壓力容器焊接檢驗(yàn)要求及控制

閆實(shí)

本溪市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)所 遼寧本溪 117000

闡述了壓力容器焊接的主要控制環(huán)節(jié)（焊前檢驗(yàn)、焊接檢驗(yàn)、焊后檢驗(yàn)），提出了焊接控制點(diǎn)的要求和加強(qiáng)產(chǎn)品焊接焊接檢驗(yàn)的重要性。焊接質(zhì)量對(duì)壓力容器的安全有著很大的影響，因?yàn)樵趬毫θ萜髦袝?huì)經(jīng)常使用到焊接技術(shù)。雖然在焊接壓力容器技術(shù)方面有了一些進(jìn)步的，但質(zhì)量控制優(yōu)化仍有很大的空間。因此，有必要對(duì)當(dāng)前壓力容器的焊接技術(shù)及焊接工藝中的不足進(jìn)行深入分析。采取精細(xì)化管理手段，對(duì)人員、制度、管理等進(jìn)行有針對(duì)性的改革創(chuàng)新，全面提高焊接技能，只有積極的應(yīng)用先進(jìn)的技術(shù)才能完成對(duì)人員以及焊接工藝的管控，從而整體將質(zhì)量提升。保證焊接質(zhì)量管理的實(shí)施可以順利開展，從而將焊接質(zhì)量管理水平不斷的提高，而壓力容器產(chǎn)品的質(zhì)量也得以提升。

1 壓力容器焊接過程中存在的問題及原因

1.1 焊接夾渣不良

在壓力容器焊接的過程中有一種非常常見的問題就是夾渣，主要特征是，在焊縫處留有殘?jiān)@對(duì)于外觀還是質(zhì)量來說都有著一定的影響。

包含焊渣的原因有很多。一是焊接過程中電流參數(shù)調(diào)整小，金屬熔池升溫慢，溫度低。熔池不能在液態(tài)金屬之前有效上浮原因是液態(tài)金屬的粘度比較高，

只要焊接的速度足夠快，那么在凝固的過程中就不會(huì)出現(xiàn)焊渣。第二是必須使用焊接電極來輔助焊接過程。焊接電極通常包括酸性和堿性電極，不同類型的電極有不同的電流要求。如果電流設(shè)置不規(guī)范、不合理，會(huì)造成壓力容器內(nèi)夾渣；三、由于壓力容器的特殊結(jié)構(gòu)許多壓力容器接受多層或兩層結(jié)構(gòu)。多層焊接時(shí)，如果及時(shí)徹底清理焊接面，焊劑或殘留物會(huì)殘留在焊縫上形成熔渣[1]。

1.2 焊接氣孔不良

同樣在焊接壓力容器的時(shí)候，氣孔問題在其中也扮演了不一樣的角色。在焊接過程中會(huì)造成很多的氣孔產(chǎn)生，這種氣孔多出存在于表面或者分布在內(nèi)部。

內(nèi)部毛孔往往不易發(fā)現(xiàn)，因此錯(cuò)過了修復(fù)它們的最佳時(shí)機(jī)。對(duì)壓力容器質(zhì)量的影響，同時(shí)在焊接的同時(shí)容易產(chǎn)生氣孔。

此外，外部空氣將繼續(xù)混合。如果在焊接前金屬熔池凝固之前氣體沒有被有效排出，形成一個(gè)Stomat。其次，焊接時(shí)風(fēng)向和風(fēng)向也會(huì)造成氣體混入熔池中，產(chǎn)生不良?xì)饪?；第三，由于原材料問題，焊接原材料本身含有雜質(zhì)，這些殘留物也會(huì)造成氣孔缺陷；第四、放氣速度跟不上熔池凝固的速度，這就是為什么剩余的氣體不能及時(shí)排出而產(chǎn)生氣孔問題的原因。

