孫小剛

摘要：優(yōu)良的工序和加工質量是保證壓力容器這種工業(yè)產品的質量的重要條件。而焊接是壓力容器制造中最重要的一個環(huán)節(jié)，是保證壓力容器致密性和強度的關鍵步驟，同時也是保證壓力容器質量的關鍵點，保證焊接質量，就能夠保證壓力容器的安全運行，延長壓力容器使用壽命?；诖吮疚膶毫θ萜骱附淤|量控制與管理進行探討，一共參考。

關鍵詞：壓力容器；焊接；質量控制

引言

壓力容器是指盛裝氣體或液體，承載一定壓力，且壓力值及容積滿足有關規(guī)定的密閉設備，其承載的介質通常為高壓、高溫、有毒或有腐蝕性、易燃或易爆的氣體或液體。壓力容器的失效會導致爆炸、高溫或有毒氣體或液體的釋放等惡性事件，對相關人員的生命安全造成威脅，并會造成巨大的財產損失及環(huán)境污染。壓力容器失效事故時有發(fā)生，很多是由于焊接接頭質量問題造成的。保證焊縫的質量對確保壓力容器產品安全具有重要作用。本文對壓力容器焊接質量控制問題按焊接工藝、焊接材料、焊接人員技能及資質控制、焊接環(huán)境要求、焊接實施過程控制、焊接完成后的檢驗等階段做了必要的論述。

1壓力容器焊縫的分類

壓力容器的承壓焊縫按GB150.1《壓力容器第1部分：通用要求》第4.5章節(jié)的規(guī)定分為ABCD共4類，見圖1。ASME第Ⅷ卷第一冊《壓力容器監(jiān)造規(guī)則》的UW-3章節(jié)也有類似規(guī)定，見圖2。

焊縫的詳細分類在GB150.1的4.5章節(jié)及ASME第Ⅷ卷的UW-3中有詳細表述，一般而言，容器筒體或封頭的縱縫、筒體與球形封頭的環(huán)縫屬于A類焊縫；筒體或接管之間的環(huán)縫及筒體與非球形封頭之間的環(huán)縫屬于B類焊縫；法蘭與接管或筒體及平蓋與筒體及接管的焊接通常屬于C類焊縫；筒體及封頭上的接管焊縫通常屬于D類焊縫。

通常情況下稱A、B兩類焊縫為主承壓焊縫，其中因A類焊縫接頭承受的拉應力比B類焊縫接頭的更高，其焊接控制嚴格程度應相對于B類更高。

2影響壓力容器焊接質量的主要因素

2.1焊接人員影響因素

由于壓力容器自身功能的不同，對其進行焊接階段焊接人員所運用的焊接方式也不盡相同。就焊接人員手工作業(yè)來說，其主要包含焊條電弧焊以及氣體保護焊。而焊接人員對于焊接工作的態(tài)度以及自身所具備的專業(yè)素質也會對焊接質量造成一定影響。就目前來說，存在部分焊接人員缺乏正確的工作意識，不能按照相關管理規(guī)范進行一系列焊接操作行為，嚴重影響焊接的質量。

2.2機械設備影響因素

壓力容器的焊接質量一定程度上會受到機械設備的影響。假設機械設備具有非常強的機械化程度，同時能夠實現(xiàn)自動化控制管理，或者具體操作流程相對比較復雜，則不能保證壓力容器的焊接質量。一般來說，機械設備自身的穩(wěn)定性、可靠性以及功能性都會對焊接質量造成影響。

2.3焊接材料影響因素

焊接材料也對于壓力容器的焊接質量造成影響。通常情況下，焊接工作所需要使用的焊接材料主要包含焊絲、保護氣體、焊條等相關材料。為了確保壓力容器的焊接質量，需要加強對原材料的管理。然而，實際焊接階段，管理人員對焊接材料重視程度不足，導致焊接所使用的原材料質量存在問題，或者質量遠低于設計標準，不能保證壓力容器的焊接質量。

