鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量控制措施分析

程龍 申卓

摘 要：壓力容器的質(zhì)量好壞，對(duì)化工生產(chǎn)的安全性與效率性均有重要影響，由于壓力容器往往在高溫高壓的環(huán)境下工作，因此必須對(duì)其安裝質(zhì)量提出明確要求，特別是安裝中的焊接作業(yè)，可以說，焊接質(zhì)量能否有保障，直接關(guān)系到鍋爐運(yùn)行效率的高低。但就目前的情況而言，鍋爐壓力容器的焊接過程存在大量的不足，為了使這種情況得到有效改善，應(yīng)在大量的實(shí)踐中加強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，找出壓力容器質(zhì)量缺陷的內(nèi)在原因，并采取有效地處理措施，確保壓力容器的焊接質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：鍋爐壓力容器；焊接作業(yè)；質(zhì)量控制

1鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量管理

鍋爐壓力容器作為常見承壓類設(shè)備，在工業(yè)化生產(chǎn)中比較常見，是影響化工生產(chǎn)效率的重要因素，必須要保證其可以持續(xù)維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)，減少失效問題的發(fā)生。壓力容器焊接決定著壓力容器致密性與強(qiáng)度，需要將其作為制作安裝管理要點(diǎn)，通過有效管理來排除各項(xiàng)質(zhì)量問題的發(fā)生，從根本上來提高焊接質(zhì)量，延長(zhǎng)壓力容器服務(wù)壽命，并提高鍋爐生產(chǎn)運(yùn)行的安全性。對(duì)于鍋爐壓力容器來講，如果焊接作業(yè)存在缺陷，將有可能出現(xiàn)滲漏、斷裂等問題，情況嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐杀??；谝酝?jīng)驗(yàn)，在對(duì)鍋爐壓力容器焊接作業(yè)進(jìn)行管理時(shí)，要明確焊縫控制的核心地位，不僅要做好焊接作業(yè)控制，同時(shí)還需要做好檢驗(yàn)工作，爭(zhēng)取及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的質(zhì)量缺陷，并有效處理，確保壓力容器運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。

2鍋爐壓力容器常見焊接缺陷

2.1外部缺陷

以焊接缺陷表現(xiàn)形式進(jìn)行劃分，可確定鍋爐壓力容器焊接存在內(nèi)部與外部?jī)煞N類型缺陷。在進(jìn)行鍋爐壓力容器焊接作業(yè)時(shí)，受外部因素干擾，存在很大可能會(huì)形成表面缺陷，包括焊縫尺寸缺陷、咬邊、焊瘤、焊縫余高過大、弧坑以及飛濺等。造成各種缺陷的原因不同，其中焊縫尺寸缺陷即設(shè)備焊接電流下、焊速快、焊弧長(zhǎng)等因素造成金屬熔化形成熔池較小，并且保護(hù)時(shí)間較短，鋼水流動(dòng)不順暢，造成焊縫寬度過小。咬邊則是因?yàn)殡娀崃窟^大，再加上角度不當(dāng)以及焊條運(yùn)速過快等，造成焊縫邊緣被電弧熔化后未得到熔敷金屬補(bǔ)充留下缺口。焊瘤是因?yàn)楹附与娏鬟^大，金屬快速熔化后流動(dòng)到加熱不足的母材上形成焊瘤。另外，很多情況下因?yàn)楹附尤藛T技能水平較低，或者質(zhì)量控制意識(shí)不足，造成焊接過程中應(yīng)力過于集中，壓力容器過早受損，角焊縫單邊或下陷過大，形成焊縫間隙不均勻、坡口不規(guī)則等問題。

2.2內(nèi)部缺陷

內(nèi)部缺陷對(duì)于壓力容器焊接質(zhì)量產(chǎn)生的影響更大，出現(xiàn)安全事故的可能性也更大，必須要通過專業(yè)無損檢測(cè)技術(shù)，確定缺陷存在的位置，并對(duì)其進(jìn)行定性、定量分析。對(duì)內(nèi)部缺陷產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析，需要從多個(gè)方面進(jìn)行，常見的如坡口清理不干凈、焊材未烘干、焊縫坡口不合理等，根據(jù)夾渣、氣孔、未熔合等缺陷表現(xiàn)形式來分析判斷。其中，夾渣缺陷主要是因?yàn)槲磳?duì)焊件進(jìn)行有效清理，殘留有銹渣、油污等，或者是焊接電流過小、金屬熔池溫度低、運(yùn)條速度快等，導(dǎo)致液態(tài)金屬與熔渣無法有效分開，并在熔渣未浮出前熔池就已經(jīng)開始凝固。對(duì)于氣孔缺陷的發(fā)生原因進(jìn)行分析，除了熔池冷卻速度快、焊件未清理外，為對(duì)焊條烘干處理，再加上作業(yè)環(huán)境濕度較大，也會(huì)產(chǎn)生氣孔，為焊縫內(nèi)最為常見的缺陷，同時(shí)也是產(chǎn)生焊后裂紋產(chǎn)生的主要原因。

