壓力容器焊接質量控制的具體措施

陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環境設備有限公司 山東青島 266000)

壓力容器焊接質量控制的具體措施

陳世忠 張 敏 李澤民

(青島荏原環境設備有限公司 山東青島 266000)

在壓力容器焊接的過程中，質量是一個極為關鍵的問題。本文主要圍繞著壓力容器焊接質量問題展開分析，探討了壓力容器焊接過程中存在的主要問題，并提出了質量控制的措施。

壓力容器；焊接；質量控制；措施

一、前言

在壓力容器焊接的過程中，存在很多的質量問題，因此，為了提高焊接的質量，一定要采取有效的措施來控制焊接的整個過程，進而提高焊接的效果，為壓力容器的質量提供保證。

二、鍋爐壓力容器的焊接技術簡介

1、MAG自動焊接

雙面脈沖 MAG自動焊接是一種焊接效率較高，焊接質量控制嚴格的焊接技術。雙面脈沖MAG自動焊接技術多用在鍋爐水冷壁管焊接工藝中，該技術自被引用以來大大提高了水冷壁的焊接效率。MAG焊接實際是指熔化極活性氣體保護電弧焊，該方法解決了鍋爐水冷壁制造過程中在仰焊位置所需的特殊工藝問題。其通常用的保護氣體有：氬氣、氦氣、CO2氣或這些氣體的混合氣。

2、MIG焊接技術

MIG焊接技術又被稱為熔化極惰性氣體保護電弧焊，該焊接技術的主要原理是利用連續送進的焊絲與工件之間燃燒的電弧作熱源，由焊炬嘴噴出的氣體來保護電弧進行焊接的。在鍋爐制造過程中，MIG焊接技術可以應用在厚壁管對接接頭中，最典型的優勢在于該種焊接技術的高效性。在鍋爐中有著上千個接頭需要焊接，因此該焊接技術獲得了廣泛的推廣。

3、TIG焊接技術

TIG焊接技術是指利用鎢極惰性氣體進行焊接技術。TIG焊接技術根據自動化程度可以分為手工焊、半自動焊和自動焊三類。TIG焊接技術由于在焊接過程中可不使用焊劑，故焊接后沒有雜質和夾渣，焊接后的接口品質良好。其中，利用TIG焊接技術進行窄間隙熱絲，成功了解決了焊接過程中筒身轉動、竄動和跟蹤困難等實際問題。該焊接技術在鍋爐制造工業獲得很大程度的推廣，為我國的鍋爐制造也作出了巨大貢獻。

三、壓力容器焊接質量控制措施

1、焊接設備使用維護管理

焊接設備主要有焊機、焊條烘干箱、保溫桶、加熱器、鉗形電流表及溫度測量儀。為保證焊接質量，應定期對焊接設備進行全面的檢查和維護。焊機都應裝配電流表、電壓表，焊條烘干箱要有溫度表等儀器，并定期對焊接設備的電流、電壓、溫度顯示進行校驗，確保焊接所使用的工藝參數的正確。另外每次對設備進行全面的檢查、維護和校驗都要做記錄，并進行保存，以便備查。

2、焊接材料管理

在焊條周轉或儲存過程中，由于保管不善或存放時間過長，都有可能發生焊條吸潮、銹蝕及藥皮脫落等缺陷，這就會影響焊條的使用性能，造成飛濺增大、產生氣孔、焊接過程中藥皮成塊脫落甚至焊條報廢等。管理不善還可能造成錯發、錯用，造成質量事故。焊接材料的管理目的是確保壓力容器的焊接正確、焊縫合格，應保證在整個生產過程中焊條的領用有條不紊。焊接材料的管理包括焊接材料的采購、驗收、保管、烘干、發放和回收。焊接材料合格與否由焊材的訂貨、驗收和復驗來保證。焊接材料進廠后，檢驗人員應根據材料質量證明書、采購合同、訂貨技術條件及相關標準進行驗收。

3、焊接工藝評定及焊接檢驗管理

（一）焊接工藝評定

焊接工藝評定是指為驗證所擬定的焊件焊接工藝的正確性而進行的試驗過程及結果評價，即通過擬定正確的焊接工藝保證焊接接頭獲得所要求的使用性能。作為焊接的質量管理，目前沒有條件制定以各種使用性能作為焊接工藝評定的判斷準則，因此以焊接接頭的力學性能（拉伸、彎曲、沖擊）作為判斷焊接工藝的準則。

