陳月紅

（江蘇世能化工設(shè)備有限公司，江蘇靖江 214500）

建立壓力容器制造質(zhì)量保證體系，就是實(shí)行由過去管結(jié)果變?yōu)楣苓^程；從對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量把關(guān)為主，轉(zhuǎn)入到以預(yù)防產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的全面控制為主。當(dāng)然，在質(zhì)量保證體系運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，勢(shì)必增加費(fèi)用，引起成本的提高。但是，對(duì)影響壓力容器制造質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須嚴(yán)格控制，才能確保壓力容器的制造質(zhì)量。

1 圖樣審查

（1）設(shè)計(jì)總圖上必須有壓力容器設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)許可印章（復(fù)印章無(wú)效），確認(rèn)資格有效。設(shè)計(jì)許可印章失效的設(shè)計(jì)圖樣和已加蓋竣工圖章的圖樣，不得用于制造壓力容器。注意對(duì)于第Ⅲ類壓力容器，應(yīng)有壓力容器設(shè)計(jì)單位技術(shù)負(fù)責(zé)人或者其授權(quán)人的批準(zhǔn)簽字。

（2）選用的材料是否符合工作介質(zhì)的參數(shù)和性能要求。

（3）選用的制造與驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是否符合相應(yīng)的最新版國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

（4）壓力容器類別劃分是否正確，技術(shù)要求、制造條件是否正確。

（5）設(shè)計(jì)圖樣所選定的無(wú)損檢測(cè)方法、檢測(cè)比例和合格級(jí)別，是否符合有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。圖樣審查的嚴(yán)謹(jǐn)性，主要是審查在設(shè)計(jì)中對(duì)諸多參數(shù)的選擇、試驗(yàn)、檢驗(yàn)要求、制造技術(shù)條件的確定是否合理、周全。

產(chǎn)品圖樣審核后報(bào)監(jiān)檢審查確認(rèn)。

2 焊接控制

2.1 焊接材料

（1）焊接材料的選擇。壓力容器各受壓部件的制造工藝比較復(fù)雜，其運(yùn)行條件也有很大的差別，因此在選擇焊材時(shí)需要考慮各方面的因素。一般應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和焊接性能，來(lái)選擇焊接材料。

對(duì)于碳鋼及低合金鋼制壓力容器，一般都按等強(qiáng)性原則來(lái)選用，即焊縫金屬的強(qiáng)度不低于母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值的下限。但有些制造廠家在選用焊接材料時(shí)，為保證焊縫金屬的強(qiáng)度不低于母材，而存在寧高勿低的傾向，從而造成焊縫金屬?gòu)?qiáng)度大大高于母材，致使塑性降低。在選配低合金高強(qiáng)鋼的焊接材料時(shí)，應(yīng)特別注意這個(gè)問題。

對(duì)于低溫容器，除了應(yīng)保證強(qiáng)度不低于母材外，同時(shí)還應(yīng)保證接頭的低溫韌性不低于殼體材料。

對(duì)于高溫容器和有耐腐蝕性要求的容器，為保證焊縫具有與母材接近的高溫性能和抗腐蝕性能，其選擇的焊接材料的化學(xué)成分應(yīng)與母材大致相同。

對(duì)于不等強(qiáng)度級(jí)別鋼的焊接，原則上應(yīng)選擇低強(qiáng)度等級(jí)的焊接材料，在某些特殊的情況下，如點(diǎn)固焊或厚板的第一道焊縫往往要求強(qiáng)度高，可以選用高強(qiáng)度等級(jí)的焊接材料。

焊接材料的選擇，還應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的工藝因素、剛度特點(diǎn)以及使用條件，焊接方法等。例如冷沖壓冷卷，要求焊接接頭有較高的塑性變形能力；熱卷和熱處理，則要求接頭經(jīng)高溫?zé)崽幚砗笕阅鼙ＷC所要求的強(qiáng)度性能及韌性，因此，應(yīng)選用合金成分較高的焊接材料。

