低溫鋼制壓力容器焊接工藝分析

何忠田

（珠海共同低碳科技股份有限公司，廣東 珠海 519090）

低溫鋼制壓力容器焊接工藝是焊接在低溫環(huán)境下的低應(yīng)力容器，壓力容器的焊接質(zhì)量對(duì)容器的密封性和安全性有著重要影響，在能源、化工行業(yè)低溫鋼制壓力容器使用非常廣泛。我國(guó)低溫鋼制壓力容器焊接工藝水平在不斷提升，其質(zhì)量水平也在不斷提高。在低溫鋼制壓力容器焊接過程中，一定要根據(jù)其技術(shù)要點(diǎn)，滿足其質(zhì)量和密封度要求，確保其符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1 低溫鋼制壓力容器焊接工藝的現(xiàn)狀

在低溫鋼制壓力容器焊接過程中，鋼的韌性與溫度有著正相關(guān)的關(guān)系，溫度越低的情況下鋼的韌性也低。在低溫情況下，鋼質(zhì)材料極易出現(xiàn)破壞性的脆性斷裂。我國(guó)的低溫鋼制壓力容器在能源和化工行業(yè)中有著重要的作用，對(duì)于低溫鋼制壓力容器的抗低溫脆化能力有嚴(yán)格要求，因此低溫鋼制壓力容器的焊接工藝必須得到嚴(yán)格的控制。

（1）低溫鋼制壓力容器焊接的外部質(zhì)量問題。

在我國(guó)的低溫鋼制壓力容器焊接過程中，經(jīng)常出現(xiàn)許多質(zhì)量問題，其中外部焊接質(zhì)量問題包括：由于焊接操作不合理或者焊接技術(shù)不靈活造成的容器局部應(yīng)力增大而出現(xiàn)變形，降低了壓力容器的安全性和密閉性；在焊接工作進(jìn)行時(shí)如果焊接設(shè)備的電流強(qiáng)度不足，就會(huì)導(dǎo)致焊縫寬度變窄，導(dǎo)致焊接尺寸不符合要求，如果焊接設(shè)備的工作電流過大，焊接技術(shù)不規(guī)范，就會(huì)出現(xiàn)咬邊現(xiàn)象；在焊接結(jié)束后沒有按照相關(guān)要求進(jìn)行保溫處理，焊條溫度驟然降低，會(huì)導(dǎo)致焊接材料出現(xiàn)劇烈收縮二出現(xiàn)裂紋或脆斷的現(xiàn)象；焊接工藝不規(guī)范容易使容器出現(xiàn)凹陷[1]。

（2）低溫鋼制壓力容器的內(nèi)部質(zhì)量問題。

內(nèi)部環(huán)節(jié)質(zhì)量問題包括：焊接池內(nèi)的氣泡沒有及時(shí)溢出或者金屬表面的油污會(huì)造成氣孔；由于焊接設(shè)備電流強(qiáng)度不足、焊接操作太快造成焊道不平整；在焊接接頭未完全融化時(shí)，焊接部分之間會(huì)存在一定間隙，不能達(dá)到很好的焊接效果，會(huì)影響到壓力容器的穩(wěn)定性和密封性；低溫環(huán)境下焊接設(shè)備使用正常溫度下的電流進(jìn)行焊接，會(huì)導(dǎo)致焊條融化不完全，形成夾渣、未熔透等現(xiàn)象。

2 低溫鋼制壓力容器焊接工藝技術(shù)要點(diǎn)

（1）焊前預(yù)熱技術(shù)。

在焊接過程中，焊接前的溫度和焊接過程中的鋼材溫度差別較大，就會(huì)造成焊接材料劇烈的熱脹冷縮現(xiàn)象，嚴(yán)重影響到壓力容器的穩(wěn)定性和嚴(yán)密性。要使壓力容器滿足工藝和質(zhì)量要求，就要降低焊接過程與焊接前后的溫差，使得焊接材料收縮均勻，在焊接過程中使其均勻升溫。保證焊接前與焊接過程中的溫度穩(wěn)定性，使壓力容器趨于穩(wěn)定性。

