壓力容器焊接常見缺陷及防治措施探討

殷洪清

【摘 要】壓力容器是工業生產過程中不可缺少的一種重要設備，它廣泛應用于石油化工、科研、國防、醫療衛生和文教體育等各部門。壓力容器具有數量多，類型復雜等特點。壓力容器不僅要承受罐內介質的貯存壓力，而且還要常常受到容器內介質的影響，稍有不慎，極易發生安全事故。為此，壓力容器的焊接質量成為壓力容器制造過程中的一個重要環節，是保證壓力容器安全運行的重要條件。把壓力容器的焊接缺陷控制在一定標準范圍內，對確保壓力容器的安全運行和保障人民生命財產安全、加快現代化建設具有十分重要的意義。

【關鍵詞】壓力容器焊接缺陷；防治措施；

壓力容器所選用的焊接方法、焊接工藝、焊接材料和焊接設備首先應保證焊接接頭的高質量，同時必須滿足高效、低耗、低污染的要求。壓力容器承受著容器內高溫、高壓和腐蝕性的化學成分的多重影響，因此對焊接工藝質量的要求十分高，壓力容器的焊接質量直接影響其安全運行。

一、壓力容器焊接常見缺陷

1.裂紋。近些年因為裂紋缺陷造成的壓力容器事故比較多，裂紋具有預見性較低、形成因素復雜、形態不一等特征，在壓力容器中焊接中不允許存在裂紋。在發現淺表裂紋的時候要擴大檢查比例，并采用磨法消除，超過規定尺寸的裂紋，應采取補焊法處理，這樣可以有效的降低裂紋的危害性。

2.焊接變形。避免焊接變形與焊工的經驗和專業知識息息相關。尤其是大型

壓力容器或瓣片式、組合式的壓力容器極易產生焊接變形。焊工在焊接的時候應當對焊接工藝和焊材有相應的認識，在實際操作中判斷會不會產生變形及變形的大小，在焊接前提前采取合理的防變形措施，以抵消產品的實質變形。

3.氣孔和夾渣。氣孔是深埋問題，通常是由于在焊接的時候有銹跡、水漬和油污等原因導致的。預防氣孔產生的方法是：依據氣孔的性質和大小挑選合適的焊接電流和焊接速度，認真清理焊縫周圍一定范圍內的污垢。但是只有嚴重的氣孔才需要消除，微小氣孔的危害并不大，可以不用清理。夾渣，通常是由于焊縫邊緣有碳弧氣刨或氧割存留了熔渣，是由焊接速度過快，焊接電流太小等原因造成的。

二、壓力容器焊接缺陷的一般處理方法

1.錯邊和角變形。錯邊和角變形通常會引起幾何應力集中，產生附加彎曲應力。錯邊和角變形在大型壓力容器的組裝中常常很難避免，一旦壓力容器出現了錯邊和角變形現象，要想完全消除也是十分困難的。正確的處理方法是要嚴格執行壓力容器制造標準，把焊接缺陷限制在條件允許的范圍之內。

2.氣孔和夾渣。氣孔和夾渣缺陷屬深埋缺陷，嚴重的必須要做消除處理。如果經壓力容器的檢查表明氣孔和夾渣沒有擴展跡象，在使用中變化不大、危害不大的氣孔和夾渣也可以不用消除。預防產生焊接氣孔的辦法是：選擇合適的焊接電流和焊接速度；認真清理坡口邊緣的水份、油污和銹跡；嚴格按照規定保管、清理和焙烘焊接材料；不用變質焊條；當發現焊條藥皮變質、剝落或焊芯銹蝕時，應嚴格控制使用范圍。埋弧焊時，應選用合適的焊接工藝參數，特別是薄板自動焊，焊接速度要盡可能減少些。防止產生焊接夾渣的正確方法是：選取合適的坡口尺寸、要認真清理坡口的邊緣部位、同時要選用合適的焊接電流和焊接速度、運條擺動要適當。多層焊時，還要仔細觀察焊接坡口兩側的熔化情況，每一焊層都要認真進行焊渣清理。封底焊渣一定要徹底清除，埋弧焊時應注意防止焊偏。

