壓力容器焊接質(zhì)量控制探究

徐堅

摘 要：壓力容器焊接質(zhì)量決定著壓力容器的安全運行和使用壽命，對壓力容器行業(yè)結(jié)尾重要。本文將重點探討壓力容器焊接時容易出現(xiàn)的問題，造成的缺陷，以及如何保證壓力容器的焊接質(zhì)量，實現(xiàn)對焊接質(zhì)量的有效控制。

關(guān)鍵詞：壓力容器焊接；焊接質(zhì)量；質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.013

優(yōu)良的工序和加工質(zhì)量是保證壓力容器這種工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量的重要條件。而焊接是壓力容器制造中最重要的一個環(huán)節(jié)，是保證壓力容器致密性和強度的關(guān)鍵步驟，同時也是保證壓力容器質(zhì)量的關(guān)鍵點，保證焊接質(zhì)量，就能夠保證壓力容器的安全運行，延長壓力容器使用壽命。

1 壓力容器的焊接質(zhì)量概述

壓力容器的焊接質(zhì)量，從某種程度上，就是壓力容器的質(zhì)量。壓力容器對國民生活和工業(yè)都非常重要，它的焊接質(zhì)量影響著整個產(chǎn)品行業(yè)的健康發(fā)展。

壓力容器的焊接控制易出現(xiàn)的問題包括：在壓力容器表面出現(xiàn)幾何缺陷，材料厚度不均，錯邊和角變形等等；焊接過程中由于溫度過高，速度過快，原料拉伸過長等原因造成焊縫邊緣留下凹陷，影響壓力容器的安全運行；坡口邊緣未清理干凈，焊條未按規(guī)則流程烘焙，焊芯銹蝕、電弧吹偏、焊接時間過快、電弧過長等等問題，會導致氣孔的出現(xiàn)，氣孔會大大降低焊縫強度，過大的氣孔會影響金屬致密性，由于氣孔的存在，焊縫的有效截面變小，如果焊接時未焊透或者未焊合，會導致焊縫的間斷和突變，降低焊縫強度，進而導致裂紋的出現(xiàn)，裂紋是焊接質(zhì)量缺陷中危害最大的一種，它的端部會形成尖銳缺口，應力高度集中，裂紋長期處于潮濕或腐蝕性環(huán)境下，極易擴大，破壞壓力容器的性能，嚴重時可能造成巨大的生產(chǎn)安全事故，近年來的壓力容器造成的事故除了操作不當，大多是由于裂紋擴張，引起了容器內(nèi)部的脆性破壞。

2 壓力容器焊接質(zhì)量的控制

（1）從焊接工作人員方面。由于壓力容器的焊接技術(shù)是由手工操作占支配地位的焊條電弧焊和氣體保護焊，所以對操作人員的個人技能和謹慎態(tài)度對焊接質(zhì)量非常重要。自動化技術(shù)很高的埋弧自動化的調(diào)節(jié)和焊接也不能完全離開人的操作，即使半自動化焊接技術(shù)中的電弧沿焊接方向的移動也是靠人員掌控。操作人員的工作態(tài)度對焊接質(zhì)量至關(guān)重要。

因此，要做到壓力容器的焊接質(zhì)量控制，就要對操作人員的質(zhì)量意識和工作素養(yǎng)進行培訓。首先，要做到對焊接工人上崗資格的控制，組織焊接工人在焊接壓力容器前按照《鍋爐、壓力容器、壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》進行培訓、考試、獲得上崗資格，才能進行壓力容器焊接。單位要指定人員檢查和監(jiān)督焊接工作，組織經(jīng)驗豐富的焊接操作人員，根據(jù)實際情況和產(chǎn)品參數(shù)，嚴格執(zhí)行國家標準，對焊接操作人員進行崗位培訓，加強操作人員的質(zhì)量意識，提高操作人員的工作責任感，專職檢查焊接工序。

