壓力容器焊接質量的控制

王萬河 孫貴卿 常彥彥

（石家莊工大化工設備有限公司)

壓力容器焊接質量的控制

王萬河*孫貴卿 常彥彥

（石家莊工大化工設備有限公司)

壓力容器是一種特殊的焊接結構，在化工、煉油、醫藥、軍事、航天等行業中壓力容器幾乎成為生產中的主要設備。對壓力容器制造、安裝的每個環節都必須進行嚴格的質量控制與檢驗，尤其是焊接質量，它對壓力容器的使用壽命與安全運行起著關鍵的作用。只有采用完善的質量控制措施，才能生產出合格的壓力容器。

壓力容器焊接質量焊接檢驗控制焊接工藝焊接工藝評定

0 前言

壓力容器是承壓類特種設備，其質量稍有問題就會有安全隱患，給國家和人民生命財產帶來潛在的威脅。焊接接頭的質量，對壓力容器的使用壽命和安全運行起著關鍵作用。石家莊工大化工設備有限公司取得壓力容器A2設計及制造資質以來，嚴格執行相關標準。筆者憑借多年的壓力容器焊接的經驗，總結出壓力容器焊接過程中質量控制的幾方面措施。焊接接頭的質量取決于焊接材料、焊接工藝、焊接設備、焊接檢驗、焊工管理等因素。控制這幾個方面的因素，是確保焊接質量的關鍵。

1 焊接材料的控制

1.1 焊接材料的選用

焊接材料的選用原則是：焊縫金屬的力學性能應高于或等于母材規定的性能，當需要時其他性能也不得低于母材性能的相應要求。如點固焊或厚板的第一道焊道往往要求強度高，可以選擇高強度的焊接材料。焊接材料的選擇還要綜合考慮結構、剛度和工藝因素等的特點，如冷沖壓卷要求焊接接頭有較高的塑性變形能力，熱卷或熱處理則要求焊接接頭經高溫熱處理后仍保證所要求的強度與韌性，不銹鋼要保證其焊縫有與母材一樣的耐腐蝕性能，因此應選用合金成分較高的焊材。對于結構復雜、剛性大的焊件或大厚度的焊件，應選用抗裂性好的堿性焊條。

1.2 焊接材料的驗收、保管、領用

用于制造壓力容器受壓元件的焊接材料應符合有關國家標準和行業標準，制造單位要從焊接材料的進廠、驗收或復驗、入庫、保管、烘干、發放、回收等環節嚴格控制。不同廠家生產的同一型號或牌號的焊條，其工藝性能有可能存在差異。制造廠應根據其實踐情況，選定相對固定的焊材生產廠家。焊材生產廠家對其焊接材料必須有質量證明書和清晰牢固的標志（如批號），并保證所提供的焊接材料符合有關標準或供貨協議要求。焊材買回后應按標準進行抽樣復驗，驗收合格后及時辦理入庫手續。

焊接材料入庫后要按類別、型號、牌號及批號分別存放，焊接材料的存放環境要符合JB/T 3223《焊接材料質量管理規程》的要求。焊材管理員應具備焊接材料的基本知識，熟悉該崗位的各項管理制度，定期對焊條庫進行檢查，并將檢查結果做書面記錄。當發現由于保存不當而可能引起焊接質量問題時，要及時向有關領導報告。為了避免焊接材料的超期，引起焊接質量問題，焊接材料的發放應遵循先入庫的先出庫原則。焊接材料的出庫量應根據材料定額控制，以領料單為依據，經庫管員核實后方可出庫，并做好發放記錄。出庫的焊條應按照說明書進行烘干，再用保溫桶存放，沒有用完的焊條要及時退庫。