（二）焊接檢驗

焊接檢驗是確保壓力容器可靠性必不可少的環節之一，包括焊前檢查、焊接過程中工藝執行情況的檢查、焊后焊縫的外觀檢查及焊縫的無損檢測。焊前檢查的內容包括確認焊工資格、確認焊接材料及其烘干溫度和保溫時間、焊縫坡口清理情況、焊縫裝配質量、預熱溫度等的檢驗。焊接過程中的檢查內容，主要是監督焊工是否按焊接工藝規程提供的參數進行焊接，如焊接電流大小、焊接電壓、焊速、層數、層間溫度、后熱溫度及保溫時間的檢查等。

四、焊接質量缺陷成因及控制措施

1、焊接變形

防止變形是和焊工的專業知識和經驗息息相關的。特別是大型壓力容器或者組合式和瓣片式造型容器容易發生變形。焊工在焊接時要對焊材和焊接工藝有一定的了解，在實際操作中能夠判斷是否會變形，預先在焊接件上向焊接變形相反的方向變形，這樣的反變形措施能夠抵消產品的實際變形。

2、裂紋

近幾年由于裂紋缺陷導致的壓力容器事故不在少數，裂紋具有形成因素復雜、預見性較低、形態各異等特點成為危害性極大的一類缺陷。在發現淺表裂紋時采用全部打磨法消除；超出規定尺寸裂紋時采用補焊法處理，能夠有效的減小裂紋的危害性。

3、氣孔和夾渣

氣孔是屬于深埋缺陷，一般是由于在焊接時有油污、水漬和銹跡等原因造成的。預防氣孔產生的具體措施是：根據氣孔的大小和性質選擇合適的焊接速度和電流仔細清理污垢。但只有嚴重的氣孔才有消除的必要性，一般微小的氣孔危害不大，可以不必清理。

夾渣，一般是由于焊縫邊緣有氧割或碳弧氣刨殘留了熔渣；焊接速度過快；焊接電流過小等原因導致的。

4、咬邊

往往焊工在操作中選擇電流過大、速度過快或焊接角度不當等原因容易導致咬邊的產生。咬邊的產生對焊接質量有較大的影響，因此焊工在焊接技術水平上要有所提高，學會選擇合適的焊接電流，掌握熟練的運條手法，隨時注意焊接的角度才能有效的防止咬邊的產生。

未焊透、未溶合，在焊接時，接頭末梢未徹底熔透的現象稱作未焊透；焊件與焊縫金屬層之間有局部未熔透現象稱作未熔合。這兩種現象對于焊接質量而言都屬較嚴重的缺陷，若未及時進行彌補可能會導致焊縫逐漸增大或突變，焊縫的牢固度降低，甚至還會引起裂紋的產生。因此，出產銷售的壓力容器是不允許有這樣的現象存在的。追溯它們產生的原因是非常復雜的，只有通過仔細檢查容器表面污漬并做好清潔；運條運用熟練；選擇適合的電流和速度；密切注意焊縫的熔合程度等細節才是正確的防范措施。

五、壓力容器焊接新技術

雙TIG焊、雙脈沖MIG焊是對傳統焊接技術的改進及創新。雙TIG焊是在電源正負極上分別接上兩把常規TIG焊槍，電流從一把焊槍穿過工件流向另一把焊槍，然后在工件與兩把焊槍之間各分別建立一個電弧。雙TIG焊比傳統TIG焊電弧更加集中，熔深更大，厚板焊接的層數也更少，而且其HAZ更窄，焊后變形更小，不易產生裂紋。因此在保證焊接質量的情況下也降低了成產成本，提高了生產率。雙脈沖MIG焊，用0.5-50Hz的低頻脈沖對單位脈沖的峰值和時間進行調制，使單位脈沖的強度在強和弱之間低頻周期性切換，得到周期性變化的強弱脈沖群。雙脈沖MIG焊具有焊縫表面美觀，可焊接頭間隙范圍寬，降低氣孔發生率，細化焊縫晶粒，降低裂紋敏感性等優點。

大功率激光器的出現，使得激光焊技術在厚壁壓力容器的焊接方面得到了長足的進步。相比于常用的CO2激光器，YAG激光器的功率得到了較大的提高。國外，法國F.Coste等人通過將2-3個YAG激光束耦合來提高光斑功率的辦法，采用多道焊技術實現了60mm厚不銹鋼的焊接；日本的X.D.Zhang等人采用6kW的激光功率，在焊接速度0.4m/min和送絲速度為5.5m/min時，共用8道焊道（純激光焊接和激光填絲焊）實現了 50mm、316L鋼板的雙面對接焊接，均取得了性能良好的焊縫質量。

六、結束語

總而言之，壓力容器焊接質量控制一定要到位，采用有效的控制措施來進行質量的管控制，這樣才能夠提高壓力容器焊接的效果，進而為壓力容器的使用奠定基礎。

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1007-6344（2017）02-0129-01