基于壓力容器焊接新技術與應用的探討

摘 要：進入21世紀，中國的冶金工業發展迅速，從而對壓力容器焊接的技術要求越來越高，雖說與西方工業強國存在一定的差距，不過經過我國冶金行業的科研人員上下求索的研究歷程，各種類型的壓力容器取得技術突破的飛進，其中尤為重視鋼開發方面的焊接技術，也因為焊接不銹鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術日益精進，形成自身系統化、系列化的壓力容器焊接新技術的技術體系。此文主要分析一下壓力容器焊接技術的發展歷程和壓力容器焊接新技術與應用探討。

關鍵詞：壓力容器；焊接技術；技術應用

壓力容器應用范圍廣，種類多樣和數量繁多是其優點，能夠適用各個領域，在化工、冶金和軍工等行業中是一種不可或缺的重要生產器具，可以用來裝載不同介質的生產原材料。也能應用于各行各業之中。其中尤為重視鋼開發方面的焊接技術，也因為焊接不銹鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術日益精進，形成了自身系統化、系列化的壓力容器焊接新技術的技術體系。由于壓力容器的大量使用事關于操作人員的人身安全，尤其是石油行業對壓力容器的批量使用，石油被譽為“黑色金子”，我國經濟的高速發展離不開石油，保障石油存放的安全措施是國家經濟飛速發展的重要戰略，液化石油氣擁有易燃易爆的特殊性，平時存放如與空氣混合會變成危險的易燃爆炸物，遇火還會造成爆炸事故，因此提高壓力容器的焊接技術保障石油的問題是刻不容緩的。不斷研究壓力容器的焊接技術，推進壓力容器的技術發展不僅是要確保各類壓力容器安全高效的運作，而且更是保障操作人員的及周圍人員的人身安全，也是保障使用壓力容器的企業的財產安全。

1 窄間隙埋弧焊技術

壓力容器的窄間隙焊接方法有多種多樣，可應用于不同的壓力容器，而且能更好地適應各行業的生產制造需求。壓力容器的壁厚如果厚于10cm，使用較為普遍的U型或者V型坡口是比較落后的了，因為這樣不僅僅是焊接不出達標質量的壓力容器，而且還會浪費企業的原材料、能源以及勞動力資源，甚至會降低企業壓力容器生產車間的生產效率。

在傳統觀念看來，間隙的大小是對厚壁容器的焊接時至關要緊的，而事實是沒有比壓力容器焊接技術的穩定質量更重要的了，質量是壁厚焊接的關鍵，如果焊縫出現了缺陷，就如同河壩出現了潰堤，壓力容器的質量一旦下降就難再挽回。即使這樣，人們還是傾向于使用窄間隙埋弧焊技術，是因為窄間隙埋弧焊技術的焊接速度比常規的焊接技術快，產品生產的效率高；可以節省原材料和能源，降低成本；降低殘余應力對壓力容器的影響；降低產品變形的幾率等等優點。此外，在進行焊接的時候，除了了解窄間隙埋弧焊接技術的基本功能外，還要關注設備具有的一些特殊功能，改進窄間隙埋弧焊接技術時要注意焊接設備中有雙側橫向和高度識別的自動跟蹤功能；焊接壓力容器的封口焊縫時是要把焊縫焊得寬而薄，方便后期焊接時處理熱效。

2 接管的自動焊接技術

自動焊接技術有五花八門，而接管的自動焊接術主要是接管與筒體的焊接，還有就是接管與封頭的焊接。常規的馬鞍形埋弧自動焊設備已經不能跟上壓力容器焊接的新技術的要求了，馬鞍形埋弧自動焊也不適用于厚壁且存在窄間的壓力容器的焊接。近年來新應用的接管馬鞍形埋弧自動焊技術，自動化程度高，操作便利，操作者能控制更到位。接管的內徑通過夾緊四連桿來自動定心，接管馬鞍形埋弧自動化的斷點記憶能夠記錄接管和筒體的直徑參數確保焊接的自動化，這是對馬鞍形空間曲線焊縫關鍵的一點。

