鍋爐壓力容器焊接技術(shù)要點(diǎn)探討

尹高雷

山東華魯恒升化工股份有限公司 山東德州 253024

低合金中還有較多的合金屬元素，這些元素會增大金屬材料的硬度，尤其是在焊接操作之后，就會出現(xiàn)一定的淬硬傾向，在剛性比較大的時候就會出現(xiàn)裂紋等問題，但這些裂紋不會在短時間內(nèi)顯現(xiàn)出來。在焊接操作的過程中，焊接接頭會在熱影響區(qū)域受到高溫的影響，導(dǎo)致相關(guān)因素殘留在奧氏體內(nèi)，在焊接之后，冷卻相對較快，導(dǎo)致這些因素?zé)o法有效的析出。在進(jìn)行熱處理的過程中，焊接線較小，會因?yàn)轳R氏體出現(xiàn)一些裂紋。但焊接線的能量較大，受熱區(qū)域的晶粒尺寸會逐漸增大，可塑性就會降低。當(dāng)焊接接頭在熱影響區(qū)域內(nèi)會出現(xiàn)一定軟化區(qū)域，嚴(yán)重降低了相關(guān)壓力容器的使用壽命。鍋爐的制造過程比較復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中，需要加強(qiáng)對工藝的控制，尤其是在實(shí)際應(yīng)用中，需要提高工藝技術(shù)的精準(zhǔn)度，加強(qiáng)對金屬材料的選擇和質(zhì)量檢驗(yàn)，從而提升其整體質(zhì)量。鍋爐焊接技術(shù)的水平會直接影響整個鍋爐的整體質(zhì)量，因此，需要不斷優(yōu)化，提升其整體質(zhì)量[1]。

1 壓力容器焊接質(zhì)量缺陷

1.1 外部原因引起的缺陷

我國壓力容器在焊接的過程中，其焊接質(zhì)量缺陷出現(xiàn)的很大因素是外部因素，主要集中于焊接加工的操作中。

1.1.1 焊縫尺寸

壓力容器的焊接工作并不是隨意進(jìn)行的，對焊接的位置和焊接的尺寸都有著嚴(yán)格的規(guī)定?？墒窃趯?shí)際焊接作業(yè)的過程中卻發(fā)現(xiàn)，很多技術(shù)人員對于焊縫尺寸的控制不到位，在焊接的過程中，相關(guān)設(shè)備的操作不規(guī)范、焊接的速度過快，這些都很容易導(dǎo)致焊縫的尺寸出現(xiàn)偏差，使焊縫周圍的結(jié)構(gòu)和材料也受到影響，而焊縫位置存在的預(yù)應(yīng)力又會影響到壓力容器整體的受力均衡。

1.1.2 焊縫裂隙

壓力容器在焊接結(jié)束之后，焊縫位置也很容易出現(xiàn)裂隙，這是比較常見的焊接質(zhì)量問題，對壓力容器質(zhì)量的影響是很大的。焊縫之所以會出現(xiàn)裂隙，一個重要原因是焊接時對其原有結(jié)構(gòu)造成了破壞。

1.1.3 焊接咬邊

在焊接操作過程中，技術(shù)人員需要使用專業(yè)的焊接設(shè)備，在焊接的位置進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)作業(yè)，控制好焊接位置的熱量，使焊邊能夠咬合在一起，從而完成整個焊接流程。但是很多技術(shù)人員在該過程中對焊接的角度和溫度控制并不到位，焊接的電流也可能夠大，這給焊接作業(yè)帶來了很大不便。

1.1.4 焊縫余高

壓力容器的焊接質(zhì)量中也包括了焊縫的詳細(xì)參數(shù)，其中包括了焊縫的余高，如果焊縫的余高過高，就會使應(yīng)力在焊縫的位置集中，從而給其周圍的結(jié)構(gòu)造成了破壞[2]。

1.2 內(nèi)部原因引起的缺陷

在壓力容器的焊接工作中，一些內(nèi)部原因也容易引發(fā)焊接質(zhì)量缺陷，比如焊接加渣或者焊接氣孔現(xiàn)象。焊接渣渣指的是在焊接之前，作業(yè)人員沒有對焊接的表面進(jìn)行清理和平整，使得其表面存在一些銹蝕的金屬和灰塵，而沒有對其進(jìn)行清理就進(jìn)行焊接，這會使得焊縫位置存在著很多的渣滓或污染物，造成焊接質(zhì)量問題。焊接氣孔是焊接過程中比較常見的問題，該問題出現(xiàn)的主要原因是焊接口位置的金屬表面存在油污或金屬銹蝕等問題，使得其冷卻速度提前，焊縫冷卻不到位，進(jìn)而造成氣孔。

