壓力容器制造焊接工藝的思考

徐小波

摘要：現如今，在工業生產和科學研究等領域當中，壓力容器具有十分廣泛的應用范圍，其為特種承壓設備，工況介質的使用相對比較復雜，而且有著易燃、易爆以及有毒等特點。在受到相應溫度和壓力以及腐蝕介質的作用后，容易導致壓力容器設備出現失效和損壞等問題，嚴重情況下還會產生相關安全事故。對此，相關工作人員需要深入分析壓力容器的制造焊接工藝，采取有效控制手段，從而保證壓力容器的生產制造質量。

關鍵詞：壓力容器;制造焊接;工藝要點

為了使壓力容器運行的安全性和穩定性得到有效提升，提高壓力容器的運行效益，需要我過合理完善壓力容器的相關檢查和監督管理制度。在具體制造壓力容器時，需要由相關單位進行審批，并嚴格按照相關檢查機制開展檢查工作，同時還需要對其生產安全加強監督和管理，尤其是壓力容器的制造焊接工藝，需要進行有效監控與管理，以此來全面提升壓力容器質量，保證設備的安全運行。

一、壓力容器用低合金耐熱鋼及其焊接性分析

耐熱鋼是一類比較常見的金屬材料，在我國石油化工、化工以及火力發電等領域當中具有重要應用。耐熱鋼的性能、組織以及化學成分比較復雜，因此該類金屬材料的加工與焊接技術也十分復雜，需要相關工作人員加大重視程度，并認真開展分析研究工作。而在經過具體分析后可以知道，壓力容器產品在實際制造時，耐熱鋼具有一定的焊接特性，具體包括以下幾個方面。

首先，針對焊接接頭性能進行分析，接頭一方面需要和母材保持相等的高溫和室溫短時強度，另一方面還需要和母材保持相當的高溫持久強度，而且還需要和母材具有相近的塑性變形能力。與此同時，接頭需要和母材保持相同的性能，具體表現在抗氧化性和抗氫性。在具體制造焊接接頭時，厚壁接頭往往需要經過多次熱處理，在運行時也長時間處于高溫和高壓環境中，為了使接頭具有穩定的性能，需要避免接頭各區出現明顯變化，或者由此而產生軟化或者脆變等問題。除此之外，為了使接頭韌性得到提升，滿足相關抗拉性能以及屈服性能要求，需要確保接頭抗脆斷性能夠滿足具體焊接要求，而且接頭還應具有物理均一性。

其次，低合金耐熱鋼當中具有合金元素，所以其與低合金高強度鋼的部分焊接特點保持相同，而且由于其還含有部分特殊微量元素，在介質工作環境上也表現出一定的不同，因此也具有一些獨特的焊接特點。從淬硬性角度進行分析，其與鋼的含碳量和合金成分、合金含量等有關。低合金耐熱鋼當中的合金元素具體表現為鉻和鉬，可以使鋼的淬硬性得到顯著提高。與此同時，低合金耐熱鋼焊接接頭還具有再熱裂紋傾向，其與碳化物形成元素當中的含量、特性、熱處理溫度參數等有關。除此之外，還具有回火脆性，當鉻鉬鋼和焊接接頭在長時間處于370-565攝氏度溫度區時，會逐漸產生脆變現象[1]。

二、壓力容器用耐熱鋼焊材選用

首先，對于焊縫金屬和母材的強度原則，需要與低合金耐熱鋼焊材選用原則保持相同。在焊接壓力容器產品時，焊縫填充金屬需要和母材強度保持相同，并要確保二者強度保持一致，從而使裂紋發生得到減少，使焊縫融合度得到提高，從而有效滿足焊接要求，使產品焊接質量得到提高。因此，在選擇焊材時，需要確保焊縫金屬和母材具有相同強度。

其次，為了使焊縫金屬和母材保持相同使用性能，需要焊縫金屬的鉻、鉬含量超出母材標準值下限。由于壓力容器產品的承壓性能較強，所以需要確保母材當中的鉻、鉬含量能夠達到相應標準。在選擇焊材時，需要焊縫金屬和母材能夠有著相似特性，而且金屬含量應該和母材保持相同，使焊接工作的實際需求得到滿足。

再次，為了使焊縫金屬的回火脆性相對較小，需要對焊材當中微量元素含量進行嚴格限制。在具體選擇焊材時，由于需要滿足強度、熱量等指標，因此會在焊材當中加入微量元素，但這也會使焊縫金屬有回火脆性產生。為了使焊縫金屬回火脆性得到減少，需要對微量元素較小的產品進行選擇。

最后，為了使焊縫金屬抗裂性得到提高，需要對焊材當中的含碳量進行控制，使其對比母材碳含量較低。為了使壓力容器產品質量以及安全等要求得到滿足，需要在焊接時，充分保證焊接強度，從而使壓力容器產品的質量和載荷等指標得到實現。而為了使焊接強度得到提高，需要對焊接裂紋進行有效消除，從而使焊縫金屬抗裂性得到提高[2]。

三、壓力容器用耐熱鋼焊接要點

（一）預熱與層間溫度

在實際焊接過程當中，為了使焊縫質量滿足要求，需要在焊接前了解焊接溫度，如果溫度不達標，則需要采取相應的預熱措施，使焊接溫度得到提高。與此同時，還需要確保焊接時間層間溫度要超過預熱溫度，從而有效滿足焊接成型要求，使焊縫裂紋得到減少，此外還可以使焊縫抗拉性能和彎曲性能得到提高。

（二）焊后熱處理

在具體焊接時，一些特殊材質由于材質要求較高，因此需要在焊接后有效進行熱處理，從而使焊縫強度和質量得到有效提高。當焊接工序有熱處理需求時，需要在熟悉焊接工藝的前提下，在焊接后對熱處理工序進行增加，重點處理焊縫，從而滿足焊縫質量要求。

（三）后熱和中間熱處理

針對特殊材質的壓力容器，在焊接后不能立刻進行熱處理，而應在間隔一段時間后對焊縫進行熱處理。例如，針對Cr-Mo鋼容器，其具有制造周期長、剛性大以及壁厚等特點，因此在焊接后不能馬上開展熱處理。為了避免焊件在焊后熱處理之前有裂紋產生，需要對其接頭進行兩到三個小時的低溫后熱處理。

（四）焊接規范的選擇

在焊接壓力容器時，需要嚴格按照焊接工藝的相關規定，合理選擇焊接速度、方法、電流、電壓以及焊材。而且為了滿足壓力容器產品焊接質量，需要在制定焊接工藝前，按照具體的焊接規范有效開展預焊接試驗。

結束語：

綜上所述，在壓力容器生產制造過程當中，焊接是十分重要的一項環節。對此，相關工作人員需要對焊接工藝的重要性產生正確認識，同時還需要加強焊接操作的質量管理和控制。具體來說，在壓力容器焊接過程中，需要對其焊接質量進行嚴格監督和管理，并對高質量焊接人才進行培養，使其資質得到有效提升，確保相關焊接操作的規范性，從而全面提升壓力容器焊接質量，保證壓力容器的安全穩定運行。

參考文獻：

[1]曲道波.壓力容器制造過程中的防變形分析[J].石油和化工設備，2021，24（07）：44-45+48.

[2]王智遠.壓力容器制造過程中焊接質量的控制措施探析[J].全面腐蝕控制，2021，35（03）：82-83+86.