芻議鍋爐焊接質量控制措施

（南充職業技術學院機電工程系，四川 南充 637131）

鍋爐是利用燃料釋放的熱能或其他熱能加熱給水，以獲得規定參數（溫度、壓力）和品質的水或蒸汽的設備[1]。鍋爐中產生的熱水或蒸汽能通過汽輪機將熱能轉變為機械能從而驅動動力機械運動或驅動發電機產生電能，在船舶、礦產開采、火電站等領域都有廣泛應用。鍋爐是承壓類的特種設備，一旦發生爆炸，會對企業和社會造成巨大損失[2]。焊接是鍋爐制造中的重要工作，約占整個工作量的30%，很多鍋爐爆炸事故是由焊接質量問題造成的，因此對鍋爐進行焊接質量控制，是保證其安全運行的一項重要工作[3]。

1 鍋爐焊接存在的問題

1.1 夾渣

夾渣是焊縫中存在的彌散狀或散狀的非金屬夾渣物。夾渣缺陷的成因主要有鍋爐未清理干凈，存在的雜質落入焊縫中，或者是焊接電流小，焊接速度快，造成金屬熔池溫度低，冷卻速度快，導致焊渣未及時浮出熔池就開始凝固。此外，坡口設計加工、焊條選擇、焊工焊接操作等均會造成夾渣。

1.2 氣孔

氣孔是焊接時熔池中的空氣、保護氣體、焊接中生成的氣體未在金屬凝固前及時排出，在焊縫金屬凝固后殘留在其表面或內部而形成的空穴。氣孔會使鍋爐致密性降低，造成應力集中，影響鍋爐的強度、沖擊韌性、彎曲性能、承載能力等力學性能。焊接電流強、焊接速度快、坡口區域未清理干凈、焊條潮濕、母材厚度大等均易造成氣孔。

1.3 裂紋

焊接裂紋是焊縫金屬在焊接應力及其他致脆因素的共同作用下，使焊接接頭中金屬原子間的結合遭到破壞而形成新的界面而造成的縫隙。鍋爐在裂紋處為應力集中點，裂紋擴展會造成鍋爐開裂甚至爆炸，裂紋是焊接缺陷中危害最大的一種。造成焊接裂紋的原因主要有母材中含有較多雜質、焊接環境低溫潮濕、焊接方法和工藝不合理等。

1.4 未熔合和未焊透

未熔合是指焊縫金屬與母材之間未完全熔化和結合的現象。未焊透是焊接時接頭根部未完全熔透，焊縫金屬未完全進入焊接接頭根部的現象。未熔合和未焊透會對鍋爐造成嚴重的質量缺陷，其原因主要有坡口尺寸不合理、焊接間距太大、層間及焊根沒有清理干凈、焊接電流過小、焊接速度過快等。

2 鍋爐焊接的質量控制

2.1 焊接工藝評定

為保證焊接工作的有序開展，提高焊接質量，在對鍋爐進行焊接前，首先要進行工藝評定。焊接工藝評定指根據鍋爐產品相關標準和規范，對試件進行試驗和檢驗，考察其焊接材料、焊接設備、焊接方法、焊接人員等內容，驗證焊接工藝的正確性。由焊接工程師編制焊接工藝指導書并主持評定工作，焊接責任工程師對其制定的焊接工藝指導書進行審核，由本單位技能熟練的焊工使用本單位焊接設備焊接試件，焊接實驗室對焊縫試板進行外觀檢查、拉伸試驗、沖擊試驗、無損探傷等檢測試驗，并由焊接工程師對試驗結果進行綜合評定。鍋爐殼體的環縱焊縫、接管、法蘭及受壓元件上的吊裝焊、點固焊、組裝焊點等均要進行焊接工藝評定。

2.2 焊接材料控制

焊接材料是指焊接消耗的焊條、焊絲、焊劑、金屬粉末等材料的通稱。鍋爐壓力容器焊接材料的控制主要包括材料的選用、采購、驗收、保管等方面。在進行焊接材料的選用的時候，要結合具體的焊接工藝和焊接要求，充分考慮材料的力學性能和化學性能。

如為降低焊縫金屬的回火脆性，選用硅、錫、銻等元素含量較低的焊條。購買的焊接材料要選擇合格的生產廠家，產品要有焊接質量保證書。焊接材料進場時候，要檢查其表面情況及物理化學性能，確定材料的質量與性能否達到施工標準，如焊條藥皮要與焊芯連接緊密，不出現偏芯的情況。焊接材料要按照種類、牌號、批次、規格、入庫時間分類堆放，要進行明確的場地劃分，同時要保證場地的溫度和濕度符合要求，防止材料受潮或腐蝕，使用之前要對其進行復檢及烘干處理。

2.3 焊接過程優化

焊接過程的優化包括對焊接設備的管控、焊接方法的選擇、焊接檢驗的管理等。焊接設備包括電焊機、焊接工藝裝備和焊接輔助器具等。焊接設備穩定的工作性能對焊接質量有重要影響，焊接前要對設備型號、焊炬、電纜、氣管進行全面檢查，焊中要檢查設備運行是否正常，安排專業人員對焊接設備進行管理，定期保養和維修，保證設備處于最佳的運行狀態。

鍋爐的焊接技術主要有手工電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊，焊接過程中要根據實際情況選擇合適的焊接參數，焊后要進行外觀檢驗，檢測焊件外形尺寸是否符合相關技術標準，是否有夾渣、氣孔、裂紋等質量缺陷。用水為介質進行水壓試驗，檢驗鍋爐是否有漏水或異常情況，利用射線探傷、超聲波探傷、滲透探傷、磁粉探傷等無損檢測方法檢測焊縫質量。

2.4 焊接人員管理

焊接人員是焊接工作的直接實施者，主要指焊接操作人員，其技術水平是保證焊接質量的關鍵因素。應按照《特種設備焊接操作人員考核細則》對操作人員進行專業知識和操作技能的培訓，以取得鍋爐特種設備操作人員資格證(焊接)焊工合格證書。加強對焊接操作人員的繼續教育，讓其充分認識到焊接質量對鍋爐安全性能的影響，明確焊接工作的重要意義，加強對人員責任意識和敬業精神的培養。建立焊工檔案，制定考核機制，從理論水平、操作技能、綜合素質等方面對人員進行綜合評定，設立獎懲制度，淘汰不合格人員，提高技術人員工作積極性。

3 結語

鍋爐的安全運行和使用壽命受焊接質量的影響，焊接過程中易出現夾渣、氣孔、裂紋、未熔合和未焊透等問題。要評定焊接工藝，確定最佳焊接方案；控制焊接材料，注重材料的選用、采購、驗收、保管；優化焊接過程，加強對焊接設備、焊接檢驗的管理；落實焊接操作人員培訓和考核制度，提高其技能水平和綜合素質。