對(duì)同一強(qiáng)度等級(jí)的酸性焊條和堿性焊條，應(yīng)根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)形狀和鋼材的厚度加以選用。形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)剛性大以及大厚度的焊件，由于焊接過程中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂紋，因此必須選用抗裂性好的低氫焊條。反之，則可選用酸性焊條。

（2）焊接材料的驗(yàn)收。不同廠家生產(chǎn)的同一型號(hào)或牌號(hào)的焊條，其工藝性能有可能存在差異。因此，制造廠應(yīng)根據(jù)多年的實(shí)踐情況，選定相對(duì)固定的焊條生產(chǎn)廠家。其驗(yàn)收應(yīng)根據(jù)《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行，首先焊接材料必須要具有正確齊全的出廠合格證及質(zhì)量證明書，檢查焊條包裝及爐批號(hào)等焊條標(biāo)志，必要時(shí)按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn)。驗(yàn)收合格后，及時(shí)編號(hào)辦理入庫(kù)手續(xù)。

（3）焊接材料的保管及領(lǐng)用。焊接材料入庫(kù)后要按類別、型號(hào)、牌號(hào)及批號(hào)，分別在不同的位置存放。焊條庫(kù)室內(nèi)溫度應(yīng)不低于5℃，相對(duì)濕度應(yīng)低于60%，貨架距地面和墻壁間距應(yīng)大于30 mm。焊條和焊劑在使用前，必須按規(guī)定溫度和時(shí)間烘干并保溫，其發(fā)放應(yīng)根據(jù)焊接工藝規(guī)定的牌號(hào)、規(guī)格和定額進(jìn)行，必須注意的是應(yīng)在領(lǐng)料單上注明焊接材料的材檢號(hào)并由檢驗(yàn)員確認(rèn)，部分制造廠在執(zhí)行時(shí)，往往容易忽視這一點(diǎn)。焊條從烘糟中取出后，在空氣中放置時(shí)，焊條藥皮將吸收空氣中的水分，時(shí)間越長(zhǎng)，吸收的水分越多，而且，隨著焊條強(qiáng)度等級(jí)的提高，焊條在大氣中允許存放的時(shí)間越短。因此領(lǐng)用焊條時(shí)應(yīng)使用保溫筒且做到隨用隨領(lǐng)。

2.2 焊接工藝

（1）焊接工藝評(píng)定。壓力容器的焊接工藝，是控制焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵因素。焊接工藝的編制依據(jù)是4708—2000《焊接工藝評(píng)定》。換熱管和管板的焊接接頭的工藝評(píng)定，按GB151—1999《管殼式換熱器》附錄B進(jìn)行。

部分制造廠在評(píng)定過程中，存在不少問題，主要表現(xiàn)如下：

1）返修焊縫無(wú)相應(yīng)的工藝評(píng)定，特別是返修后需局部熱處理的焊縫。

2）首次使用的國(guó)外鋼材未進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。

3）對(duì)于接管類截面全焊透的型接頭和角接接頭，當(dāng)無(wú)法檢測(cè)內(nèi)部缺陷，而制造單位又沒有足夠的能力確保焊透時(shí)，只制作型式試驗(yàn)件進(jìn)行焊接工藝評(píng)定，而缺少相應(yīng)的對(duì)接焊縫試件的工藝評(píng)定。

4）焊接接頭的坡口角度根部間隙小于型式試驗(yàn)件，未重新評(píng)定焊接工藝。

5）改變焊后熱處理類別，但未重新評(píng)定焊接工藝。

（2）焊接工藝參數(shù)的選擇。壓力容器制造中常用的焊接方法有：氣焊、焊條電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊及鎢極氬弧焊等。不同的方法，有不同的特點(diǎn)，應(yīng)用范圍也不相同。氣焊，一般用于安裝時(shí)的管道特別是薄壁管道的焊接；埋弧自動(dòng)焊和氣體保護(hù)焊，主要用來(lái)焊接主體焊縫；鎢極氬弧焊，則大都用于單面焊雙面成型的打底焊及管道焊接；焊條電弧焊，應(yīng)用則最為廣泛，幾乎所有結(jié)構(gòu)都可采用。