1.3 焊接咬邊不良

在壓力容器焊接的同時(shí)咬邊問題也是質(zhì)量的欠缺等，修邊的原因也是很多的。①當(dāng)前焊接人員設(shè)置不規(guī)范，焊接方法不夠科學(xué)，焊接角度控制不當(dāng)；②熔焊時(shí)，熔池受表面張力和自身重力的影響，在焊接和立焊時(shí)發(fā)生切邊。同時(shí)，在壓力容器的角部焊接時(shí)，由于重力和應(yīng)力的影響，可能會(huì)出現(xiàn)咬邊缺陷；③壓力容器焊接通電時(shí)，如果焊接容器的接線位置有位移偏差，會(huì)引起電弧的形成。偏離原軌道，形成咬邊缺陷；④焊接速度控制不好。如果熔池填滿太快，就會(huì)造成焊接深度不夠，造成咬邊缺陷[2]。

2 壓力容器焊接質(zhì)量管理中存在的問題

2.1 質(zhì)量管理制度存漏洞，質(zhì)量管理執(zhí)行力度不足

在壓力容易生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)是，就是焊接質(zhì)量管理它影響著壓力容器功能。隨著行業(yè)的發(fā)展，焊接工藝和焊接材料也在不斷更新和完善。但是，在壓力容器焊接質(zhì)量控制的細(xì)節(jié)上還有很大的優(yōu)化空間。壓力容器管理質(zhì)量還存在一定的問題，主要表現(xiàn)在幾個(gè)方面。

①質(zhì)量控制體系不夠全面。目前，在壓力容器焊接生產(chǎn)中已經(jīng)產(chǎn)生了許多新材料、新工藝和新技術(shù)。適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制的細(xì)節(jié)和重點(diǎn)也發(fā)生了變化，但質(zhì)量管理體系沒有針對(duì)性，導(dǎo)致質(zhì)量控制體系的指導(dǎo)性和可操作性。②質(zhì)量控制人員因素。公司始終把焊接進(jìn)度和焊接成本放在首位。然而，質(zhì)量控制的重要性并未得到充分認(rèn)識(shí)，質(zhì)量管理中相應(yīng)的獎(jiǎng)懲制度也不清楚，導(dǎo)致質(zhì)量控制人員的流失。責(zé)任心不強(qiáng)，積極性不高，導(dǎo)致質(zhì)量管理體系執(zhí)行效率低下，質(zhì)量管理效果不佳[3]。

2.2 焊接作業(yè)隊(duì)伍專業(yè)技術(shù)水平參差不齊

壓力容器是專用工具，焊接工藝也屬于特殊作業(yè)。根據(jù)該行業(yè)的具體情況，焊接操作人員必須具備良好的理論知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。對(duì)于點(diǎn)壓力容器的不同要求和操作質(zhì)量清楚地了解這一點(diǎn)，您將能夠應(yīng)用現(xiàn)有的焊接質(zhì)量管理規(guī)定。①焊接隊(duì)伍專業(yè)技術(shù)水平參差不齊的現(xiàn)象更加嚴(yán)重。壓力容器的焊接位置比較困難，工作內(nèi)容繁瑣[4]。焊接團(tuán)隊(duì)更加機(jī)動(dòng)，頻繁更換焊接位置不利于質(zhì)量管理體系的建立。焊接的實(shí)施，由于部分焊工受自身意識(shí)和文化水平的限制，在接受新的焊接工藝方面提高專業(yè)技能的意愿有限，導(dǎo)致焊接水平較低。②公司對(duì)焊接操作人員缺乏足夠的培訓(xùn)。不同的罐體焊接要求和焊接工藝不同，質(zhì)量控制的側(cè)重點(diǎn)也會(huì)大不相同。但是，公司對(duì)員工的專業(yè)培訓(xùn)是不夠的，有的還只是新的。參會(huì)人員不了解罐體焊接的要點(diǎn)和要點(diǎn)，質(zhì)量意識(shí)差。如果不按照焊接工藝要求，電流調(diào)節(jié)控制不到位，焊接工藝隨意，焊接工藝質(zhì)量要求不明確和盲目[5]。

2.3 焊接操作過程管理不嚴(yán)，檢測(cè)水平落后

焊接壓力容器的過程需要高水平的專業(yè)技術(shù)和高度的質(zhì)量意識(shí)。根據(jù)壓力容器產(chǎn)品的具體形狀，焊接過程中任何一個(gè)細(xì)節(jié)上的任何故障都會(huì)引起不同程度的質(zhì)量問題，從而導(dǎo)致后期出現(xiàn)問題，用于掩埋安全隱患。目前在焊接壓力容器的具體過程中，對(duì)焊接操作的過程控制和監(jiān)督不嚴(yán)格，沒有按照壓力容器的質(zhì)量要求對(duì)焊接過程進(jìn)行有效監(jiān)控。此外，壓力容器的質(zhì)量檢驗(yàn)水平和檢驗(yàn)手段還比較落后，檢驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)理念和方法缺乏應(yīng)用，導(dǎo)致一些質(zhì)量隱患沒有被發(fā)現(xiàn)，不能有效處理。

