化工機(jī)械壓力容器制造中焊接質(zhì)量的控制

薛振華

摘 要：壓力容器焊接是其制造生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量直接關(guān)系著容器的強(qiáng)度和氣密性。本文在闡述壓力容器焊接作用的基礎(chǔ)上，就壓力容器焊接中常見的質(zhì)量問題展開分析，同時(shí)指出化工機(jī)械壓力容器制造中焊接質(zhì)量控制策略。期望能進(jìn)一步提升壓力容器焊接質(zhì)量，為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供有效支撐。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械;壓力容器;焊接;缺陷;質(zhì)量控制

作為一種密閉設(shè)備，壓力容器具有加強(qiáng)的承壓能力，其在石油化工、冶金、機(jī)械等領(lǐng)域的氣體、體液盛裝中發(fā)揮著重要作用。在化工機(jī)械壓力容器生產(chǎn)中，容器焊接環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制至關(guān)重要，其不僅關(guān)系著容器本身的強(qiáng)度和氣密性，而且對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)安全具有深刻影響。然而受焊接工藝應(yīng)用、焊接環(huán)境等諸多因素的影響，實(shí)際焊接中容易出現(xiàn)氣孔、夾渣、裂縫等質(zhì)量缺陷，故而有必要進(jìn)行壓力容器焊接過程質(zhì)量的綜合管理。

1 壓力容器焊接常見的質(zhì)量問題

1.1 氣孔

氣孔是壓力容器焊接中常見的質(zhì)量缺陷。進(jìn)行容器焊接操作時(shí)，一旦熔池中的氣泡未在凝固前逸出，則會(huì)在焊接處留下一定的空穴，此即為焊接氣孔。造成焊接氣孔的原因包括：其一，焊接初期階段，未對(duì)材料進(jìn)行系統(tǒng)檢查，致使焊接坡口有水漬、油污、鐵銹等污物;其二，受焊條、焊劑保管缺陷的影響，焊芯存在一定的銹蝕或是藥皮變質(zhì)、剝落問題;其三，當(dāng)熔渣黏度較大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致熔池中的氣泡難以逸出，最終這些氣泡會(huì)留在焊縫中形成氣孔。其四，焊接工藝應(yīng)用不當(dāng)也會(huì)引起氣孔，如采用低氫型焊條材料時(shí)，如果焊速過快或者電弧過長，則容易引起焊接氣孔[1]。

1.2 夾渣

夾渣指的是焊縫中殘留熔渣的一種問題，其會(huì)降低焊縫金屬的強(qiáng)度和嚴(yán)密性，影響容器使用安全性，危害較大。通常，焊接速度過快、焊縫邊緣存在熔渣是造成溶劑焊接夾渣缺陷的重要原因，此外，焊接坡口角度選擇不當(dāng)、焊接電流不充、堿性焊條極性異常等因素也可能導(dǎo)致夾渣問題產(chǎn)生。

1.3 裂紋

壓力容器本質(zhì)上是一種具備壓力承載能力的密閉式設(shè)備，主要用來盛裝氣體或者液體。當(dāng)容器焊縫出現(xiàn)裂紋時(shí)，造成盛裝氣體、液體散逸，不僅影響了化工機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作，而且對(duì)設(shè)備安全性造成較大威脅[2]。按照裂紋位置不同，壓力容器的焊接裂紋可分為熔合區(qū)裂紋、根部裂紋、弧坑裂紋和熱影響區(qū)裂紋。從裂紋出現(xiàn)機(jī)理來看，其與焊接過程中的溫度、濕度、及焊接時(shí)間具有較大關(guān)聯(lián)。當(dāng)焊接處溫度過高時(shí)，容易產(chǎn)生熱裂紋;此類裂紋一般處于固定的即焊縫中，此外，在熱影響區(qū)也較為常見。裂紋包含平行、垂直焊紋兩種形態(tài)，危害較大。當(dāng)完成焊接構(gòu)建冷卻未達(dá)標(biāo)，瞬間觸碰到冷卻水時(shí)，可能引發(fā)一定的裂紋。此外，焊接時(shí)間過短可能造成焊接質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，而當(dāng)焊接時(shí)間過長時(shí)，容易使得鋼材物化性質(zhì)發(fā)生變化，從而引起裂紋。