（2）焊接工藝的質(zhì)量控制。焊接工藝是控制壓力容器焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。壓力容器的質(zhì)量受到焊接工藝非常大的影響，很大程度上壓力容器的質(zhì)量由焊接工藝直接決定，無論是生產(chǎn)制造的成本，還是生產(chǎn)制造過程中的生產(chǎn)效率，都會產(chǎn)生極大的影響。在產(chǎn)品施焊前，對受壓元件的對接焊接接頭、要求全焊透的T形接頭、受壓元件與承載的非受壓元件之間的全焊透的T形接頭、受壓元件的耐腐蝕堆焊層進行焊接工藝評定并根據(jù)所要焊接的壓力容器情況做好相應準備工作，檢查其焊接方法、保護氣體、母材鋼號和厚度、熔敷金屬厚度、預熱、襯墊等是否準備齊全。在焊接過程中要注意焊接規(guī)范參數(shù)對接頭性能的影響，注意焊接電流、電壓與速度的配合，焊接時速度不宜過快，對于薄板自動焊，焊接速度要盡可能地小，焊機軌道應做到盡量平整，選擇適合的電流大小，穩(wěn)定運條手法，嚴格控制焊條角度以及電弧長度，才能得到好的焊縫性能。

（3）焊接材料的選擇和檢驗。精湛的焊接工藝遠遠比不上焊接材料的選擇對焊接質(zhì)量的影響大。焊接材料的選擇要考慮綜合因素，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、焊接工藝、材料剛度等，根據(jù)不同的需要，選擇不同的材料和工藝。不同強度級別的材料焊接，原則上應選擇低強度的焊接材料，特殊情況下可以采用高強度的焊接材料。焊縫金屬合金的選擇，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有較小的回火脆性，嚴格控制焊材中的含碳量，使其符合國家標準，含碳量在0.1%左右，使焊縫具有合格的抗裂性。在焊接前的檢驗程序中，要檢驗材料的質(zhì)量、焊縫組對的間隙、鈍邊的大小、坡口是否清理干凈，以免產(chǎn)生未焊透、焊瘤、氣孔等，影響壓力容器的質(zhì)量。焊接過程中，不要選用十字焊縫，相鄰筒節(jié)間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰的筒節(jié)間的縱縫應錯開，其焊縫中間線之間的外圓弧長一般大于筒體壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口邊緣的水分和油污，嚴格按照規(guī)定保存和烘焙材料。焊條變質(zhì)、銹蝕甚至剝落時，應嚴格控制其進入焊接過程。調(diào)整焊劑的化學成分，焊劑變質(zhì)時要及時清理處理。臨時吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面無裂痕。選擇合理的耐熱鋼材料，材料也符合國家標準，盡量選擇強度高的焊接材料，保證焊縫的力學性能比原材料的力學性能要高。焊接后要進行無損檢測，主要包括外觀檢測、無損探傷、耐壓和致密性檢驗。

（4）焊接環(huán)境的控制。由于壓力容器的焊接經(jīng)常在室外露天進行，經(jīng)常受到外界環(huán)境的影響，可能造成焊接的質(zhì)量問題，當外界環(huán)境不符合規(guī)定要求時，可以進行適當預熱。應避免在潮濕環(huán)境中作業(yè)，以免空氣中的水汽進入熔渣形成氣泡，造成嚴重的隱藏缺陷，甚至可能形成裂紋。

3 結(jié)語

壓力容器焊接質(zhì)量關(guān)系著壓力容器本身的質(zhì)量。壓力容器焊接時易形成表面缺陷、幾何缺陷和焊縫內(nèi)部缺陷，影響壓力容器的質(zhì)量，造成不必要的損失。隨著焊接技術(shù)的不斷進步，良好的焊接工藝層出不窮，但在選擇焊接工藝時，要根據(jù)具體要求完成焊接。在進行壓力容器焊接時，要嚴格把控焊接質(zhì)量，加強焊接工藝的控制選擇，規(guī)范焊接流程，提高操作人員的專業(yè)素質(zhì)，保證壓力容器的焊接質(zhì)量。

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