2.4 施工工藝因素

在焊接和安裝壓力容器時(shí)，需要根據(jù)壓力容器材料的種類和厚度以及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采用合適的焊接工藝。如果建設(shè)單位不綜合考慮各種問題，采用不合適的焊接工藝或施工方案，自然就無法有效保證焊接質(zhì)量。另外，如果焊件表面在焊前沒有清理干凈，在焊接施工過程中，各種雜質(zhì)會(huì)影響焊接過程的質(zhì)量。另外，在壓力容器的焊接和安裝過程中，如果焊工不檢查焊接設(shè)備，特別是保護(hù)氬氣裝置的功能，在焊接過程中可能無法及時(shí)產(chǎn)生氬氣保護(hù)氣體，嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量[6]。

3 焊前檢驗(yàn)

3.1 焊材

焊材應(yīng)符合NB∕T47018—2017《承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件》的規(guī)定，焊材使用前，需檢查對(duì)應(yīng)施焊的焊接接頭，核對(duì)使用的焊材型號(hào)、牌號(hào)、焊材規(guī)格及使用時(shí)間范圍等是否符合焊接工藝要求。埋弧焊焊絲和焊劑的使用原則：需使用同一廠商生產(chǎn)的，當(dāng)采用不同的廠商焊材時(shí)，應(yīng)通過焊評(píng)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，合格后方可使用。焊劑與焊絲應(yīng)組配經(jīng)檢驗(yàn)合格，碳鋼和低合金鋼用焊劑應(yīng)注明焊劑類型（中性、活性）。實(shí)際焊材使用、檢驗(yàn)過程中遇到的問題如下：焊接工藝（焊評(píng)）要求使用焊材：H10Mn2+SJ101，實(shí)際焊工領(lǐng)用的某廠內(nèi)編號(hào)焊劑也是SJ101，但查看其材質(zhì)證件，該批次SJ101焊劑是與H08MnA組配試驗(yàn)合格的，未經(jīng)過與H10Mn2組配試驗(yàn)驗(yàn)證合格，不能使用。還有焊評(píng)使用的焊劑SJ101（活性），但現(xiàn)場(chǎng)使用的為SJ101（中性），也是不符合要求的。焊材保管庫房應(yīng)干燥、通風(fēng)良好，配備除濕設(shè)備，空氣相對(duì)濕度控制在60%以下，庫房溫度≥5℃，用于鋁合金焊材的存放時(shí)溫度≥15℃。檢驗(yàn)人員需要對(duì)上述要求進(jìn)行檢驗(yàn)確認(rèn)，避免焊材存放保管達(dá)不到要求而造成其使用性能下降。

3.2 焊接環(huán)境

焊接環(huán)境出現(xiàn)下列任一情況時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，否則禁止施焊：①風(fēng)速：氣體保護(hù)焊＞2m∕s，其他焊接方法＞10m∕s；②空氣相對(duì)濕度＞90%；③雨雪環(huán)境；④焊件溫度＜-20℃。②當(dāng)焊件溫度為-20～0℃時(shí)，應(yīng)在始焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱到15℃以上。當(dāng)無法達(dá)到上述施焊環(huán)境要求時(shí)，焊接檢驗(yàn)人員應(yīng)禁止施焊[7]。

3.3 焊接設(shè)備、測(cè)量器具

施焊前檢驗(yàn)員應(yīng)檢查焊接設(shè)備、儀表、輔助工具、測(cè)量器具等是否齊全、完好，并在檢定期內(nèi)，當(dāng)未滿足要求時(shí)，焊接檢驗(yàn)人員應(yīng)禁止施焊。

3.4 焊接工藝

施焊前，焊接檢驗(yàn)員需檢查焊工持有的焊接工藝文件是否有效，當(dāng)焊工對(duì)焊接工藝文件要求不熟悉時(shí)，焊接檢驗(yàn)員可要求其熟悉工藝后才能施焊。