焊接線能量綜合體現(xiàn)了焊接規(guī)范參數(shù)對(duì)接頭性能的影響，對(duì)于低合金高強(qiáng)鋼、低溫鋼和不銹鋼，都要求采用小線能量焊接。對(duì)于易淬火鋼，采用小線能量焊接，由于冷卻速度快，易產(chǎn)生冷裂紋，因此常采用焊前預(yù)熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施，防止產(chǎn)生冷裂紋。此外，還應(yīng)指出，僅僅對(duì)線能量數(shù)值控制還不夠，即使相同數(shù)值的線能量，其中焊接電流、電壓、速度三者之間數(shù)值，可能有很大差別，當(dāng)這些規(guī)范之間配合不合理，還是不能得到良好的焊縫性能。例如在焊接電流很大電壓較低的情況下，得到深而窄的焊縫，而適當(dāng)減小電流，提高電壓，則能得到良好的焊縫成型，這兩者焊縫性能是不同的。因此應(yīng)在規(guī)范合理的原則下，選擇合適的線能量。還有一點(diǎn)不容忽視的是，異種鋼焊接時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制熔合比，如鋼與不銹鋼焊接，選用奧氏體不銹鋼焊條，由于熔化的母材對(duì)焊縫金屬中鉻、鎳合金元素有稀釋作用，使熔合區(qū)產(chǎn)生硬脆的馬氏體帶，焊接接頭在一側(cè)的熔合區(qū)處易產(chǎn)生裂紋，所以要嚴(yán)格控制碳鋼一側(cè)的熔合比。

2.3 焊縫返修控制

（1）焊縫返修必須編制返修工藝，經(jīng)焊接責(zé)任人審核后依據(jù)返修工藝進(jìn)行返修，對(duì)焊接接頭的同一部位的返修次數(shù)超過2次以上的返修，需經(jīng)單位技術(shù)總負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。

（2）返修的現(xiàn)場(chǎng)記錄應(yīng)詳細(xì)，至少包括坡口型式、尺寸、返修長(zhǎng)度、焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、焊接速度、預(yù)熱溫度、層間溫度、后熱溫度和保溫時(shí)間，焊材牌號(hào)及規(guī)格，焊接溫度等）和施焊者及鋼印等。

（3）要求焊后熱處理的壓力容器，應(yīng)在熱處理前焊接返修；如在熱處理后進(jìn)行返修，返修后應(yīng)再作熱處理。

（4）有抗晶間腐蝕要求的奧氏體不銹鋼制壓力容器，返修部位仍需保證原有的抗晶間腐蝕性能。

（5）壓力試驗(yàn)后需返修的返修部位，必須按原質(zhì)量要求經(jīng)無(wú)損檢測(cè)合格，由于焊接接頭或接管泄漏而進(jìn)行返修的，或返修深度大于1/2壁厚的壓力容器，還需重新進(jìn)行壓力試驗(yàn)。

（6）監(jiān)檢應(yīng)檢查審批手續(xù)，必要時(shí)應(yīng)審核缺陷產(chǎn)生的原因分析和返修工藝，對(duì)返修過程中的現(xiàn)場(chǎng)記錄、檢驗(yàn)報(bào)告等進(jìn)行檢查，確認(rèn)符合要求后，在相關(guān)手續(xù)上確認(rèn)。

2.4 焊接現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查

現(xiàn)場(chǎng)抽查焊工鋼印，施焊焊工資格是否符合規(guī)定，是否按照焊接工藝卡施焊。檢查焊接工藝執(zhí)行情況，主要有：

（1）焊接設(shè)備、電流表、電壓表的完好使用；

（2）坡口形式、尺寸是否符合設(shè)計(jì)圖樣和有關(guān)技術(shù)條件；

（3）焊接材料的烘干情況和干燥設(shè)備是否符合技術(shù)文件的要求；

（4）對(duì)焊前需預(yù)熱的焊縫，預(yù)熱設(shè)備和預(yù)熱溫度記錄是否符合有關(guān)規(guī)定；

（5）檢查焊接工藝參數(shù)是否與焊接工藝規(guī)程一致。

（6）檢查產(chǎn)品焊接試板的加工、焊接位置、施焊工藝參數(shù)和試板數(shù)量是否符合《容規(guī)》及焊接工藝規(guī)程的規(guī)定。