1.4 未熔合

壓力容器焊接未重合分為坡口未熔合、焊道之間未熔合、焊縫根部未熔合等類型。該缺陷形成原因包括：其一，電流太小或焊速過快導(dǎo)致能量不足;其二，電流過大使得母材未到融化溫度焊條就已經(jīng)覆蓋上去;其三，焊接坡口有油污、銹蝕問題;其四，焊接過程存在磁偏吹、焊條偏弧等操作問題。

2 化工機(jī)械壓力容器制造中焊接質(zhì)量策略

2.1 注重焊接材料管理

焊接材料是影響壓力容器焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)條件，其能從源頭上減少壓力容器的質(zhì)量缺陷，提升容器焊接質(zhì)量。針對(duì)焊接材料管理，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的材料管理標(biāo)準(zhǔn)和管理流程，同時(shí)實(shí)現(xiàn)材料保存、方法、使用、回收全過程的綜合管理。其次，應(yīng)加大特殊材料的管理，如針對(duì)低氫型焊條材料、堿性焊條、焊劑等材料，應(yīng)按照相應(yīng)的保存標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)管理，同時(shí)采用專業(yè)化的烘干設(shè)備以及溫度計(jì)控制材料室溫度濕度，避免材料變性。此外，在材料使用階段，應(yīng)就材料質(zhì)量、規(guī)格、清潔程度進(jìn)行檢查，尤其是在焊接坡口檢查中，嚴(yán)禁坡口有水漬、油污、鐵銹等物質(zhì)，保證材料焊接質(zhì)量。

2.2 規(guī)范焊接設(shè)備管理

焊接設(shè)備是影響壓力容器焊接質(zhì)量的重要因素;當(dāng)焊接設(shè)備存在故障損壞問題時(shí)，會(huì)直接降低壓力容器的焊接質(zhì)量。焊接設(shè)備管理中，先就就各種設(shè)備的參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行管理，如針對(duì)威歐丁250便攜式電焊機(jī)、ZX7315電焊機(jī)、ZX7630電焊機(jī)等設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)其電壓、電流的變動(dòng)監(jiān)測(cè)，為焊接操作奠定良好基礎(chǔ)。同時(shí)，應(yīng)建立設(shè)備使用登記和臺(tái)賬管理制度，確保設(shè)備調(diào)用、管理的規(guī)范化。此外，壓力容器焊接還涉及一定的輔助設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)這些輔助設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，避免因設(shè)備誤差造成容器焊接質(zhì)量缺陷。

2.3 加強(qiáng)焊接技術(shù)管理

焊接技術(shù)是影響壓力容器焊接質(zhì)量的核心因素。在實(shí)際焊接中，應(yīng)嚴(yán)格按照國家相關(guān)方面的規(guī)定和要求進(jìn)行焊接操作，同時(shí)，針對(duì)具體容器的焊接，應(yīng)制定科學(xué)合理的焊接工藝評(píng)審方案及指導(dǎo)書，并對(duì)相應(yīng)工藝進(jìn)行測(cè)評(píng)、復(fù)審，確保焊接工藝應(yīng)用的規(guī)范性。此外，實(shí)際焊接工藝應(yīng)用應(yīng)預(yù)留試樣，并將試樣存放于實(shí)驗(yàn)室中，為后期質(zhì)量驗(yàn)證提供依據(jù)。需注意的是，壓力容器具體焊接工藝應(yīng)用中，還應(yīng)注重焊接缺陷問題的有有效處理。

2.3.1 氣孔預(yù)防處理

針對(duì)焊接氣孔問題，在缺陷預(yù)防處理中應(yīng)注意以下要點(diǎn)：其一，焊接過程中，注重焊接電流、速度的系統(tǒng)管理，同時(shí)嚴(yán)格按照相關(guān)工藝參數(shù)，控制熔渣黏稠度，為正式焊接做好準(zhǔn)備;其二，進(jìn)行焊接材料坡口邊緣位置的有效清理，嚴(yán)禁坡口位置有水份、油污以及銹跡;其三，為避免存放的材料失效，應(yīng)在焊接前，對(duì)焊條、焊劑進(jìn)行烘干處理，同時(shí)將烘干后的材料放在保溫桶中，避免其再次吸水;其四，嚴(yán)格控制特殊材料焊接工藝，如采用低氫型焊條時(shí)，合理地對(duì)焊接速度和電弧長度進(jìn)行控制，確保焊接工藝參數(shù)與材料性質(zhì)的匹配性。