焊接坡口、組對(duì)間隙、錯(cuò)邊、定位等檢驗(yàn)員應(yīng)對(duì)坡口尺寸、除銹、組對(duì)定位（包括坡口間隙、錯(cuò)邊量、棱角度）等進(jìn)行檢查認(rèn)可。焊接坡口表面應(yīng)保持平整，不應(yīng)有裂紋、分層、夾雜物等缺陷。施焊前，應(yīng)清除坡口表面及其兩側(cè)母材表面至少20mm范圍內(nèi)的氧化皮、油污、熔渣及其他有害物質(zhì)。標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度Rm≥540MPa的低合金鋼材及Cr-Mo低合金鋼材經(jīng)熱切割的坡口表面，加工完成后應(yīng)按NB∕T47013.4—2015進(jìn)行磁粉檢測(cè)，Ⅰ級(jí)合格。熔入永久焊縫內(nèi)的定位焊焊縫，焊接檢驗(yàn)員檢查焊工持證項(xiàng)目和焊接工藝符合所屬焊縫的工藝要求，并經(jīng)目檢無裂紋后方允許施焊[8]。

3.5 焊工資質(zhì)

焊接壓力容器的焊工需按TSGZ6002—2010《特種設(shè)備焊接操作人員考核細(xì)則》進(jìn)行考試，持證上崗。作為焊接檢驗(yàn)人員應(yīng)熟悉焊接專業(yè)方面的知識(shí)和壓力容器焊接方面的安全技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接管理方面的規(guī)定要求。

4 焊中檢驗(yàn)

焊接過程中，焊接檢驗(yàn)人員應(yīng)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行巡回檢查，對(duì)工藝執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督。檢驗(yàn)的內(nèi)容包括：①主要焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓及焊接速度）；②預(yù)熱∕道間溫度；③焊道的清理與形狀，焊縫金屬的層次；④根部氣刨；⑤焊接順序；⑥焊接材料的正確使用及保管；⑦變形的控制；⑧所有的中間檢查，如尺寸檢驗(yàn)；⑨產(chǎn)品焊接試件。焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫成形及組織性能（晶粒粗大、疲勞強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、焊接飛濺、焊接缺陷等）的影響很大，加強(qiáng)焊接過程中焊接工藝參數(shù)的檢驗(yàn)，嚴(yán)格控制熱輸入，確保焊縫的焊接質(zhì)量[9]。

5 焊后檢驗(yàn)

焊接完成后，焊接檢驗(yàn)員需及時(shí)檢查焊后質(zhì)量，檢驗(yàn)的內(nèi)容包括：①施焊焊工是否認(rèn)真做好焊接過程中各種參數(shù)的施焊記錄及焊工標(biāo)志。②焊縫的外觀質(zhì)量：①焊接接頭表面不得有表面裂紋、未焊透、未熔合、表面氣孔、弧坑、未填滿、夾渣和飛濺物等缺陷。焊縫與母材應(yīng)圓滑過渡，角焊縫的外形應(yīng)凹形圓滑過渡；②焊腳尺寸符合圖樣、工藝文件規(guī)定要求；③A，B類焊接接頭的焊縫余高符合規(guī)定；④焊縫表面的咬邊符合規(guī)定。③焊縫無損檢測(cè)：焊接檢驗(yàn)員對(duì)外觀質(zhì)量檢查合格后才允許作無損檢測(cè)。無損檢測(cè)是用來檢驗(yàn)焊縫金屬的不連續(xù)性缺陷，檢查由于焊接工藝選擇不當(dāng)或焊接不當(dāng)而產(chǎn)生的裂紋、夾渣、氣孔及未熔合等焊接缺欠[10]。

6 結(jié)語

綜上所述，焊接在化工容器制造中起著十分重要的作用，焊接檢驗(yàn)是從焊接的準(zhǔn)備階段（焊前）、焊接過程的監(jiān)控（焊中）、焊接結(jié)束后的檢驗(yàn)（焊后）進(jìn)行焊接工藝紀(jì)律檢查，確保產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。焊接檢驗(yàn)是保證壓力容器焊接質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，貫穿于焊接過程的始終。