壓力容器焊接質量控制探究

徐堅

摘 要：壓力容器焊接質量決定著壓力容器的安全運行和使用壽命，對壓力容器行業結尾重要。本文將重點探討壓力容器焊接時容易出現的問題，造成的缺陷，以及如何保證壓力容器的焊接質量，實現對焊接質量的有效控制。

關鍵詞：壓力容器焊接；焊接質量；質量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.013

優良的工序和加工質量是保證壓力容器這種工業產品的質量的重要條件。而焊接是壓力容器制造中最重要的一個環節，是保證壓力容器致密性和強度的關鍵步驟，同時也是保證壓力容器質量的關鍵點，保證焊接質量，就能夠保證壓力容器的安全運行，延長壓力容器使用壽命。

1 壓力容器的焊接質量概述

壓力容器的焊接質量，從某種程度上，就是壓力容器的質量。壓力容器對國民生活和工業都非常重要，它的焊接質量影響著整個產品行業的健康發展。

壓力容器的焊接控制易出現的問題包括：在壓力容器表面出現幾何缺陷，材料厚度不均，錯邊和角變形等等；焊接過程中由于溫度過高，速度過快，原料拉伸過長等原因造成焊縫邊緣留下凹陷，影響壓力容器的安全運行；坡口邊緣未清理干凈，焊條未按規則流程烘焙，焊芯銹蝕、電弧吹偏、焊接時間過快、電弧過長等等問題，會導致氣孔的出現，氣孔會大大降低焊縫強度，過大的氣孔會影響金屬致密性，由于氣孔的存在，焊縫的有效截面變小，如果焊接時未焊透或者未焊合，會導致焊縫的間斷和突變，降低焊縫強度，進而導致裂紋的出現，裂紋是焊接質量缺陷中危害最大的一種，它的端部會形成尖銳缺口，應力高度集中，裂紋長期處于潮濕或腐蝕性環境下，極易擴大，破壞壓力容器的性能，嚴重時可能造成巨大的生產安全事故，近年來的壓力容器造成的事故除了操作不當，大多是由于裂紋擴張，引起了容器內部的脆性破壞。

2 壓力容器焊接質量的控制

（1）從焊接工作人員方面。由于壓力容器的焊接技術是由手工操作占支配地位的焊條電弧焊和氣體保護焊，所以對操作人員的個人技能和謹慎態度對焊接質量非常重要。自動化技術很高的埋弧自動化的調節和焊接也不能完全離開人的操作，即使半自動化焊接技術中的電弧沿焊接方向的移動也是靠人員掌控。操作人員的工作態度對焊接質量至關重要。

因此，要做到壓力容器的焊接質量控制，就要對操作人員的質量意識和工作素養進行培訓。首先，要做到對焊接工人上崗資格的控制，組織焊接工人在焊接壓力容器前按照《鍋爐、壓力容器、壓力管道焊工考試與管理規則》進行培訓、考試、獲得上崗資格，才能進行壓力容器焊接。單位要指定人員檢查和監督焊接工作，組織經驗豐富的焊接操作人員，根據實際情況和產品參數，嚴格執行國家標準，對焊接操作人員進行崗位培訓，加強操作人員的質量意識，提高操作人員的工作責任感，專職檢查焊接工序。

（2）焊接工藝的質量控制。焊接工藝是控制壓力容器焊接接頭質量的關鍵。壓力容器的質量受到焊接工藝非常大的影響，很大程度上壓力容器的質量由焊接工藝直接決定，無論是生產制造的成本，還是生產制造過程中的生產效率，都會產生極大的影響。在產品施焊前，對受壓元件的對接焊接接頭、要求全焊透的T形接頭、受壓元件與承載的非受壓元件之間的全焊透的T形接頭、受壓元件的耐腐蝕堆焊層進行焊接工藝評定并根據所要焊接的壓力容器情況做好相應準備工作，檢查其焊接方法、保護氣體、母材鋼號和厚度、熔敷金屬厚度、預熱、襯墊等是否準備齊全。在焊接過程中要注意焊接規范參數對接頭性能的影響，注意焊接電流、電壓與速度的配合，焊接時速度不宜過快，對于薄板自動焊，焊接速度要盡可能地小，焊機軌道應做到盡量平整，選擇適合的電流大小，穩定運條手法，嚴格控制焊條角度以及電弧長度，才能得到好的焊縫性能。

（3）焊接材料的選擇和檢驗。精湛的焊接工藝遠遠比不上焊接材料的選擇對焊接質量的影響大。焊接材料的選擇要考慮綜合因素，包括產品結構、焊接工藝、材料剛度等，根據不同的需要，選擇不同的材料和工藝。不同強度級別的材料焊接，原則上應選擇低強度的焊接材料，特殊情況下可以采用高強度的焊接材料。焊縫金屬合金的選擇，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有較小的回火脆性，嚴格控制焊材中的含碳量，使其符合國家標準，含碳量在0.1%左右，使焊縫具有合格的抗裂性。在焊接前的檢驗程序中，要檢驗材料的質量、焊縫組對的間隙、鈍邊的大小、坡口是否清理干凈，以免產生未焊透、焊瘤、氣孔等，影響壓力容器的質量。焊接過程中，不要選用十字焊縫，相鄰筒節間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰的筒節間的縱縫應錯開，其焊縫中間線之間的外圓弧長一般大于筒體壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口邊緣的水分和油污，嚴格按照規定保存和烘焙材料。焊條變質、銹蝕甚至剝落時，應嚴格控制其進入焊接過程。調整焊劑的化學成分，焊劑變質時要及時清理處理。臨時吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面無裂痕。選擇合理的耐熱鋼材料，材料也符合國家標準，盡量選擇強度高的焊接材料，保證焊縫的力學性能比原材料的力學性能要高。焊接后要進行無損檢測，主要包括外觀檢測、無損探傷、耐壓和致密性檢驗。

（4）焊接環境的控制。由于壓力容器的焊接經常在室外露天進行，經常受到外界環境的影響，可能造成焊接的質量問題，當外界環境不符合規定要求時，可以進行適當預熱。應避免在潮濕環境中作業，以免空氣中的水汽進入熔渣形成氣泡，造成嚴重的隱藏缺陷，甚至可能形成裂紋。

3 結語

壓力容器焊接質量關系著壓力容器本身的質量。壓力容器焊接時易形成表面缺陷、幾何缺陷和焊縫內部缺陷，影響壓力容器的質量，造成不必要的損失。隨著焊接技術的不斷進步，良好的焊接工藝層出不窮，但在選擇焊接工藝時，要根據具體要求完成焊接。在進行壓力容器焊接時，要嚴格把控焊接質量，加強焊接工藝的控制選擇，規范焊接流程，提高操作人員的專業素質，保證壓力容器的焊接質量。

參考文獻：

[1]王元平.壓力容器的焊接質量控制[J].科技創新導報，2017，14（28）：30-32.

[2]劉治前.壓力容器焊接質量控制探討[J].科技創新與應用，2017（13）：139.

[3]王建勛，蔡建剛，王春華.壓力容器焊接質量控制的研究與實踐[J].電焊機，2012，42（07）：83-85.

[4]劉彩梅.壓力容器焊接質量控制[J].化學工程與裝備，2010（08）：77-80.