器的使用壽命縮短，特別是化工等行業(yè)中的壓力容器。為了防止這種問題的出現(xiàn)，就需要在壓力容器的內(nèi)部上堆焊一層不銹鋼耐蝕層，從而抵抗腐蝕問題。

結(jié)束語

當(dāng)前我國的壓力容器焊接技術(shù)快速發(fā)展，其中政府政策的支持發(fā)揮著巨大的作用，同時也離不開科技人員的研究與探索，社會經(jīng)濟的發(fā)展使得壓力容器生產(chǎn)企業(yè)也受到了一定的沖擊與鼓勵，使得壓力容器的質(zhì)量以及效果實現(xiàn)了良好的發(fā)展與進步，在壓力容器行業(yè)中實現(xiàn)良好的循環(huán)。但是我國的焊接技術(shù)與西方發(fā)達國家相比其實還存在一定的差距，我國的焊接技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)比較薄弱，能耗相對較大，技術(shù)水平還有待提升，為了縮短與發(fā)達國家之間的距離就需要積極研究開發(fā)利用不銹鋼在壓力容器中的作用，優(yōu)化壓力容器焊接技術(shù)，積極拓寬市場，從而取得良好的效果與成績。

[1]王鑫,姜峰,索忠源,劉春鵬,邸鷹.淺談我國鋼制壓力容器焊接新技術(shù)[J].金屬功能材料,2014,05：46-49.

[2]隋力,叢軼,于龍華.低碳焊接技術(shù)在壓力容器制造中的應(yīng)用[J].金屬加工(熱加工),2011,12：20-22.

[3]陳娟,霍光明,徐楠,吳紅英,谷延輝.壓力容器焊接新技術(shù)及其應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016,11：59-60.