3鍋爐壓力容器焊接優(yōu)化措施

3.1焊接前設(shè)計(jì)

為提高鍋爐壓力容器焊接綜合質(zhì)量，減少各類缺陷的發(fā)生，必須要基于焊接作業(yè)要求，提前對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行梳理，在圖紙上將焊條、焊絲、焊劑以及對(duì)接焊縫等相關(guān)參數(shù)明確標(biāo)注出來。尤其是特殊工況更是要特別說明，做好詳細(xì)標(biāo)注，為實(shí)際焊接作業(yè)的開展提供參數(shù)支持。例如焊管與殼體連接焊縫形式、焊縫是否焊透以及幾何尺寸等，所有參數(shù)均要保證準(zhǔn)確清晰，保證焊接作業(yè)可以有效進(jìn)行。

3.2焊機(jī)材料控制

材料性能在很大程度上決定著壓力容器的性能質(zhì)量，鍋爐壓力容器多由耐熱材料制作，為避免焊接作業(yè)對(duì)壓力容器運(yùn)行效率產(chǎn)生不良影響，需要全程做好焊接材料管理，嚴(yán)格按照焊接作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來選擇采購焊接材料。并且在焊接材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)，要安排經(jīng)驗(yàn)豐富的專業(yè)人員進(jìn)行驗(yàn)收，確定其性能與質(zhì)量是否達(dá)到焊接施工標(biāo)準(zhǔn)，全面檢查判斷是否存在質(zhì)量缺陷，在確定無誤后放置在提前設(shè)計(jì)好的位置。

對(duì)于入庫的焊接材料，要進(jìn)行編碼并記錄，在實(shí)際焊接時(shí)需要根據(jù)焊接材料編碼以及規(guī)格進(jìn)行發(fā)放，同時(shí)落實(shí)統(tǒng)一完善的管理制度，對(duì)材料進(jìn)場(chǎng)、管理、使用以及回收等進(jìn)行詳細(xì)管理，排除因材料因素帶來的質(zhì)量問題。

3.3焊接過程優(yōu)化

焊接工序是否正確合理也會(huì)對(duì)最終效果產(chǎn)生影響，必須要從專業(yè)角度出發(fā)，基于實(shí)際情況，做好焊接工序設(shè)計(jì)與管理，并遵循設(shè)計(jì)方案所要求的各項(xiàng)參數(shù)完成所有焊接作業(yè)。其中，在對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行編制時(shí)，要對(duì)涉及到的工藝以及技術(shù)進(jìn)行正確性驗(yàn)證，貫徹技術(shù)較低策略，保證每道工序落實(shí)的科學(xué)性與可靠性，將產(chǎn)品焊接缺陷控制在可接受的范圍內(nèi)。另外，焊接技術(shù)人員應(yīng)具有一定實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，且要提前學(xué)習(xí)并掌握設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容與要求，對(duì)每個(gè)階段工藝落實(shí)要點(diǎn)做到心中有數(shù)，主動(dòng)去對(duì)整個(gè)焊接過程進(jìn)行控制，保證工藝實(shí)施的規(guī)范性與科學(xué)性。

3.4焊接技術(shù)控制

鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量的控制，需要從細(xì)節(jié)著手，做好所涉及所有焊接技術(shù)的控制，從根源來規(guī)避常見的各類焊接缺陷，確保最后達(dá)到預(yù)設(shè)的作業(yè)效果。根據(jù)焊接位置不同，可將鍋爐壓力容器焊接技術(shù)劃分為地層焊接、表層焊接以及中層焊接，作業(yè)人員需要結(jié)合實(shí)際情況，確定焊接設(shè)備與鍋爐壓力器間距大小，避免對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生影響。一般厚度較大部分，可選擇應(yīng)用氫弧焊方法處理，將壓力容器焊縫與接觸處相互錯(cuò)開，以免壓力容器表面會(huì)遺留下明顯的焊縫。待完成所有焊接作業(yè)后，還需要對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理，避免形成冷裂縫。另外，鍋爐壓力容器所有焊接作業(yè)完成后，務(wù)必要對(duì)其進(jìn)行全面的檢驗(yàn)工作，利用專業(yè)檢測(cè)儀器和設(shè)備，檢測(cè)確定鍋爐壓力容器是否存在質(zhì)量缺陷，確定所處位置后及時(shí)采取措施處理，確保最終焊接結(jié)果可以達(dá)到專業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使得鍋爐壓力容器能夠維持在最佳運(yùn)行狀態(tài)。

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（作者單位：1.沈陽東方鈦業(yè)股份有限公司；2.撫順石化工程建設(shè)有限公司）