淺析壓力容器焊接質(zhì)量控制

葛光耀 楊崇宇

摘要：在壓力容器制造中，焊接是其中一道重要工序。焊接質(zhì)量直接影響到壓力容器質(zhì)量。只有認(rèn)真對待焊接施工的每一個環(huán)節(jié)，對焊接全過程進(jìn)行質(zhì)量控制，才能保障壓力容器的質(zhì)量。基于此，本文從壓力容器的焊接質(zhì)量控制要求、施焊人員的控制、焊接設(shè)備的控制、母材和焊接材料的控制分析了壓力容器焊接質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：壓力容器;焊接;質(zhì)量控制

1焊接質(zhì)量控制要求

制造單位建立完善的質(zhì)量保證體系，有效的運行《質(zhì)保手冊》、《程序文件》、《管理制度》及具有見證性的質(zhì)量運行資料，確保焊接過程處于穩(wěn)定的受控狀態(tài)。相關(guān)專業(yè)質(zhì)量控制責(zé)任師對合同、施工圖紙進(jìn)行評審，依據(jù)合同、施工圖紙、相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及法律法規(guī)編制具有針對性的《焊接工藝》，作為焊接質(zhì)量控制依據(jù)。

制造單位應(yīng)具備滿足施工監(jiān)測、計量、試驗手段。

2施焊人員的控制

從事壓力容器焊接作業(yè)的人員（以下簡稱焊工），應(yīng)按照有關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的規(guī)定考核合格，取得相應(yīng)項目的《特種設(shè)備作業(yè)人員證》，方能在有效期間內(nèi)擔(dān)任合格項目范圍內(nèi)的焊接工作。焊工應(yīng)按照焊接工藝規(guī)程或者焊接作業(yè)指導(dǎo)書施焊，并且做好施焊記錄，制造單位的檢驗人員應(yīng)當(dāng)對實際的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行檢查。應(yīng)當(dāng)在壓力容器受壓組件焊縫附件的指定部位打上焊工代號鋼印，或者在焊接記錄（含焊縫布置圖）中記錄焊工代號，焊接記錄列入產(chǎn)品質(zhì)量證明文件。

3焊接設(shè)備的控制

焊接設(shè)備必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并完整配套。新增設(shè)備及工藝裝備應(yīng)經(jīng)驗收、調(diào)試合格后，方可使用。建立完整的焊接設(shè)備檔案，及時填寫設(shè)備保養(yǎng)記錄。焊接設(shè)備及工藝裝備必須與其承擔(dān)的任務(wù)相適應(yīng)。焊接設(shè)備必須配備完善的數(shù)據(jù)測量與讀取裝置，測量與讀取裝置必須在檢驗有效期內(nèi)。焊接設(shè)備及工藝裝備應(yīng)按相應(yīng)的《管理制度》進(jìn)行管理，對不合格的設(shè)備進(jìn)行隔離，嚴(yán)禁使用。

4母材和焊接材料的控制

4.1母材的控制

選擇符合圖紙要求的母材，壓力容器用材料的質(zhì)量、規(guī)格與標(biāo)志，應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。壓力容器專用鋼板（帶）的制造單位應(yīng)取得相應(yīng)的特種設(shè)備制造許可證。境外牌號材料的使用應(yīng)符合《特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范》2.9條規(guī)定。用于制造壓力容器受壓組件的材料在分割前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行標(biāo)志移植。材料的代用應(yīng)當(dāng)事先取得原設(shè)計單位的書面批準(zhǔn)，并且在竣工圖上做詳細(xì)記錄。

4.2焊接材料的控制

選擇與母材相匹配的焊接材料，焊接材料應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。用于制造壓力容器受壓組件的焊接材料，應(yīng)當(dāng)保證焊縫金屬的力學(xué)性能高于或者等于母材的限制，當(dāng)需要時，其他性能也不得低于母材的相應(yīng)要求。焊接檢驗人員對壓力容器制造所用焊接材料按要求進(jìn)行入廠檢驗，檢驗合格的焊接材料必須存放在專用的庫房內(nèi)。庫房設(shè)立除濕機，保持干燥，相對濕度不得大于60%，溫度不得低于5℃。存放焊條、焊劑的貨架必須離開墻壁和地面300mm以上，不同牌號、規(guī)格和批號的焊接材料應(yīng)分開放置，并應(yīng)有明顯的標(biāo)記。對于不合格的焊接材料應(yīng)按規(guī)定標(biāo)識及時隔離，嚴(yán)禁使用。制造單位應(yīng)建立并且嚴(yán)格執(zhí)行焊接材料驗收、復(fù)驗、保管、烘干、發(fā)放和回收制度。焊材應(yīng)按設(shè)計圖焊縫編號發(fā)放與領(lǐng)用，焊材的使用情況必須有見證資料。

5焊接工藝評定

壓力容器產(chǎn)品施焊前，受壓組件焊縫、與受壓組件相焊的焊縫、熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊縫、受壓組件母材表面堆焊與補焊，以及上述焊縫的返修焊縫都應(yīng)當(dāng)進(jìn)行焊接工藝評定或者具有經(jīng)過評定合格的焊接工藝規(guī)程支持。壓力容器的焊接工藝評定應(yīng)符合NB/T47014-2011《承壓設(shè)備焊接工藝評定》的要求。監(jiān)檢人員應(yīng)當(dāng)對焊接工藝的評定過程進(jìn)行監(jiān)督。焊接工藝評定完成后，焊接工藝評定報告和焊接工藝規(guī)程應(yīng)當(dāng)由制造單位焊接責(zé)任工程師審核，技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，經(jīng)過監(jiān)檢人員簽字確認(rèn)后存入技術(shù)檔案。焊接工藝評定技術(shù)檔案應(yīng)當(dāng)保存至該工藝評定失效為止，焊接工藝評定試樣應(yīng)至少保存5年。不得引用外單位的工藝評定，亦不得將工藝評定委托外單位進(jìn)行。其中試樣加工、理化試驗允許委托有資格的單位進(jìn)行。

