徐堅(jiān)

摘 要：壓力容器焊接質(zhì)量決定著壓力容器的安全運(yùn)行和使用壽命，對(duì)壓力容器行業(yè)結(jié)尾重要。本文將重點(diǎn)探討壓力容器焊接時(shí)容易出現(xiàn)的問(wèn)題，造成的缺陷，以及如何保證壓力容器的焊接質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接質(zhì)量的有效控制。

關(guān)鍵詞：壓力容器焊接；焊接質(zhì)量；質(zhì)量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.013

優(yōu)良的工序和加工質(zhì)量是保證壓力容器這種工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量的重要條件。而焊接是壓力容器制造中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是保證壓力容器致密性和強(qiáng)度的關(guān)鍵步驟，同時(shí)也是保證壓力容器質(zhì)量的關(guān)鍵點(diǎn)，保證焊接質(zhì)量，就能夠保證壓力容器的安全運(yùn)行，延長(zhǎng)壓力容器使用壽命。

1 壓力容器的焊接質(zhì)量概述

壓力容器的焊接質(zhì)量，從某種程度上，就是壓力容器的質(zhì)量。壓力容器對(duì)國(guó)民生活和工業(yè)都非常重要，它的焊接質(zhì)量影響著整個(gè)產(chǎn)品行業(yè)的健康發(fā)展。

壓力容器的焊接控制易出現(xiàn)的問(wèn)題包括：在壓力容器表面出現(xiàn)幾何缺陷，材料厚度不均，錯(cuò)邊和角變形等等；焊接過(guò)程中由于溫度過(guò)高，速度過(guò)快，原料拉伸過(guò)長(zhǎng)等原因造成焊縫邊緣留下凹陷，影響壓力容器的安全運(yùn)行；坡口邊緣未清理干凈，焊條未按規(guī)則流程烘焙，焊芯銹蝕、電弧吹偏、焊接時(shí)間過(guò)快、電弧過(guò)長(zhǎng)等等問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致氣孔的出現(xiàn)，氣孔會(huì)大大降低焊縫強(qiáng)度，過(guò)大的氣孔會(huì)影響金屬致密性，由于氣孔的存在，焊縫的有效截面變小，如果焊接時(shí)未焊透或者未焊合，會(huì)導(dǎo)致焊縫的間斷和突變，降低焊縫強(qiáng)度，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋的出現(xiàn)，裂紋是焊接質(zhì)量缺陷中危害最大的一種，它的端部會(huì)形成尖銳缺口，應(yīng)力高度集中，裂紋長(zhǎng)期處于潮濕或腐蝕性環(huán)境下，極易擴(kuò)大，破壞壓力容器的性能，嚴(yán)重時(shí)可能造成巨大的生產(chǎn)安全事故，近年來(lái)的壓力容器造成的事故除了操作不當(dāng)，大多是由于裂紋擴(kuò)張，引起了容器內(nèi)部的脆性破壞。

2 壓力容器焊接質(zhì)量的控制

（1）從焊接工作人員方面。由于壓力容器的焊接技術(shù)是由手工操作占支配地位的焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊，所以對(duì)操作人員的個(gè)人技能和謹(jǐn)慎態(tài)度對(duì)焊接質(zhì)量非常重要。自動(dòng)化技術(shù)很高的埋弧自動(dòng)化的調(diào)節(jié)和焊接也不能完全離開(kāi)人的操作，即使半自動(dòng)化焊接技術(shù)中的電弧沿焊接方向的移動(dòng)也是靠人員掌控。操作人員的工作態(tài)度對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要。

因此，要做到壓力容器的焊接質(zhì)量控制，就要對(duì)操作人員的質(zhì)量意識(shí)和工作素養(yǎng)進(jìn)行培訓(xùn)。首先，要做到對(duì)焊接工人上崗資格的控制，組織焊接工人在焊接壓力容器前按照《鍋爐、壓力容器、壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》進(jìn)行培訓(xùn)、考試、獲得上崗資格，才能進(jìn)行壓力容器焊接。單位要指定人員檢查和監(jiān)督焊接工作，組織經(jīng)驗(yàn)豐富的焊接操作人員，根據(jù)實(shí)際情況和產(chǎn)品參數(shù)，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)焊接操作人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)，加強(qiáng)操作人員的質(zhì)量意識(shí)，提高操作人員的工作責(zé)任感，專職檢查焊接工序。

