王玉妹

（江蘇信博特種設(shè)備有限公司江蘇 鹽城 224000）

化工容器設(shè)備焊接制造質(zhì)量的安全控制

王玉妹

（江蘇信博特種設(shè)備有限公司江蘇 鹽城 224000）

化工設(shè)備焊接制造質(zhì)量的高低直接對日?；どa(chǎn)以及國家財產(chǎn)安全產(chǎn)生重要影響。本文主要從對焊縫金屬影響因素的分析入手，重點分析了局部加熱和迅速冷卻產(chǎn)生焊接應力與變形問題，并有針對性地提出來一系列安全控制措施，以供同行參考。

化工容器；設(shè)備；焊接；安全控制

1 引言

在日?；て髽I(yè)生產(chǎn)過程中，化工管道以及容器設(shè)備等構(gòu)件均需要通過焊接的方式緊密聯(lián)系起來，并未化工生產(chǎn)的穩(wěn)定性和安全性打下堅實基礎(chǔ)。多以，化工容器焊接質(zhì)量的高低會對化工企業(yè)的日常生產(chǎn)帶來決定性影響。

2 對焊縫金屬的影響因素分析

因焊接工藝、參數(shù)設(shè)計以及焊接劑等不同因素的影響，其產(chǎn)生CO、O2、CO2、H2O、H2、N2等氣相成分也不盡相同，其中H2、N2和O2能夠?qū)缚p金屬產(chǎn)生不利影響，具體來說主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

（1）因H2主要存在于工件、焊條以及空氣中的濕氣內(nèi)，一旦經(jīng)過高溫冷卻操作之后，其會以氫原子的狀態(tài)在焊縫金屬中得以保存，并能夠在常溫狀態(tài)下進行自由運動，且在焊縫局部予以凝聚，導致焊縫冷裂紋的產(chǎn)生，大大降低了焊接接頭的韌性和塑性。

（2）多數(shù)情況下，焊縫含氧是以硅酸鹽或者FeO夾雜物的形式存在的，大大降低了焊縫金屬的硬度、強度和塑性。且極易引起焊縫金屬出現(xiàn)熱脆和冷脆現(xiàn)象，降低了焊縫的抗腐蝕性。

（3）在焊接高溫的影響下，氮原子能夠與多種金屬形成氮化物，并保存在焊縫中，有效提升鋼硬度的同時，降低了焊縫金屬的塑性，但是其在整個焊縫中的含量較低，不會造成較大影響。

3 對局部加熱和迅速冷卻形成焊接應力與變形的研究

（1）在焊接制造過程中，化工容器是一個不均勻加熱和迅速冷卻的過程。因焊縫周圍溫度下降較快，使得焊接金屬在收縮過程中出現(xiàn)一定的殘余應力，導致金屬出現(xiàn)拉伸塑性變形的情況出現(xiàn)，導致容器接頭處產(chǎn)生裂紋。

（2）對焊縫進行迅速冷卻之后，焊接區(qū)域金屬則會沿著焊縫的長度進行縱向或者橫向收縮，從而導致焊接構(gòu)件多種變形情況的出現(xiàn)，比如扭曲變形、彎曲變形、角變形或者尺寸縮短等。具體變形的程度、方向以及形式則與焊縫長短、形式、焊接方法等有著密切聯(lián)系。

（3）提升對焊接變形種類、程度及方向等的計算能力，盡可能將焊接變形控制在合理的范圍內(nèi)，并采取合理措施，提升化工容器設(shè)備焊接制造質(zhì)量的安全性。

4 化工設(shè)備焊接制造安全控制措施

4.1 科學的工藝分析是選擇焊接工藝的基礎(chǔ)

①對主體結(jié)構(gòu)材質(zhì)及其可焊性進行分析，為之后的焊接工藝評定和抗裂性試驗做好充足的準備；②對主體材料的規(guī)格及其接頭形式的設(shè)計工藝進行分析，以便選擇合適的焊接方法滿足焊接要求；③對焊縫的尺寸及布置情況予以充分掌握，并對焊縫給焊接變形帶來的影響進行深入分析，以便對各個焊縫的變形方向進行判斷，從而對焊接變形大小和對整體構(gòu)件的影響進行計算；④對焊接殘余應力對結(jié)構(gòu)的綜合影響進行分析，必要時可以通過計算的方式實現(xiàn)對焊接應力的影響進行判斷，以便采取減少或者消除殘余應力的措施，有效解決問題。