6焊接過程控制

制定詳細(xì)的《焊接過程控制》及《焊接管理制度》，對焊接的每個程序進(jìn)行嚴(yán)格控制。焊接前應(yīng)按圖樣及工藝文件要求編制焊接工藝規(guī)程，焊工應(yīng)按圖樣、工藝文件、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施焊。

6.1焊接環(huán)境

焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時，須采取有效防護(hù)措施，否則禁止施焊。風(fēng)速：氣體保護(hù)焊時大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s;相對濕度大于90%;雨雪環(huán)境;焊件溫度低于-20℃。焊件溫度為0～-20℃時，應(yīng)在始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱到15℃。焊件坡口及其附近區(qū)域焊接前按規(guī)定進(jìn)行表面清理至呈現(xiàn)金屬光澤，在規(guī)定時間內(nèi)焊接，防止再次污損。

容器筒體焊接時應(yīng)設(shè)立引弧板，禁止在非焊接部位引弧，縱焊縫應(yīng)在引弧板上收弧，弧坑應(yīng)填滿。引弧板、引出板、產(chǎn)品試板不應(yīng)錘擊拆除。焊件裝配點焊由擔(dān)任焊接的焊工進(jìn)行，點焊質(zhì)量要求焊工領(lǐng)用烘干的焊條，必須承裝在保溫桶內(nèi)，在規(guī)定時間內(nèi)未使用完畢的焊條及時送交焊材庫，按規(guī)定進(jìn)行處理。同一工位只允許擺放一種牌號焊接材料。如焊接件需要一種以上牌號的焊接材料時，應(yīng)采取嚴(yán)格措施，防止混料和錯用。焊口應(yīng)進(jìn)行連續(xù)施焊，若被迫中斷，應(yīng)采取放裂紋措施。再次施焊時，應(yīng)仔細(xì)檢查并經(jīng)檢查人員確認(rèn)無缺陷后，方可繼續(xù)施焊。施焊過程中應(yīng)控制層間溫度不超過規(guī)定的范圍。當(dāng)焊件有預(yù)熱要求時，應(yīng)控制層間溫度不得低于預(yù)熱溫度。

6.2后熱

對冷裂紋敏感性較大的低合金鋼和拘束度較大的焊件應(yīng)采取后熱措施。后熱應(yīng)在焊后立即進(jìn)行。后熱溫度一般為200～300℃，保溫時間與焊縫厚度有關(guān)，一般不低于0.5h。若焊后立即進(jìn)行熱處理則可不做后熱。后熱工藝參數(shù)按工藝管理規(guī)定進(jìn)行控制，其記錄由檢查員簽字確認(rèn)。壓力容器及其受壓組件應(yīng)按照設(shè)計圖樣和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程要求進(jìn)行焊后熱處理。熱處理在耐壓試驗前進(jìn)行。熱處理裝置配有自動記錄曲線的測溫儀表，并且繪制熱處理的時間與溫度關(guān)系曲線。工藝參數(shù)按工藝管理規(guī)定進(jìn)行控制，其記錄由檢查員簽字確認(rèn)。所有的施工過程應(yīng)及時、有效的記錄并填寫見證資料。

7焊接檢驗及返修

焊接完畢后必須由質(zhì)檢部門組織取得相應(yīng)資格證書的檢測人員進(jìn)行檢測，檢查結(jié)果應(yīng)符合相應(yīng)技術(shù)規(guī)范要去。焊接接頭的的無損檢測方法、數(shù)量、執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)及級別應(yīng)由設(shè)計文件確定。無算檢測應(yīng)遵照國家或行業(yè)相應(yīng)的規(guī)程規(guī)定。當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊接接頭存在不允許的缺陷時，應(yīng)進(jìn)行返修焊接。分析缺陷產(chǎn)生的原因，提出相應(yīng)的返修方案。返修應(yīng)按照相關(guān)焊接工藝規(guī)程編制焊接工藝評定，或者具有經(jīng)過評定合格的焊接工藝規(guī)程支持，施焊時應(yīng)當(dāng)有詳盡的返修記錄。焊縫同一部位的返修次數(shù)不宜超過2次，如超過2次，返修前應(yīng)當(dāng)經(jīng)過制造單位技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)，并且將返修的次數(shù)、部位、返修情況記入壓力容器質(zhì)量證明文件。要求焊后消除應(yīng)力熱處理的壓力容器，一般應(yīng)當(dāng)在熱處理前焊接返修，如在熱處理后進(jìn)行焊接返修，應(yīng)當(dāng)根據(jù)補焊深度確定是否需要進(jìn)行消除應(yīng)力處理。返修后的焊縫其外形應(yīng)與原焊縫一致，并按規(guī)定對返修區(qū)進(jìn)行外觀和無損檢測，且符合質(zhì)量要求。

參考文獻(xiàn)

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