（2）焊后熱處理的質(zhì)量控制。

在焊件熱處理過程中，對(duì)焊接材料進(jìn)行保溫可以減少焊接材料的裂縫，防止裂縫對(duì)焊接工藝的質(zhì)量和效果產(chǎn)生影響。對(duì)焊接材料進(jìn)行二次加熱，可以減少焊接材料斷裂的情況發(fā)生，在焊接完成后將材料進(jìn)行二次加熱，可以使得焊接材料不會(huì)因?yàn)闅鉁伢E降產(chǎn)生裂紋，因此焊后加熱對(duì)焊接質(zhì)量具有非常明顯的作用[2]。

（3）完善低溫鋼制材料的管理制度。

低溫鋼制材料的管理對(duì)于焊接工藝的順利實(shí)施具有重要的作用，低溫鋼材的現(xiàn)場(chǎng)管理需要制定全面的管理制度，在施工現(xiàn)場(chǎng)絕不能將低溫鋼與普通鋼材相混淆，避免埋下安全隱患，重視低溫鋼表面的質(zhì)量，在存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程中要將鋼材表面使用顏色進(jìn)行分類標(biāo)記，管理人員要隨時(shí)監(jiān)督，避免低溫鋼材表面做鋼標(biāo)，管理低溫鋼和焊條的技術(shù)人員要熟悉低溫鋼和焊條的區(qū)別，避免混淆[3]。低溫鋼材的采購(gòu)和使用必須使用專門的記錄，并做好剩余材料的管理和遷移工作，低溫鋼材料要根據(jù)批號(hào)和尺寸分類，與地面之間的距離不能小于300毫米，嚴(yán)禁直接將低溫鋼放置在地面上。

（4）選擇合適的焊接方法

低溫鋼制壓力容器的焊接方法主要包括電極電弧焊和埋弧焊，在焊條使用前必須保證其完全干燥，將其放入便攜式保溫管中，焊接材料采購(gòu)前必須進(jìn)行質(zhì)量檢查，檢測(cè)焊接材料的質(zhì)量，保證低溫焊接材料的制作符合相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確保材料供應(yīng)商擁有合法營(yíng)業(yè)執(zhí)照和材料制造商的銷售授權(quán)書，低溫鋼壓力容器焊接工藝在選擇焊接材料時(shí)要保證材料具備以下要求：焊縫中含有有害雜質(zhì)少的焊接材料，焊接材料的選擇要關(guān)注低溫焊接金屬的韌性[4]。

（5）低溫鋼制冷裂紋的防治措施

低溫鋼制冷裂紋的防治措施包括減少氫氣源，選擇低氫焊條，置于空氣中4h必須干燥，保證完全干燥保存并且最多干燥一次，焊前預(yù)熱后要做到緩慢冷卻，并及時(shí)進(jìn)行焊后熱處理，非焊接部位不能進(jìn)行點(diǎn)焊。

要減少裂紋的產(chǎn)生，減少安全隱患，就要使用正確的焊接參數(shù)，出現(xiàn)裂紋時(shí)要及時(shí)用砂輪完全拋光去除，避免再次進(jìn)行出現(xiàn)裂紋，將凹坑移動(dòng)到焊件外部。

（6）焊后保溫和防風(fēng)技術(shù)

在焊接完成后可以采取包裹容器的方式進(jìn)行保溫，減少焊接材料出現(xiàn)裂縫和脆斷現(xiàn)象，同時(shí)可以有效控制焊接后的鋼制材料的散熱，防止溫差過大影響到焊接工藝的效果。

焊接時(shí)的低溫環(huán)境會(huì)對(duì)焊條的加熱效果產(chǎn)生影響，出現(xiàn)夾渣、未熔透等現(xiàn)象。低溫環(huán)境下一定要注意防風(fēng)，防止焊接過程出現(xiàn)偏差，在焊接過程中選擇適當(dāng)?shù)姆里L(fēng)場(chǎng)所或防風(fēng)設(shè)備，提升焊接環(huán)境溫度，減少焊接前后的溫差。

低溫鋼制壓力容器焊接是一項(xiàng)具有高度專業(yè)性的技術(shù)工藝，對(duì)石油、化工等行業(yè)有重要作用。在低溫鋼制壓力容器的焊接過程中，要保證壓力容器的密閉性和安全性，保證其在使用中的質(zhì)量安全和使用壽命，就要嚴(yán)格按照行業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和焊接流程，做好在焊接前后的材料管理和質(zhì)量管理，保證壓力容器焊接質(zhì)量，提高低溫鋼制壓力容器焊接工藝水平。