壓力容器焊接的質(zhì)量控制研究

徐潮

摘要：壓力容器這種工業(yè)產(chǎn)品，優(yōu)良的工序和加工質(zhì)量是保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要條件。焊接是保證壓力容器致密性和強(qiáng)度的關(guān)鍵，是壓力容器制造中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是保證壓力容器質(zhì)量的關(guān)鍵，是保證壓力容器壽命和安全運(yùn)行的重要條件。焊接質(zhì)量的控制從某種程度上說(shuō)，鍋爐、壓力容器的質(zhì)量就是其焊接質(zhì)量。通過(guò)焊接對(duì)壓力容器質(zhì)量控制的因素分析，從操作人員控制，焊接工藝控制，焊接材料選擇控制，焊接檢驗(yàn)控制與焊接環(huán)境控制等五個(gè)方面來(lái)論述壓力容器焊接的質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接；質(zhì)量控制

1. 焊接工作人員控制

焊條電弧焊和氣體保護(hù)焊等手工操作占支配地位的焊接，操作者的個(gè)人技能和謹(jǐn)慎態(tài)度對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要。即使自動(dòng)化程度高的埋弧自動(dòng)化，其工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)和施焊也離不開(kāi)人的操作；各種半自動(dòng)焊中電弧沿焊接方向的移動(dòng)也是靠人掌握。操作者質(zhì)量意識(shí)差、操作時(shí)粗心大意、不遵守焊接工藝規(guī)程、操作技能低或操作技術(shù)不熟練等都會(huì)影響焊接質(zhì)量。做好壓力容器質(zhì)量焊接控制，要在操作人員控制上做到幾下幾點(diǎn)：

1.1.定期進(jìn)行崗位培訓(xùn)，從理論上認(rèn)識(shí)執(zhí)行工藝規(guī)程的重要性，從實(shí)踐上提高操作者的技能。

1.2.加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)教育，提高操作者的責(zé)任心和一絲不茍的工作作風(fēng)，建立質(zhì)量責(zé)任制。

1.3.加強(qiáng)焊接工序的自檢及專職檢查。

1.4.進(jìn)行焊工上崗資格控制。凡參加壓力容器施焊工作的焊工都應(yīng)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，并取得相應(yīng)資格；生產(chǎn)單位應(yīng)按焊接工藝的要求，指定有相應(yīng)資格的焊工承擔(dān)焊接工作，焊接檢查人員監(jiān)督焊工資格，并做好焊接檢查記錄。

2. 焊接工藝控制

2.1. 焊接工藝評(píng)定焊接工藝是控制鍋爐、壓力容器焊接接頭質(zhì)量的關(guān)鍵，產(chǎn)品施焊前，對(duì)受壓元件之間的對(duì)接焊接接頭和要求全焊透的T形焊接接頭、受壓元件與承載的非受壓元件之間全焊透的T形或角接焊接接頭、以及受壓元件的耐腐蝕堆焊層都應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。制造廠應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的情況做好相應(yīng)工作，如焊接方法、母材鋼號(hào)、母材厚度和熔敷金屬厚度、焊材保護(hù)氣體、有無(wú)襯墊、是否預(yù)熱。

2.2. 工藝參數(shù)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，采用小線能量焊接時(shí)冷卻速度快，易產(chǎn)生冷裂紋，因此須采用焊前預(yù)熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施。但僅是線能量數(shù)值控制還不夠，即使相同數(shù)值的線能量，如果焊接電流、電壓和速度之間配合不合理，還是不能得到好的焊縫性能。

3. 焊接材料的選擇控制

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，在某些特殊情況下，如點(diǎn)固焊或厚板的第一道焊往往要求強(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)和工藝因素及剛度特點(diǎn)，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材，而形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)剛性大以及大厚度的焊件，由于焊接過(guò)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。

4. 焊接檢驗(yàn)控制

4.1.焊接前檢驗(yàn)

焊接前檢驗(yàn)指焊件裝配質(zhì)量及坡口表面質(zhì)量檢驗(yàn)，焊縫的組對(duì)間隙及鈍邊的過(guò)大或過(guò)小及坡口未清理干凈會(huì)產(chǎn)生未焊透、焊瘤和氣孔等缺陷，從而直接影響到焊縫性能。

4.2. 焊接過(guò)程檢驗(yàn)

