王利柱

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，液體燃料的使用量逐年加大，液體燃料的使用范圍的較大同時也導致運輸液體燃料的設備設施壓力容器的使用量逐年較大。通過壓力容器液體物料可以在世界范圍內(nèi)隨意運輸?？梢暂^好的實現(xiàn)資源的優(yōu)化配置。文章通過分析壓力容器在在焊接過程中存在問題，進而研究其出現(xiàn)的原因，為今后使用壓力容器提供借鑒。

關鍵詞：壓力容器;焊接裂紋;原因

前言：工業(yè)的發(fā)展對于液體燃料物料的使用需求不斷較大，由于液體燃料的自身存在狀態(tài)不同于固物料導致我們在進行運輸?shù)倪^程中需要將其裝入壓力容器。由于液體物料在再裝入壓力容器時由于容器的內(nèi)部會產(chǎn)生一定的壓力這就導致容器在焊接的過程中需要進行仔細的檢查，將壓力容器在焊接中存在的裂紋清除掉，保證壓力容器能夠承受設計壓力。因此在壓力容器的使用中控制焊接裂紋對于安全穩(wěn)定的運輸液體物料十分關鍵。

1、控制壓力容器焊縫裂紋的必要性

在我國的工業(yè)生產(chǎn)中，其中包括化學工業(yè)，軍事工業(yè)，能源工業(yè)以及科研工業(yè)發(fā)展中都要使用壓力容器進行液態(tài)燃料和氣料的運輸。同時壓力容器也擔當著物料轉(zhuǎn)換，包括反應容器，換熱容器，分離容器等等。壓力容器由于自身能夠承受一定壓力因此能夠為工業(yè)生產(chǎn)提設備支持。在國民經(jīng)濟的發(fā)展中壓力容器由于擔當重要的作用因此保證壓力容器的質(zhì)量十分關鍵。壓力容器的制造通常需要進行焊接，焊接中可能出現(xiàn)的焊接裂紋對于壓力容器的安全使用的威脅是十分嚴重。由于壓力容器內(nèi)部盛裝的材料多數(shù)都是化學的或是可燃的一旦暴露在空氣中對于人身財產(chǎn)安全都是極大的威脅。同時對于環(huán)境的污染也是較大。因此國家設定專門的機構(gòu)對我國的壓力容器的使用、焊接、存儲進行管理保證壓力容器的安全使用。壓力容器內(nèi)部存有一定的壓力，加之其焊接過程中可能存在一定的質(zhì)量問題導致在實際的生產(chǎn)使用出現(xiàn)較多的事故帶來較大的經(jīng)濟損失。研究發(fā)現(xiàn)事故出現(xiàn)的原因多數(shù)是由于壓力容器生產(chǎn)使用存在的焊接裂紋導致。因此嚴格控制壓力容器的焊接裂紋保證壓力容器的在使用中能夠承受特定的壓力顯得十分關鍵。