2.3.2 夾渣、裂紋、未熔合預(yù)防處理

在夾渣問題處理中，可在合理控制焊接電流與速度的基礎(chǔ)上，控制焊條擺動(dòng)頻率;同時(shí)應(yīng)適當(dāng)調(diào)整坡口尺寸，并加強(qiáng)多層焊接工藝應(yīng)用;焊接過程中，仔細(xì)清理焊渣，徹底解決焊接夾渣問題。而針對(duì)壓力容器焊接部位裂紋問題，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焊接的溫度、濕度、時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)管理，同時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)焊縫化學(xué)成分，不斷改善焊縫組織，如減少硫、磷等物質(zhì)，降低鋼材碳含量等。焊接過程還應(yīng)合理選擇焊接方法，如利用多層焊防治中心線裂紋、控制焊接應(yīng)力解決收弧過程弧坑問題等。針對(duì)未熔合問題，應(yīng)注重焊接材料檢查，避免材料污損，此外，應(yīng)控制焊接電流，消除磁偏吹、焊條偏弧等問題。需注意的是，為進(jìn)一步提升壓力容器焊接質(zhì)量，還應(yīng)注重接管自動(dòng)焊接技術(shù)的有效應(yīng)用，該技術(shù)將焊接容器焊接分為接管和筒體、接管和封頭兩個(gè)焊接部分，在焊接中，基于焊接參數(shù)數(shù)學(xué)模型，自動(dòng)化、智能化的進(jìn)行焊接技術(shù)應(yīng)用和參數(shù)調(diào)整，最終焊槍在接管外壁中進(jìn)行自動(dòng)尋位，確保了焊接的精準(zhǔn)性，提升了焊接容器質(zhì)量[3]。

2.4 提升焊工專業(yè)素養(yǎng)

焊工自身的專業(yè)能力對(duì)于壓力容器焊接具有較大影響?；C(jī)械企業(yè)在進(jìn)行焊工招聘時(shí)，應(yīng)提升準(zhǔn)入門檻，并對(duì)招聘的焊工進(jìn)行考核，確保其具有相應(yīng)的資質(zhì)。其次，在壓力容器焊接前，應(yīng)做好技術(shù)交底工作，同時(shí)對(duì)焊工進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保其了解壓力容器焊接生產(chǎn)的相關(guān)規(guī)范，最后在實(shí)際焊接中，應(yīng)對(duì)焊接人員的操作進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，通過焊接檢驗(yàn)員和焊接工程師層層監(jiān)管，并貫徹落實(shí)獎(jiǎng)懲責(zé)任制，不斷提升壓力容器的焊接質(zhì)量。

3 結(jié)論

壓力容器焊接對(duì)于自身整體加工質(zhì)量具有深刻影響。新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，我國化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，化工機(jī)械設(shè)備對(duì)于壓力容器的質(zhì)量需要不斷提升。在壓力容器制造中，人們只有充分認(rèn)識(shí)到壓力容器焊接的作用，并在分析當(dāng)前容器焊接質(zhì)量問題的基礎(chǔ)上，從材料、設(shè)備、技術(shù)、人員等層面進(jìn)行系統(tǒng)管理，這樣才能有效地提升壓力容器焊接質(zhì)量，制造出高品質(zhì)的壓力容器，進(jìn)而促進(jìn)化工產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]劉洋，趙晶，李楠，等.淺析壓力容器制造的質(zhì)量控制要點(diǎn)[J].中國設(shè)備工程，2019（12）：202-203.

[3]鄒濤.壓力容器焊接與質(zhì)量控制研究[J].中國化工貿(mào)易，2019，11（3）：172.