2 如何控制鍋爐壓力容器焊接的質(zhì)量

2.1 鍋爐壓力容器焊接的準(zhǔn)備方面材料準(zhǔn)備方面

為了保證鍋爐壓力容器的質(zhì)量以及正常運(yùn)行、在焊接的過程中必須要采用耐熱性鋼材，并且在選擇過程中，要著重注意以下幾個事項(xiàng)。第一是為了保證焊接質(zhì)量的可靠性與質(zhì)量，此耐熱性鋼材的金屬強(qiáng)度指標(biāo)與被焊接鋼材的金屬強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)當(dāng)保持一致，并且就焊縫強(qiáng)度來說，在高溫狀態(tài)下焊接鋼材的強(qiáng)度應(yīng)當(dāng)?shù)扔诨蛘叽笥诒缓附愉摬牡臉?biāo)準(zhǔn)值。第二，是對焊接材料中碳元素含量的需求，由于碳元素不合適的焊接鋼材在焊接過程中會產(chǎn)生金屬裂紋，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量，因此必須要對焊接鋼材中的碳元素進(jìn)行嚴(yán)格檢測與把控，大約在 0.08%-0.12% 之間，以此確保接頭韌性不受影響，實(shí)現(xiàn)焊接工作的保質(zhì)完成。第三是要對焊接鋼材中的其他元素加以控制，比如碳、錳等元素的含量要高于母材，確保二者強(qiáng)度一致；再比如對焊接鋼材中磷、硅等元的進(jìn)行有效控制，使其與母材的回火脆性保持一致。焊接工藝評定及焊接工的準(zhǔn)備方面：焊接工藝評定需要由鍋爐壓力容器的制造廠商自己完成，不能夠相互轉(zhuǎn)讓或借用，這是一種必須進(jìn)行的焊接工藝驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，依托于所用鋼材的焊接性能進(jìn)行，用以驗(yàn)證此單位的焊接設(shè)備以及焊工技能能否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。焊接工方面則是要對焊接工的相關(guān)操作技能能否達(dá)到國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及對相關(guān)證件進(jìn)行檢驗(yàn)。目前我國存在一般壓力容器與管道施焊兩種焊工資格。

2.2 做好焊接工作

在實(shí)際應(yīng)用中，要應(yīng)用氫弧焊的方式，以點(diǎn)焊接的方式開展，為了提升底層焊接的整體運(yùn)行效率，需要格外注意技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，減少裂紋，對底層焊接操作過程進(jìn)行系統(tǒng)的檢測。按照技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，了解鍋爐運(yùn)行過程，一般在低溫省煤器入口管割管檢查。通過測量腐蝕坑深度，檢查內(nèi)部的腐蝕狀態(tài)，必要時要拍照存檔。如果低溫省煤器腐蝕程度很嚴(yán)重，就需要先割取高溫省煤器入口管進(jìn)行檢驗(yàn)，清理聯(lián)箱內(nèi)堆積的鐵渣。鍋爐爐垢成分比較復(fù)雜，不同類型的鍋爐形成的爐垢是完全不同的，有堅硬的，也有松軟的。中層焊接工藝是在開展焊作業(yè)前，對焊縫進(jìn)行檢查，如果要重新進(jìn)行焊接操作，要保障焊接接頭高于地層焊接接頭距離。表層焊接工藝要先觀察焊接厚度，錯開每根焊條的實(shí)際起弧位置與接頭位置，以此保障壓力容器的完整性。這種焊接工藝對焊縫的要求較高，若鍋爐壓力容器的圓滑過渡不過完整，需要在焊后熱處理時，先消除焊接的各種殘余應(yīng)力，避免出現(xiàn)裂紋，在實(shí)際應(yīng)用中，要按照具體的狀況選擇最科學(xué)的熱處理方法。無損檢查是焊接工作的必要環(huán)節(jié)，可以針對性的進(jìn)行表面無損檢查，檢測時要嚴(yán)格控制參數(shù)，檢查后，估算出鍋爐的壽命[3]。

3 結(jié)語

在進(jìn)行鍋爐制造焊接過程中，只要嚴(yán)格進(jìn)行焊接原料的選擇、提升焊接工人的工業(yè)技術(shù)水平、對焊接環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控，同時進(jìn)行相應(yīng)的焊接檢查是完全可以控制焊接質(zhì)量的。只有對鍋爐的焊接質(zhì)量有所保證，才可以大力發(fā)展企業(yè)，保證企業(yè)正常的日常工作。