（7）對(duì)要求控制層間溫度的焊縫，應(yīng)檢查層間溫度。

3 外觀和幾何尺寸的控制

壓力容器產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和幾何尺寸至關(guān)重要。外觀質(zhì)量中的咬邊和根部未焊透等，都是引起應(yīng)力集中的重要缺陷；幾何尺寸的不直度，往往影響化工工藝流程及增加設(shè)備的附加應(yīng)力，因此必須加強(qiáng)對(duì)外觀和幾何尺寸的控制。

3.1 焊接接頭表面質(zhì)量

（1）抽查角焊縫焊角尺寸。角焊縫的焊角高度，應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣要求，外觀應(yīng)平緩過度（符合《容規(guī)》第76條第5款）。對(duì)平封頭與圓筒連續(xù)的角焊縫，多層圓筒上接管的角焊縫，管板與筒體連接的角焊縫、主體法蘭角焊縫，人孔接管角焊縫和直徑＞Ф250 mm的接管角焊縫等必須檢查。

（2）對(duì)所有焊接接頭應(yīng)重點(diǎn)檢查有無(wú)裂紋、根部未焊透、表面氣孔咬邊等。焊接接頭表面質(zhì)量及焊縫的咬邊應(yīng)符合《容規(guī)》第76條要求。

3.2 母材表面、組對(duì)和幾何尺寸質(zhì)量

（1）母材表面質(zhì)量。檢查母材表面不得有機(jī)械損傷、工卡具焊接。

（2）組對(duì)質(zhì)量和幾何尺寸質(zhì)量。檢查焊縫棱角度、對(duì)口錯(cuò)邊量、筒體直線度、橢圓度、封頭形狀偏差、焊縫布置、管口方位、容器總長(zhǎng)等，記錄實(shí)際尺寸。對(duì)球形容器的球片，主要抽查成型尺寸，應(yīng)符合相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和圖樣要求。

壓力容器外觀和幾何尺寸自檢合格后，報(bào)監(jiān)檢確認(rèn)。

4 無(wú)損檢測(cè)的控制

一般來(lái)說(shuō)，壓力容器生產(chǎn)過程中，無(wú)損檢測(cè)工作量大約占整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程工作總量的15%～16%。壓力容器從原材料入廠、零部件加工直至產(chǎn)品組裝完工，都涉及到無(wú)損檢測(cè)的工作。

4.1 無(wú)損檢測(cè)的要求

無(wú)損檢測(cè)工作的好壞，直接影響著出廠產(chǎn)品的質(zhì)量。無(wú)損檢測(cè)涉及到檢測(cè)方法、評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè)比例、合格級(jí)別的確定。這是一項(xiàng)十分重要的工作，既需了解產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和使用條件，也要了解產(chǎn)品生產(chǎn)工藝條件和采用無(wú)損檢測(cè)方法的可靠性。

（1）過高的要求，會(huì)造成生產(chǎn)過程中的大量返修；

（2）過低的要求，可能導(dǎo)致遺留的缺陷在使用過程中誘發(fā)事故隱患。

4.2 無(wú)損檢測(cè)應(yīng)注意的問題

無(wú)損檢測(cè)應(yīng)注意的問題，用舉例說(shuō)明的方式，來(lái)進(jìn)行詳細(xì)闡述：

（1）以開孔中心為圓心、以1.15倍開孔直徑為半徑的圓中，所包容的焊縫，應(yīng)進(jìn)行100%無(wú)損檢測(cè)；

（2）凡被補(bǔ)強(qiáng)圈、支座、墊板、內(nèi)件等所覆蓋的焊縫，以及先拼焊、后成形的封頭上的所有拼接焊縫，應(yīng)100%無(wú)損檢測(cè)；