2 焊接工藝的控制

2.1 焊接工藝評定

焊接工藝是控制壓力容器焊接接頭質量的關鍵。焊接工藝是按容器生產技術要求和質保體系運轉要求進行編制的，焊接工藝應具有現場焊接的指導性和施焊質量控制的跟蹤性。產品施焊前，對受壓元件之間的焊縫、與受壓元件相焊的焊縫以及上述焊縫的定位焊縫，都要進行焊接工藝評定，受壓元件母材表面的堆焊、補焊也要進行焊接工藝評定。制造廠應根據產品的情況，如焊接方法、母材鋼號、母材厚度和熔敷金屬厚度、焊材保護氣體、有無襯墊、是否預熱和焊后熱處理等做多種焊接工藝評定，以滿足工藝需要。

2.2 焊接工藝與質控環節

焊接工藝是指導焊工按法規和標準要求焊制產品焊縫的重要工藝文件。一份完整的焊接工藝規程，應當包括為焊制質量符合技術要求的焊縫所必須的全部焊接參數，具體項目包括焊接方法、鋼材類別及鋼號、厚度范圍、焊接材料種類、接頭形式、坡口形狀及尺寸、焊縫編號、工藝卡號、焊縫位置、焊接操作技術和焊接質量檢查方法及其要求、焊工上崗條件等。任何一個主要焊接參數的改變都會對接頭的性能參數產生較大的影響。焊接線能量綜合體現了焊接規范參數對接頭性能的影響。對于低合金高強鋼、低溫鋼和不銹鋼要求采用小線能量焊接。對于易淬火鋼采用小線能量焊接時冷卻速度快，易產生冷裂紋，因此需采用焊前預熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施。僅僅是線能量的控制往往是不夠的，如果焊接電流、電壓和速度之間配合不合理，也不能得到好的焊縫性能，因此應在規范合理的原則下選擇合適的線能量。焊接工藝全方位規范了焊工上崗行為和工藝裝備范圍，是指導焊工焊接的重要工藝文件，是確保焊接質量的工藝手段。

2.3 現場焊接設備的控制

現場的焊接設備和焊接工裝是按焊接工藝要求進行配備的，所配備的設備和工裝要明確型號、規格、性能、狀況、臺數、適用范圍，以便于焊工按焊接工藝要求使用。工作狀態良好的焊接設備，是順利完成焊接工作、保證焊接質量的必要條件。焊接設備包括焊條烘干設備、電焊機等必須由專人管理、使用，并定期檢查維護。電流表、電壓表應工作正常，并在檢定期內。制造廠應根據自己的需要合理選購較先進的設備，先進的焊接設備是提高焊接質量的一個重要因素。

3 焊接質量檢驗控制

焊接質量檢驗是保證焊接產品質量的重要措施。在焊接結構生產的過程中，從焊接工藝裝備和焊材的領用到焊接質量檢驗，每道工序都要進行質量檢驗，這是預防和及時消除焊接缺陷的重要手段。這樣做更能節約時間、材料和勞動力，既能保證質量，又可降低成本。所以，焊接質量檢驗是焊接結構制造過程中不可缺少的重要工序。焊接質量檢驗按檢驗時間的順序劃分，有焊前檢驗、焊中檢驗和焊后檢驗三類。

3.1 焊前檢驗

焊前檢驗是保證焊接質量的前提。著重檢查焊工技術水平，焊接施工用的設備和工具，母材和焊接材料的質量，焊接工藝和焊件裝配，焊接環境，以及焊接方法等是否符合有關技術規程的規定。

3.2 焊中檢驗

焊接過程中的檢驗主要依靠焊工在整個焊接操作過程中來完成，通過焊中檢驗能夠有效防止由于操作原因或其它因素影響而產生的焊接缺陷，也便于及時發現并清除產生的焊接缺陷。通常，焊中檢驗從以下四個方面進行：（1）對焊接設備運行情況的檢查。（2）對焊接工藝措施執行情況的檢查。（3）中間試驗。（4）對層間焊道的檢驗。