4.2 對焊接工藝試驗的項目、要求、方法予以確定

具體來說焊接工藝試驗的項目主要可以分為以下幾個方面：①對尚未進行焊接的合金鋼種進行抗裂性試驗，并對材料的抗裂性能予以確定，同時采取有效的抗裂措施，預防裂縫情況的發(fā)生；②依據(jù)工藝分析，對其特殊接頭的型式、焊接方法及順序等予以確定，并對設(shè)計試件進行綜合或者分項試驗，從而確定合理的焊接工藝；③依據(jù)設(shè)備構(gòu)件的基本要求進行焊接工藝評定，并對接頭型式的工藝規(guī)程予以制定；④重要且無法進行單相焊接試驗的構(gòu)件應對其進行焊接模擬試驗，實現(xiàn)對構(gòu)件接頭形式、焊接方法、工藝參數(shù)、坡口尺寸等綜合工藝的檢驗，為焊接工藝的確定提供有了強有力的安全驗證。

4.3 編制詳細的施工工藝規(guī)程

（1）下料工藝守則。在守則中，應該對材質(zhì)確認、去氧化皮、標記移植、劃線或者編程試割、矯平校直、檢驗、下料以及除銹等工藝記性明確規(guī)定。同時，選擇方法的原則、相關(guān)技術(shù)及操作流程等也需要體現(xiàn)在下料工藝守則中。

（2）組對工藝守則。在組對工藝守則中，應對組對方法及程序、使用工裝卡具的原則、點固焊縫的質(zhì)量要求、組對安全檢驗的原則和方法等予以明確規(guī)定。

（3）焊接工藝守則。在焊接工藝守則中，應對組對質(zhì)量要求、接縫焊接方式、焊材選擇、焊接環(huán)境、焊接順序以及焊縫檢驗等內(nèi)容予以明確規(guī)定，同時還需要對焊工資質(zhì)、上崗考試內(nèi)容和考核原則予以規(guī)定。

（4）工序圖表。在工序圖表中，應對各個零部件具體的設(shè)計工藝圖表、操作順序、尺寸要求、技術(shù)要求、工序之間的銜接要求、工裝量具以及使用設(shè)備、工藝參數(shù)等進行明確標注，力求做到具體、清晰，具有較強的操作性。

（5）焊接順序。對具體部位和整體構(gòu)件的焊接工位數(shù)量、各個工位之間的順序、單個工位的焊接方法及焊接參數(shù)等進行明確規(guī)定。同時，還需要在進行焊接過程中某一階段中間測量的時間進行具體規(guī)定，以便對焊接順序及焊接工藝進行合理調(diào)整。

（6）熱處理工藝規(guī)程。在熱處理工藝規(guī)程中，需要對焊前預熱位置、預熱的溫度以及保溫方法、是否需要經(jīng)過消氫處理及處理的時間和工藝等進行明確規(guī)定。

（7）檢驗規(guī)程。應對設(shè)備焊接制造的下料、組對、焊接檢驗內(nèi)容、焊接方法及焊接手段等各個安全質(zhì)量控制要點進行明確規(guī)定。

4.4 其他問題

做好相關(guān)的配套工作，加大對施工人員尤其是焊接工人的技術(shù)培訓工作，將技術(shù)準備工作予以嚴格落實。此外，還需要做到以下幾個方面：

（1）對標識不清或者產(chǎn)品質(zhì)量不合格的原材料堅決不予使用，未經(jīng)檢驗合格的組件不得進行焊接，不具備操作工藝規(guī)程規(guī)定的施工條件堅決不允許施工。在化工容易設(shè)備的焊接過程中，始終堅持“三不”原則，為焊接制造質(zhì)量提供強有力的技術(shù)支撐。

（2）在外協(xié)外購過程中應做好對分承包單位的評審工作，并對其提供的產(chǎn)品和相關(guān)附件進行嚴格的檢驗檢查，未達到要求的不能予以接收使用。

（3）一旦發(fā)現(xiàn)存在一定的安全質(zhì)量問題，或者無法達到規(guī)定要求的情況出現(xiàn)，要深入分析其原因，并采取相應的措施有效解決問題。

[1]郝保強.化工容器生產(chǎn)中焊接應力與變形的控制[J].內(nèi)蒙古石油化工，2010（09）：12～13.

[2]杜艷華，陳立明.化工容器設(shè)備焊接制造質(zhì)量的安全控制[J].河南化工，2010（10）：56～57.

TQ050.7

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