2、分析焊接裂紋的產(chǎn)生原因和防止措施

對于壓力容器在焊接的過程中容易產(chǎn)生一定的裂紋，按照裂紋的產(chǎn)生部位的不同，裂紋主要分成四種，一種是熔合區(qū)裂紋、一種是根部裂紋、一種是弧坑裂紋還有一種是熱影響裂紋。裂紋的產(chǎn)生受到時間和溫度的變化影響也較為明顯產(chǎn)生的裂紋包括了熱裂紋、冷裂紋、以及再熱裂紋。在壓力容器進行焊接的過程中，焊接處的溫度會很高因此在高溫的作用下容易產(chǎn)生熱裂紋。熱裂紋的產(chǎn)生部位一般是固定的即焊縫中，但有的時候也會出現(xiàn)在熱影響區(qū)。熱裂紋發(fā)生的具體部位一般是在焊縫的中心位置，其發(fā)生的方向并平行于焊縫的方向。熱裂紋中還有垂直于焊縫方向的橫向裂紋，它的發(fā)生方向一般是沿著柱狀晶發(fā)生，同時他還同母材的晶粒間界進行相連。最終垂直于焊縫的長度方向。焊縫中的根部裂紋一般發(fā)生在焊縫的根部區(qū)域，弧坑裂紋則放生在弧坑的中心等晶區(qū)域?；】恿鸭y一般包括了三種類型，縱、橫、星狀。對于壓力容器在焊接的過程中熱影響區(qū)也產(chǎn)生了一定的裂紋產(chǎn)生裂紋的方向既有橫向的也有縱向分布的但是其分布的方向都是沿著晶界發(fā)生的。熱裂紋的微觀表現(xiàn)特征一般是沿著晶界進行開裂因此熱裂紋也被稱為晶間裂紋。如果裂紋貫穿于壓力容器那么在壓力容器的表面就會因為空氣的氧化作用形成藍灰色的氧化痕跡。壓力容器在焊接的過程中產(chǎn)生的熱裂紋的原因主要是受到熔池金屬中的硫磷雜質(zhì)的結(jié)晶的影響。一般結(jié)晶會形成低熔點的共晶，隨著結(jié)晶的增加他們逐漸會被排擠在晶界范圍中，然后形成了液態(tài)的薄膜，但是當焊接結(jié)束后液態(tài)薄膜會變成固態(tài)的失去了一定的彈性的薄膜體。這種失去彈性的薄膜體在溫度繼續(xù)下將后發(fā)生冷縮現(xiàn)象時就會收到焊縫金屬拉應力的影響一旦應力過大固態(tài)的薄膜就會破裂產(chǎn)生裂紋。為了更好的提高壓力容器的質(zhì)量，避免有裂紋產(chǎn)生的安全隱患我們在了解壓力容器焊接過程中產(chǎn)生裂紋的原因后就可以比較明了的采取措施防止壓力容器在焊接的過程中產(chǎn)生裂紋。一般情況防止產(chǎn)生熱裂紋的措施包括以下幾點：①限制鋼材及焊接材料中易偏析元素和有害雜質(zhì)的含量。特別是減少硫、磷等雜質(zhì)的含量及降低碳的含量。②調(diào)節(jié)焊縫的化學成分，改善焊縫組織，細化焊縫晶粒，以提高其塑性，減少或分散偏析程度，控制低熔點共晶的影響。③提高焊條的堿度，以降低焊縫中的雜質(zhì)的含量。④控制焊接規(guī)范，適當提高焊縫系數(shù)，用多層多道焊法，避免中心偏析，可防止中心線裂紋。⑤采取降低焊接應力的措施，收弧時填滿弧坑。

2.1焊接裂紋

焊接裂紋是種非常嚴重的缺陷，按裂紋形成的條件，可分為熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀撕裂等四類，這里主要介紹下熱裂紋和冷裂紋的主要原因：

焊縫金屬從液態(tài)到固態(tài)的結(jié)合過程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，其特征是焊后立即可見，且多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布熱裂紋的裂口多數(shù)貫穿焊縫，呈現(xiàn)氧化色彩，裂紋末端略呈圓形。

產(chǎn)生熱裂紋的原因是焊接熔池中存有低熔點雜質(zhì)（如FeS等）由于這些雜質(zhì)熔點低，結(jié)合凝固最晚，凝固后的塑性和強度又極低。因此，在外界結(jié)構(gòu)拘束應力足夠大和焊縫金屬的凝固收縮作用下，熔池中這些低熔點雜質(zhì)在凝固過程中被拉開，或在凝固后就會被拉開，造成晶間開裂焊件及焊條內(nèi)含硫、銅等雜質(zhì)多時，也易產(chǎn)生熱裂紋。

在冷卻過程或冷卻以后，在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋這類裂紋有可能在焊后立即出現(xiàn)，也有可能在焊后幾小時、幾天甚至更長時間才出現(xiàn)冷裂紋產(chǎn)生的主要原因為：

（1）在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織;

（2）焊縫中存在有過量的擴散氫，且具有濃集的條件;

（3）接頭承受有較人的拘束應力。

裂紋影響焊接件的安個使用，是種非常危險的一藝缺陷，結(jié)構(gòu)的破壞多從裂紋處開始，在焊接過程中要采取切必要的措施防止出現(xiàn)裂紋，在焊接后要采用各種方法檢查有無裂紋，當發(fā)現(xiàn)裂紋，應徹底清除然后給予修補

結(jié)語：總之，壓力容器國民經(jīng)濟發(fā)展中不可缺少的技術設備資源，在化工，軍工、石油、能源工業(yè)中擔當重要的角色因此我們有必要嚴格控制壓力容器的生產(chǎn)制造，嚴格控制壓力容器的制造工藝過程，嚴把質(zhì)量關。保護好國家及人民的人身財產(chǎn)安全。

參考文獻：

[1]劉洪杰，韓慶元.壓力容器焊縫缺陷的檢測和分析[J].檢測與測量，2011（1）：55-57.