（2）焊接工藝的質(zhì)量控制。焊接工藝是控制壓力容器焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。壓力容器的質(zhì)量受到焊接工藝非常大的影響，很大程度上壓力容器的質(zhì)量由焊接工藝直接決定，無(wú)論是生產(chǎn)制造的成本，還是生產(chǎn)制造過(guò)程中的生產(chǎn)效率，都會(huì)產(chǎn)生極大的影響。在產(chǎn)品施焊前，對(duì)受壓元件的對(duì)接焊接接頭、要求全焊透的T形接頭、受壓元件與承載的非受壓元件之間的全焊透的T形接頭、受壓元件的耐腐蝕堆焊層進(jìn)行焊接工藝評(píng)定并根據(jù)所要焊接的壓力容器情況做好相應(yīng)準(zhǔn)備工作，檢查其焊接方法、保護(hù)氣體、母材鋼號(hào)和厚度、熔敷金屬厚度、預(yù)熱、襯墊等是否準(zhǔn)備齊全。在焊接過(guò)程中要注意焊接規(guī)范參數(shù)對(duì)接頭性能的影響，注意焊接電流、電壓與速度的配合，焊接時(shí)速度不宜過(guò)快，對(duì)于薄板自動(dòng)焊，焊接速度要盡可能地小，焊機(jī)軌道應(yīng)做到盡量平整，選擇適合的電流大小，穩(wěn)定運(yùn)條手法，嚴(yán)格控制焊條角度以及電弧長(zhǎng)度，才能得到好的焊縫性能。

（3）焊接材料的選擇和檢驗(yàn)。精湛的焊接工藝遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上焊接材料的選擇對(duì)焊接質(zhì)量的影響大。焊接材料的選擇要考慮綜合因素，包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、焊接工藝、材料剛度等，根據(jù)不同的需要，選擇不同的材料和工藝。不同強(qiáng)度級(jí)別的材料焊接，原則上應(yīng)選擇低強(qiáng)度的焊接材料，特殊情況下可以采用高強(qiáng)度的焊接材料。焊縫金屬合金的選擇，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有較小的回火脆性，嚴(yán)格控制焊材中的含碳量，使其符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，含碳量在0.1%左右，使焊縫具有合格的抗裂性。在焊接前的檢驗(yàn)程序中，要檢驗(yàn)材料的質(zhì)量、焊縫組對(duì)的間隙、鈍邊的大小、坡口是否清理干凈，以免產(chǎn)生未焊透、焊瘤、氣孔等，影響壓力容器的質(zhì)量。焊接過(guò)程中，不要選用十字焊縫，相鄰?fù)补?jié)間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰的筒節(jié)間的縱縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，其焊縫中間線之間的外圓弧長(zhǎng)一般大于筒體壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口邊緣的水分和油污，嚴(yán)格按照規(guī)定保存和烘焙材料。焊條變質(zhì)、銹蝕甚至剝落時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制其進(jìn)入焊接過(guò)程。調(diào)整焊劑的化學(xué)成分，焊劑變質(zhì)時(shí)要及時(shí)清理處理。臨時(shí)吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面無(wú)裂痕。選擇合理的耐熱鋼材料，材料也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，盡量選擇強(qiáng)度高的焊接材料，保證焊縫的力學(xué)性能比原材料的力學(xué)性能要高。焊接后要進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，主要包括外觀檢測(cè)、無(wú)損探傷、耐壓和致密性檢驗(yàn)。

（4）焊接環(huán)境的控制。由于壓力容器的焊接經(jīng)常在室外露天進(jìn)行，經(jīng)常受到外界環(huán)境的影響，可能造成焊接的質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)外界環(huán)境不符合規(guī)定要求時(shí)，可以進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱。應(yīng)避免在潮濕環(huán)境中作業(yè)，以免空氣中的水汽進(jìn)入熔渣形成氣泡，造成嚴(yán)重的隱藏缺陷，甚至可能形成裂紋。

3 結(jié)語(yǔ)

壓力容器焊接質(zhì)量關(guān)系著壓力容器本身的質(zhì)量。壓力容器焊接時(shí)易形成表面缺陷、幾何缺陷和焊縫內(nèi)部缺陷，影響壓力容器的質(zhì)量，造成不必要的損失。隨著焊接技術(shù)的不斷進(jìn)步，良好的焊接工藝層出不窮，但在選擇焊接工藝時(shí)，要根據(jù)具體要求完成焊接。在進(jìn)行壓力容器焊接時(shí)，要嚴(yán)格把控焊接質(zhì)量，加強(qiáng)焊接工藝的控制選擇，規(guī)范焊接流程，提高操作人員的專業(yè)素質(zhì)，保證壓力容器的焊接質(zhì)量。

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