3.未焊透和未熔合。未焊透通常發生在手工焊和自動焊的交界面處，主要是要確定其允許缺陷尺寸，如果缺陷尺寸允許可以不返修。未熔合通常出現在焊縫的金屬與坡口的交界面上，正確的處理方法是采取補焊處理。防止出現未焊透或未熔合的方法是正確選取坡口尺寸、合理選用焊接電流和焊接速度、坡口表面氧化皮和油污要清理干凈、封底焊清根要徹底、運條擺動要適當，同時還要密切注意焊接坡口兩側的熔合情況。

4.裂紋。裂紋是壓力容器危害性較大的缺陷之一。由于焊接裂紋成因復雜，形態各異，極易擴展，有很多不可預見的因素，因此必須要高度重視焊接裂紋的處理。防止產生裂紋的主要措施是：嚴格控制焊接工藝參數、減慢冷卻速度、適當提高焊縫形狀系數、盡可能采用小電流多層多道焊，以避免焊縫中心產生裂紋；同時要認真執行焊接工藝規程，選取合理的焊接工藝程序，以防止焊接裂紋的產生。

三、質量措施

1.優化焊接材料。焊接材料是直接影響壓力容器焊接質量的主要因素，焊接材料的好壞從根本上決定了焊接過程中的焊接質量，再好的焊接工藝和焊接操作方法以及環境，如果沒有符合標準的焊接材料作保障，都會影響壓力容器的焊接質量。焊接材料在選擇過程中必須嚴格按照國家標準要求進行選材，選用符合國家相關標準的產品，選擇有質量保證書的材料。如果要求焊縫的力學性能不低于原材料的力學性能，應當選擇高強度的焊接材料，焊接過程中，對承力、承壓要求高的部位應當選擇高強度焊接材料。

2.優化焊接工藝與工藝評定控制。作為指導焊接過程、規范焊接操作、將焊接流程標準化的重要工藝文件—焊接工藝，是控制焊接質量的重要技術標準。焊接工藝又叫焊接工藝規程，包括焊接的使用材料、焊接操作方法、母材的型號、焊接接頭的形式、焊接操作的技術規程、以及焊接質量驗收方法等等參數，幾乎包含了焊接過程中的全部質量參數。針對壓力容器焊接過程中的難點和關鍵點，要制定有針對性的焊接工藝規程，根據壓力容器的母材厚度和壓力容器的用途科學選擇合理的焊接材料，根據壓力容器的使用特性選擇焊接接縫的坡度、焊縫形狀；同時由于壓力容器對焊接質量的較高要求，在焊接過程中，要對焊接質量的控制方法和驗收標準提高要求。同時在編制焊接工藝規程時，要精確所有焊接參數，要將所有焊接性能參數優化，以從理論上充分保證壓力容器焊接過程的科學、嚴謹。焊接過程中對焊接工藝的評定能夠對焊接工藝進行控制。通過焊接工藝評定的過程保證了焊接過程符合焊接工藝規程中要求的各項技術參數，保證焊接操作人員各道工序嚴格按照焊接工藝規程的要求，避免將缺陷帶入下一道工序。

3.優化焊接質量檢驗。焊接質量檢驗是控制焊接質量的最后一道防線。通過材料、工藝、操作規程、工藝評定重重工序，焊接質量的優劣與否就需要焊接質量檢驗來掌握控制。焊接質量檢驗包括焊前、焊中、焊后三道檢驗。焊前檢驗主要檢驗焊件的裝配質量和焊接口的材料特性、焊縫間隙等；焊中檢驗要檢測中間工序的焊接質量，焊縫是否工整焊接過程是否嚴格執行焊接工藝規程和焊接操作規程，以及焊接要求是否符合圖紙尺寸和技術要求；焊后檢驗是通過外觀檢查、無損探傷檢查、壓力試驗、外觀檢查等方式現場檢查焊接后工件的焊接質量。針對壓力容器的特殊用途，對焊接后的質量檢查應當采用多層次、多角度、多方法的檢查方式對其進行全面檢查，一旦發現焊接缺陷立即采取補救措施，返修或直接報廢。

造成壓力容器焊接缺陷的原因有很多，因此對壓力容器焊接缺陷的處理要從實際情況出發，理論聯系實際，認真分析和總結壓力容器事故發生的原因和規律，以確保壓力容器安全運行。

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（作者單位：煙臺文華成豐環保節能設備有限公司）