而對接管與封頭的自動焊接技術來講，主要的是向心接管自動焊接技術和封頭接管自動焊接技術。進行壓力容器自動焊接的時候，焊接設備能夠運用數學模型順利把焊槍對接管外壁進行自動化的模具定心，焊槍將會定位在接管的中心線上，比舊式焊接技術節省人力資源和生產時間，提高焊槍旋轉中心的自動定位的工作效率，然后自動尋位在于坡口底部，程序記錄下壓力容器在進行接管和封頭焊接時的接縫高度，就能夠自動化追蹤而高效節能完成焊接任務。

3 彎管內壁的堆焊技術

壓力容器的內壁會在長時間使用過程中遭到某種程度的腐蝕，甚至有時壓力容器要承載高腐蝕性介質，如果壓力容器的焊接技術不優，就會產生高腐蝕現象，壓力容器的使用壽命就會減短，尤其在化工和核電行業使用的壓力容器尤為嚴重。為了避免這種情況，使用者會在壓力容器的內壁表面堆焊上一層不銹鋼耐蝕層來抗腐蝕。用以往的堆焊技術來講，在直管內壁堆焊不銹鋼耐蝕層相比于在彎管內壁堆焊不銹鋼耐蝕層要簡單。彎管內壁堆焊技術能夠滿足30度的壓力容器彎管內壁焊接的技術，是不能夠再用此技術再適用于90度的壓力容器彎管內壁堆焊，必須分三步，完成上一步后方可進行下一步，不可亂其順序。這樣的生產效率不能滿足企業客戶日益需求旺盛的商品需求。在這樣需求大于供給和堆焊的科研技術迅猛發展的情況下，彎管內壁的堆焊技術應運而生。

3.1 30度彎管內壁堆焊技術

操作者會做好擁有斷點記憶功能數學模型，再以此控制30度彎管內壁堆焊設備，利用5軸協調運動使30度彎管內壁堆焊自動化，當運行錯誤的時候，焊槍擺動還能自動復位，無需人工操作，能夠加強30度彎管內壁堆焊的穩定性和智能自動化的特性。而自動堆焊機進行工件3軸協調運作時，堆焊機器整體會與焊槍的運動幅度保持一樣的速度和位移；對擺角的位置會與焊縫位和焊槍所在的平面之內；還要保證焊縫的圓心在平移換位的時候對準焊槍的旋轉中心。這就是沿著圓周環自動堆焊不銹鋼耐蝕層的30度彎管內壁焊接技術。

3.2 90度彎管內壁堆焊技術

操作者使用90度彎管堆焊技術會順延母線不銹鋼耐蝕層的自動堆焊。二維變位機上可放置90度彎管內壁堆焊所使用的焊接工件。焊接工件會勻速運動，保持焊道不會位置錯亂，保持堆焊焊道的平衡。而讓90度的彎曲焊槍能夠自動化變位，順利在壓力容器內壁堆焊，必須有賴于三維導軌的裝載來實現。

4 結束語

壓力容器的焊接技術的突飛猛進，有賴于政府的政策大力支持和各位長居焊接技術的科研人員勤奮不懈的奮斗，也有賴于我國蓬勃發展的社會主義經濟給生產壓力容器的企業提供源源不斷的經濟刺激，也鼓勵其更好的改良推進壓力容器的質量和款式發展，從而形成壓力容器一系列行業的經濟良好循環。但是我們與以德國為首的西方發達國家的焊接技術相比仍有不足之處，因為各種原因，我國焊接技術底子薄，耗能大，技術不夠先進。這更加要昂頭奮起直追，縮小與發達國家焊接技術的距離，與國際標準接軌。繼續研究更加高效節能的壓力容器焊接技術，在世界市場上拓展更寬的市場，以質優價廉的中國“質造”揚名世界。

參考文獻

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