淺談鍋爐壓力容器焊接技術

崔曉威

摘 要：鍋爐壓力容器的焊接質量直接影響其安全性能和使用壽命，本文在在分析了鍋爐壓力容器焊接特點的基礎上，從焊接方法、焊接材料、焊接工藝反方面著手，分析了鍋爐壓力容器的安全技術特征，對指導鍋爐壓力容器焊接，提高鍋爐壓力容器焊接質量具有重要意義

關鍵詞：鍋爐壓力容器；焊接技術；使用壽命；產品質量

1 概述

研究鍋爐壓力容器焊接技術，對于提高焊接接頭質量，增加鍋爐壓力容器的安全性能和使用性能有重要意義。因此，鍋爐壓力容器焊接過程中技術人員應根據產品的母材特性、焊接要求等，從焊接方法、設備等方面入手，選擇出可靠的焊接技術。同時，應對鍋爐壓力容器焊接技術的實踐應用效果進行綜合評估，促使該技術能夠在鍋爐壓力容器生產過程中得到廣泛使用。

2 鍋爐壓力容器的焊接特點

鍋爐壓力容器通常在高溫、高壓等惡劣工況下運行，鍋爐壓力容器的焊接技術關系著鍋爐設備的使用壽命。因此，為了實現鍋爐壓力容器焊接技術的高效利用，全面提升其生產制造水平，需要了解鍋爐壓力容器生產制造中的焊接特點。這些特點包括以下方面：

（1）鍋爐壓力容器生產制造中所涉及的低合金高強鋼，其中包含了多種元素，像錳、碳元素等。實踐過程中通過對這些元素的合理使用，能夠增大鋼的硬度，并在焊接措施的作用下，保持材料良好的淬硬效果。在對鋼功能特性分析的過程中，應充分考慮其服役條件：若其中的剛性較大，會使鋼使用中產生一定量的冷裂紋，給鍋爐壓力容器長期使用中埋下了安全隱患；若其中的剛性相對較小，應根據實際情況，對鍋爐壓力容器的實踐應用效果進行評估，促使其性能得以優(yōu)化。同時，鍋爐壓力容器焊接過程中由于高溫影響因素的客觀存在，會影響焊接接頭焊接效果，且鋼中所包含的元素將會在奧氏體中分布，加上焊接后的冷卻速度較快，致使這些元素難以析出。隨著作業(yè)計劃的深入推進，若鍋爐壓力容器焊接完成后進行熱處理時，其材料中所包含的元素將會析出，導致晶粒內部的強度逐漸提高，但晶界處由于應力相對較弱，加大了變形問題發(fā)生率，使得焊接接頭質量受到了潛在威脅，會造成沿晶開裂現象的出現。除此之外，若鍋爐壓力容器生產制造中的焊接線熱量少，將會產生裂紋問題；若焊接線熱量充足，會加大熱影響區(qū)的晶粒尺寸，致使產品的塑性降低。當焊接接頭實踐過程中的熱影響區(qū)包含軟化區(qū)域時，會縮短鍋爐壓力容器使用壽命。

（2）結合鍋爐壓力容器生產制造的實際情況，可知其尺寸、壁厚大，給焊縫質量、焊接預熱等帶來了一定的困難，致使焊接技術優(yōu)勢難以充分發(fā)揮。因此，未來鍋爐壓力容器生產制造中所需的焊接技術將會根據形勢變化，技術人員將會在自動化、智能化等方面投入更多的精力，保持焊接技術良好的實踐應用效果。

3 鍋爐壓力容器的焊接方法

為了滿足實際的生產活動需要，提高鍋爐壓力容器的工作效率，需要對鍋爐焊接方法給予更多的關注。實踐過程中選擇鍋爐壓力容器焊接方法時，應充分考慮其母材、焊接位置，確保焊接方法的選擇合理性。像手工電弧焊、氣體保護電弧焊、電渣焊等，隸屬于鍋爐壓力容器焊接方法的范疇。具體表現在以下方面：