3.3 焊后檢驗

焊后檢驗是焊接質量檢驗最重要的一關，主要有非破壞性檢驗和破壞性檢驗兩大類。

常用的非破壞性檢驗方法有外觀檢查、強度檢驗和無損檢測。焊縫外觀質量檢驗主要為焊縫成形尺寸、表面質量、焊縫標記和焊工鋼印等。強度檢驗是通過水壓試驗或氣壓試驗，對焊接容器進行致密性和強度檢驗。無損檢測可有效地探測焊接接頭各種外表和內部缺陷。常見的無損檢測方法有目視檢測，以及射線、超聲波、磁粉、滲透檢測等。每種檢測方法都具有自身的特點，應根據受檢承壓設備的材質、結構、制造方法、工作介質以及使用條件下可能產生的缺陷種類、形狀、部位和方向選擇適宜的檢測方法。射線和超聲波檢測主要用于承壓設備內部缺陷的檢測。磁粉檢測主要用于鐵磁性材料承壓設備的表面和近表面缺陷的檢測。滲透檢測主要用于非多孔性金屬材料和非金屬材料制承壓設備的表面開口缺陷的檢測。

破壞性檢驗方法常用于測定焊接接頭及焊縫金屬的力學性能、化學成分和金相組織等檢測項目。根據設備的使用工況，有的壓力容器往往要做產品的破壞性試驗以驗證其極限耐壓能力。這一項是按GB150和《固定式壓力容器安全技術監察規程》要求進行的，試件要與其所代表的焊縫母材、焊材、焊接方法、焊縫坡口形式、焊接環境和焊接工藝相同，這樣焊接的試件經過機械性能試驗，才能正確反映出受壓元件焊縫的焊接質量是否合格。

4 焊工管理

4.1 焊工資格審查

焊接產品質量的好壞，焊工個人因素也是不可忽略的。尤其在當前，焊條電弧焊仍占很大比例，焊接質量在很大程度上決定于焊工的操作技能水平。在培訓和考試前對焊工進行審查是必要的，是提高焊工合格率的一個重要前提。如果焊工培訓審查不嚴，理論培訓往往就會流于形式。焊工必須經過嚴格培訓、考核，取得相應的合格證后，才能擔任產品的焊接工作。

4.2 焊工定期培訓與考試

焊工培訓是保證焊接質量的前提。焊工培訓教師的自身素質是搞好培訓的關鍵，應聘任具有較高理論水平與高超操作技能的焊接培訓教師。作為實際操作的老師應熱心于培訓工作，毫不保留，言傳身教。焊工培訓的重點是實際操作，只有通過科學的訓練，才能成為一名合格的焊工，這樣才能確保和提高焊接質量。

5 結語

由于焊接是壓力容器制造中的一個特殊工藝過程，因此焊接過程控制是設備建造中非常重要的工作，只有從最細微的小處著眼，及時規避、制止違規操作，才能保障設備的制造質量。

[1] 戴建樹.焊接生產與管理[M].北京：機械工業出版社，2004.

[2] NB/T 47015—2011.壓力容器焊接規程[S].

[3] 孫景榮.實用壓力容器焊工讀本[M].北京：化學工業出版社，2006.

Welding Quality Control of Pressure Vessel

Wang WanheSun GuiqingChang Yanyan

Pressure vessel is a kind of special welding structure.In the chemical,refining,pharmaceutical,military,aerospace and other industries,pressure vessel has almost become the main production equipment.Strict quality control and inspection should be carried out on each link of pressure vessel manufacture and installation,especially on welding quality because it plays a key role in the service life and safe operation of pressure vessel.Only perfecting quality control measures have been adopted,can qualified pressure vessel be produced.

Pressure vessel;Welding quality;Welding inspection;Control;Welding process;Welding procedure qualification

TQ 050.6

*王萬河，男，1974年生，助理工程師。石家莊市，200333。

2012-04-16）