基于化工壓力容器焊接質量缺陷及控制措施研究

劉運達（中國化學工程第十三建設有限公司，河北 滄州 045400）

基于化工壓力容器焊接質量缺陷及控制措施研究

劉運達（中國化學工程第十三建設有限公司，河北 滄州 045400）

在石油化工領域中，壓力容器多是工作在高壓或高溫環境下，因此對抗腐蝕和抗疲勞性能的要求更為嚴格，壓力容器的實際工作效果和抗腐蝕性能與其焊接質量有著直接聯系。本文從影響其焊接質量常見問題的角度出發，詳細分析了化工壓力容器焊接質量缺陷及控制措施。

壓力容器；焊接質量；缺陷；控制措施

1 壓力容器常見焊接質量缺陷及其原因分析

在實際焊接壓力容器的過程中，常會因焊接質量的關系，造成壓力容器出現質量問題，按照出現焊接缺陷的部位可分為：①容器內部的質量問題；②容器外部的質量問題。

1.1 壓力容器外部焊接質量問題及其原因分析

壓力容器易出現的外部焊接質量問題主要有以下幾個原因造成：①咬邊問題。造成咬邊現象發生的原因是多方面的，例如，焊接設備在工作時沒有限制電流的大小，或者沒有選擇合理的焊接工藝等；②焊接表面存在凹坑、焊瘤和飛濺等；③錯邊問題。一旦發生錯邊問題將會大大降低壓力容器的安全性能，因為錯邊會增加容器所受到的局部應力載荷，甚至會造成容器出現形變，所以會為容器的安全運行埋下隱患。產生該問題的原因主要是沒有根據壓力容器的特點選擇合適的焊接工藝。④焊縫寬窄度不合格。當在實際焊接操作時，操作人員忽略了焊接設備的電流大小，造成焊縫寬窄度沒有達到設計要求。如果焊縫長度不符合設計要求，也會造成焊接不規整等焊接尺寸不合格問題的發生。

1.2 壓力容器內部焊接質量問題及其原因分析

由于焊接而造成壓力容器出現內部質量問題的原因由以下幾點：①焊縫在存有氣孔。熔池中的氣泡沒有在焊接過程中及時逸出，從而形成氣孔；或者被焊接表面存有雜質，例如，油污、粉塵等雜質；焊接沒有選擇在干爽的環境下進行；操作人員焊接水平不高均有可能產生氣孔；②夾渣問題。所謂夾渣就是在焊縫在出現熔渣的現象，常發生在坡口邊緣等一些不平滑的部位，產生夾渣的原因主要是沒有遵從焊接規范選擇合適的焊接電流，或者用于焊接的軌道不平整以及焊接操作速度過快等原因導致的；③焊縫未融合和未焊透。其主要表現為兩個被焊接工件的焊接接頭沒有熔融為一整體，在兩工件間會存有空隙，對壓力容器的密封和安全性均有直接影響；④焊縫中出現裂紋。該問題也是壓力容器焊接中常出現的質量問題，可直接導致壓力容器安全性能下降。當高溫作用于材料表面上時，會破壞金屬原子層之間的作用力，從而使容器焊縫處出現裂紋。裂紋是壓力容器中危險程度最高的質量缺陷，容器所用金屬材料中含有低熔點的金屬晶體雜質，材料難以對外界的焊接力做出及時的反應是產生裂紋的主要原因。

2 壓力容器焊接質量的控制措施

2.1 焊接前的材料選擇工作

焊接材料質量的好壞是決定焊接質量的關鍵因素。質量優異的焊接材料是焊接工藝和焊接技術的基礎。因此，在焊接壓力容器前，應務必做好焊接材料的采購工作。首先應檢查焊材是否有合格證，是否符合國家相關標準的規定；其次焊材的選擇應滿足壓力容器的設計要求，并且符合壓力容器力學性能。材質證明文件齊全而且符合國家標準的焊材應優先選擇，相關相關人員應核對焊材的入庫信息，確保用于焊接壓力容器焊材的安全性和可靠性。

2.2 焊接時的焊接工藝和操作規范

對焊接質量起著關鍵作用的還有合理的操作規范和焊接工藝。選擇合適的焊材型號、制定合理的焊接順序、容器板材質和厚度的確定、采用何種焊接方式等均屬于焊接工藝的工作內容。因此做好工藝計算是壓力容器設計的首要步驟，根據標準計算出容器板厚度。而后則根據容器板材質和購買單位的要求選擇焊接方式，例如，自動焊或手工焊。最后工藝部門應根據標準或圖紙要求，規定出焊縫的形式和坡度等關鍵參數，并根據制造廠實際經驗制定合理的焊接程序，將焊接造成的容器形變控制在最小范圍。

2.3 焊接后的質量檢測

焊接完成后的檢查工作也是必不可少的。焊接質量的好壞與環境因素、人為因素等均有直接聯系。因此做好壓力容器后的檢查工作是保證壓力容器安全可靠工作的必要條件。容器焊接后的檢查工作主要有水壓試驗、無損檢測和外觀檢查。其中，水壓試驗是衡量壓力容器出現錯邊問題后，是否需要重新設計制造該容器的重要指標參數。如要檢查焊縫內部是否出現瑕疵，可以采用無損檢測來進行。容器如有外觀缺陷，可用目視檢查方法快速的檢查出缺陷位置，比如用米尺檢查焊縫長寬高等尺寸是否符合圖紙要求，焊縫外部是否有裂紋，一經發現及時對焊縫進行修補。對焊縫內部缺陷的檢查，通常采用局部或全部超聲、射線和滲透等無損檢測方法，一旦發現焊縫內部有缺陷問題，應采用補焊的方法進行修補，而且通常補焊次數不超過兩次，超過兩次補焊操作則需要購買方簽字同意后方可進行。由此可見，可通過不同的檢測方法，全方面的對焊縫的內外部質量進行檢測，確保壓力容器在今后使用過程中的不發生安全事故。

3 結語

壓力容器的使用壽命和安全性與焊接質量有密切關系，也是化工單位安全運行的關鍵，，焊接的質量控制對化工壓力容器從焊接方案設計到焊接出廠產品運用的各個環節都產生了重要影響。壓力容器從設計階段到出廠，所有相關人員必須遵從國家關于化工壓力容器的設計、焊接、制造和檢驗等標準和規范的規定，做好焊接操作過程中的管理監督工作，避免在焊接過程中出現質量問題。

[1]雷亮東.探討壓力容器焊接與質量控制[J].中國石油和化工標準與質量，2014（10）.

[2]陳超.淺談如何加強壓力容器的焊接質量控制[J].化學工程與裝備，2014（9）.