2.4焊接技術影響因素

由于壓力容器焊接操作對焊接技術具有比較強的依賴性，所以焊接技術也是影響焊接質量的因素之一。而確保焊接質量，則需要施工方案設計階段，對焊接流程進行合理設計，而后選擇合適的焊接技術。實際焊接階段，應當嚴格依照參考圖樣，選擇預先確定焊接技術進行加工，確保整個焊接過程具有一定的謹慎性。不能出現(xiàn)焊接人員根據(jù)自身經驗而隨意更改圖紙參數(shù)的行為，應當依照相關管理規(guī)范對焊接工作進行全面管理。

3焊接質量控制

3.1焊接工藝制定

焊接工藝應由焊接工程師根據(jù)接頭形式、母材性能、生產車間實際情況，選擇適用的焊接方法及焊接參數(shù)制定。一般而言，有經驗的焊接工程師擬定的焊接工藝通常是合理并適用的，但對新材料、新方法或前期無成熟經驗的焊接工藝，必須經過工藝試驗進行驗證該工藝是否具有較高的可操作性。在成熟經驗的前提下，焊接工程師還須對擬定的焊接工藝進行評定，以驗證該工藝在本公司特定管理及技術水平下是否能焊制出完整致密且力學性能符合預期的焊接接頭。只有按相應標準（ASME第Ⅸ卷《焊接》、NB/T47014《承壓設備焊接工藝評定》）評定合格的工藝才能用于生產，對產品受壓焊縫或與受壓件相焊的焊接工藝，嚴禁未經評定直接用于生產。

3.2焊接材料的控制

按相應制造標準，焊接材料必須滿足NB/T47018《承壓設備用焊接材料訂貨技術條件》等國內焊接材料標準或ASMESFAXX等國外焊接材料標準要求。根據(jù)項目的具體要求，一般焊接材料入廠時還須逐批進行復驗，以確保焊接材料滿足要求。材料入廠后應對儲存、運輸?shù)冗M行控制，控制要求應滿足JB/T3223《焊接材料質量管理規(guī)程》的規(guī)定，對焊條、焊劑等，使用前需根據(jù)焊材性能選擇合適的溫度進行烘焙，烘焙后一直到使用前須控制在特定的保溫溫度下，以免受潮影響焊接質量。

3.3焊接材料的選擇和檢驗

精湛的焊接工藝遠遠比不上焊接材料的選擇對焊接質量的影響大。焊接材料的選擇要考慮綜合因素，包括產品結構、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。不同強度級別的材料焊接，原則上應選擇低強度的焊接材料，特殊情況下可以采用高強度的焊接材料。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，嚴格控制焊材中的含碳量，使其符合國家標準，含碳量在0.1%左右，使焊縫具有合格的抗裂性。在焊接前的檢驗程序中，要檢驗材料的質量、焊縫組對的間隙、鈍邊的大小、坡口是否清理干凈，以免產生未焊透、焊瘤、氣孔等，影響壓力容器的質量。焊接過程中，不要選用十字焊縫，相鄰筒節(jié)間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰的筒節(jié)間的縱縫應錯開，其焊縫中間線之間的外圓弧長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，嚴格按照規(guī)定保存和烘焙材料。焊條變質、銹蝕甚至剝落時，應嚴格控制其進入焊接過程。調整焊劑的化學成分，焊劑變質時要及時清理處理。臨時吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面無裂痕。選擇合理的耐熱鋼材料，材料也符合國家標準，盡量選擇強度高的焊接材料，保證焊縫的力學性能比原材料的力學性能要高。焊接后要進行無損檢測，主要包括外觀檢測、無損探傷、耐壓和致密性檢驗。

3.4焊接環(huán)境的控制

由于壓力容器的焊接經常在室外露天進行，經常受到外界環(huán)境的影響，可能造成焊接的質量問題，當外界環(huán)境不符合規(guī)定要求時，可以進行適當預熱。應避免在潮濕環(huán)境中作業(yè)，以免空氣中的水汽進入熔渣形成氣泡，造成嚴重的隱藏缺陷，甚至可能形成裂紋。

結束語

焊接作為一種特殊工藝，產品焊縫質量不能通過直接檢測確認，需要通過從接頭設計、焊接工藝、產品施焊到焊后檢驗等全過程、各種手段的綜合控制來保證焊接質量，保證壓力容器的安全性，本文對過程控制中的要點進行了簡述，有助于焊接工作的執(zhí)行者及檢驗者在工作中明確要點，有的放矢，更好地確保焊接質量。

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