（3）管板、法蘭拼接焊縫，膨脹節(jié)的對(duì)接焊縫，應(yīng)100%無(wú)損檢測(cè)；

（4）作氣壓試驗(yàn)的壓力容器，A、B類對(duì)接接頭，必須100%無(wú)損檢測(cè)；

（5）公稱直徑＞Ф250 mm接管的A、B類對(duì)接接頭，應(yīng)100%無(wú)損檢測(cè)；無(wú)損檢測(cè)工作，必須由取得相應(yīng)資格的人員承擔(dān)。此項(xiàng)工作，必須嚴(yán)格執(zhí)行初評(píng)和復(fù)審的強(qiáng)制性制度，確保底片和評(píng)片質(zhì)量，記錄和報(bào)告完整、準(zhǔn)確，并收存于產(chǎn)品質(zhì)量檔案中。

5 耐壓試驗(yàn)的控制

耐壓試驗(yàn)是壓力容器產(chǎn)品制造完工后，在一定溫度和壓力載荷下對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度和密封性檢驗(yàn)，確保產(chǎn)品安全可靠運(yùn)行的重要手段。

5.1 產(chǎn)品耐壓試驗(yàn)的準(zhǔn)備工作

產(chǎn)品組裝合格后，準(zhǔn)備產(chǎn)品耐壓試驗(yàn)前，應(yīng)根據(jù)圖紙及工藝文件的相關(guān)技術(shù)要求，編制壓力試驗(yàn)工藝，發(fā)放到耐壓試驗(yàn)操作人員及檢驗(yàn)人員。

（1）應(yīng)對(duì)產(chǎn)品的外觀質(zhì)量進(jìn)行復(fù)查。主要復(fù)查內(nèi)容：標(biāo)記情況；焊接接頭的外觀質(zhì)量和焊縫布置；形狀；管口方位；尺寸偏差；容器內(nèi)表面；必須探傷的部位。

（2）容器產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)資料核查。主要核查內(nèi)容：材料牌號(hào)規(guī)格是否與圖紙相符；下料檢驗(yàn)，加工檢驗(yàn)數(shù)據(jù)齊全；焊接記錄，外觀檢查報(bào)告；無(wú)損檢測(cè)報(bào)告；熱處理報(bào)告；產(chǎn)品試板報(bào)告（含材料熱處理試板）；焊工、無(wú)損檢測(cè)人員資格；不合格處理資料；換熱器脹管記錄、報(bào)告；返修資料；補(bǔ)強(qiáng)圈試壓；主要受壓元件工序過程卡等。

5.2 耐壓試驗(yàn)的實(shí)施

通過產(chǎn)品質(zhì)量復(fù)查和制造質(zhì)量檢測(cè)資料審查后，報(bào)送監(jiān)檢部門申請(qǐng)耐壓試驗(yàn)，由監(jiān)檢部門確認(rèn)該臺(tái)壓力容器產(chǎn)品符合要求后，在相關(guān)文件上同意試壓，并監(jiān)檢確認(rèn)。同時(shí)核查試驗(yàn)裝置和準(zhǔn)備工作及試驗(yàn)的安全措施。

耐壓試驗(yàn)時(shí)，耐壓試驗(yàn)壓力、試驗(yàn)程序按容器圖樣規(guī)定和相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行，監(jiān)檢部門現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督試驗(yàn)，確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果。檢驗(yàn)時(shí)不得進(jìn)行與試驗(yàn)無(wú)關(guān)的工作，無(wú)關(guān)人員不得在試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)停留。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和人民生活中得到廣泛的應(yīng)用，其作為一種特種的承壓設(shè)備，使用的工況介質(zhì)比較復(fù)雜，具有易燃、易爆，有毒等特點(diǎn)。在一定溫度、壓力及腐蝕介質(zhì)的綜合作用下，容易導(dǎo)致設(shè)備失效及損壞，造成事故。因此，我們運(yùn)用一定的方法和手段，來(lái)確保壓力容器的制造質(zhì)量，保障設(shè)備安全順利運(yùn)行。

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