（1）若鍋爐壓力容器焊接中選用手工電弧焊的焊接方法時，需要在電弧作用下產生的熱量將所要焊接的部位進行熔化處理。這種焊接方法實踐應用中的靈活性強，但焊接作業(yè)效率并不高，實際應用中具有一定的局限性。

（2）實踐過程中若需要對較大焊接面積進行熱處理時，宜采用電弧焊的焊接方法。在這種焊接方法的支持下，能夠滿足鍋爐壓力容器較大焊接面的焊接要求，確保其焊接質量可靠性，確保鍋爐壓力容器的實踐應用效果良好性。

（3）作為一種保護介質的電弧焊方法，氣體保護電弧焊具有較大的使用價值，能夠為鍋爐壓力容器焊接作業(yè)開展提供保障，提高其焊接質量。實踐過程中選擇鍋爐壓力容器焊接方法的過程中，應根據實際情況確定相應的焊接方法，并注重氣體保護電弧焊焊接方法使用。

4 鍋爐壓力容器的焊接材料

為了保持鍋爐壓力容器使用過程中良好的功能特性，可選擇性能可靠的耐熱鋼作為鍋爐壓力容器焊接材料。實踐過程中使用這種焊接材料時，應了解相關的注意事項。具體包括：

（1）結合鍋爐壓力容器焊接的實際要求，選擇耐熱鋼作為其焊接材料時，為了確保焊接質量可靠性，應使需要焊接的金屬強度指標與母材保持一致，并使處于高溫狀態(tài)下的焊縫強度大于或等于母材的標準值。

（2）由于鍋爐壓力容器焊接材料中碳元素的存在會對焊縫金屬產生較大的影響，因此，為了避免焊接過程中焊縫金屬產生裂紋，應確保母材中的碳含量高于焊接材料中的碳含量，并注重碳含量的有效控制，確保焊接接頭韌性不受影響。實踐過程中可將焊接材料中的碳含量保持在0.08%～0.12%之間，實現焊接材料的有效使用。

（3）為了實現等強焊接，確保焊接材料與母材的強度指標一致，需要使焊接金屬中的碳、錳等元素含量高于母材中的含量。

（4）使用焊接材料的過程中，結合母材回火脆性與焊縫金屬的一致性要求，加強焊縫金屬中磷、硅、銫等元素的有效控制。

5 鍋爐壓力容器的焊接工藝

（1）焊接中的底層焊，在氫弧焊方法的作用下對底層焊進行焊接，并配合使用點焊方式，確保底層焊縫質量可靠性，降低其裂紋問題發(fā)生的概率。同時，應注重底層焊檢查，確保其質量可靠性。

（2）焊接中的中層焊及表層焊。在實施中層焊接作業(yè)計劃之前，需要對既有的焊縫進行處理。實踐過程中應加強底層焊縫接頭與焊縫接頭之間的錯開距離控制在合理的范圍內（10mm以上），并選擇性能可靠的焊條，加強中層焊縫厚度控制，在直線型的運條方式下增強其焊接效果。與此同時，表層焊處理中應對其表面的完整性進行檢查，并將焊條的起弧位置、收弧位置與預先設置好的中層焊縫之間保持錯開狀態(tài)。

（3）焊接后的熱處理及無損檢測。為了消除焊接的殘余應力，應注重焊接后的熱處理。在這種處理舉措的支持下，有利于優(yōu)化鍋爐壓力容器焊接接頭力學性能。同時，需要對焊縫進行無損檢測，在行業(yè)技術規(guī)范指導下提升其檢測水平。

6 結束語

現代工業(yè)化進程的加快，為鍋爐壓力容器生產制造計劃的深入推進創(chuàng)造了有利的條件，確保了這種壓力容器實踐應用中的質量可靠性。實踐過程中為了降低鍋爐壓力容器使用中的故障發(fā)生率，相關的制造企業(yè)應注重其焊接技術的選擇及使用，促使鍋爐壓力容器長期使用中能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

參考文獻

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