4.2.1.不宜采用十字焊縫。相鄰的筒節(jié)間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰?fù)补?jié)的縱縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)，其焊縫中心線之間的外圓弧長(zhǎng)一般應(yīng)大于筒體壁厚的三倍，且不小于100mm。

4.2.2.在壓力容器上焊接的臨時(shí)吊耳和拉筋的墊板等，應(yīng)采用與壓力容器殼體相同且在力學(xué)性能和焊接性能上相似的材料，并用相適應(yīng)的焊材及焊接工藝。臨時(shí)吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤必須打磨平滑，確保表面無(wú)裂痕。

4.2.3.受壓元件之間或受壓元件與非受壓元件組裝時(shí)的定位焊，若保留成為焊縫金屬的一部分，則應(yīng)按照受壓元件的焊縫要求施焊。

4.3 焊接后檢驗(yàn)焊后檢驗(yàn)通常都是在焊接完成后即可進(jìn)行，但是對(duì)于具有延遲裂紋傾向的高強(qiáng)鋼應(yīng)在焊后延遲一段時(shí)間再進(jìn)行檢驗(yàn)或復(fù)檢。焊后檢驗(yàn)主要是無(wú)損檢驗(yàn)，包括外觀檢查，無(wú)損探傷，耐壓試驗(yàn)及致密性試驗(yàn)。

4.3.1.外觀檢查① 形狀、尺寸以及外觀應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣的規(guī)定。② 焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物。③ 焊縫和母材圓滑過(guò)渡。④ 角焊縫的焊腳高度應(yīng)符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖樣的要求，外形應(yīng)平緩過(guò)渡。

4.3.2.無(wú)損檢測(cè)焊后檢驗(yàn)主要是無(wú)損檢驗(yàn)，包括外觀檢查，無(wú)損探傷，耐壓試驗(yàn)及致密性試驗(yàn)，其中容易忽視的問(wèn)題一是局部探傷時(shí)，忽視了探傷部位的代表性，如采用周向X射線機(jī)對(duì)圓筒環(huán)縫通過(guò)一次或二次曝光即可達(dá)到一定的探傷比例，部分探傷人員為了追求探傷比例，往往選擇環(huán)縫進(jìn)行探傷，這是不正確的，應(yīng)重點(diǎn)抽查焊縫交叉部位及縱向焊縫。二是局部射線檢測(cè)或超聲檢測(cè)的焊縫，若在檢測(cè)部位發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行不少于10%的補(bǔ)充檢測(cè)，如仍不合格，則應(yīng)對(duì)該焊縫全部檢測(cè)。耐壓試驗(yàn)包括液壓試驗(yàn)和氣壓試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)壓力容器的強(qiáng)度和焊縫的質(zhì)量。液壓試驗(yàn)一般以水為介質(zhì)，對(duì)于某些壓力容器由于結(jié)構(gòu)或者支承的原因，不能在容器內(nèi)充灌液體，以及運(yùn)行條件下壓力容器不允許殘留試驗(yàn)液體的，則可按設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定采用氣壓試驗(yàn)。

5.焊接環(huán)境控制

環(huán)境因素在特定環(huán)境下，焊接質(zhì)量對(duì)環(huán)境的依賴程度也是比較大的。焊接操作常常在室外露天進(jìn)行，必然受到外界自然條件（如溫度、濕度、風(fēng)力及雨雪天氣）的影響，在其他因素一定的條件下也有可能單純因環(huán)境因素造成焊接質(zhì)量問(wèn)題。環(huán)境因素的控制措施比較簡(jiǎn)單，當(dāng)環(huán)境條件不符合規(guī)定要求時(shí)，可對(duì)工件進(jìn)行適當(dāng)預(yù)熱。

總結(jié)：

壓力容器的質(zhì)量對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)和民用生活都非常重要，要保證壓力容器的質(zhì)量，焊接質(zhì)量控制是非常重要的環(huán)節(jié)。從操作人員的工作控制，焊接工藝控制，焊接材料選擇控制，焊接檢驗(yàn)控制和焊接環(huán)境控制等五個(gè)方面來(lái)對(duì)壓力容器焊接質(zhì)量進(jìn)行掌控。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬海軍，張同飛. 不銹鋼復(fù)合板壓力容器焊接質(zhì)量控制的探討[J]. 現(xiàn)代焊接. 2010（12）

[2] 陳澤盤，蒲亨前. 鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量控制系統(tǒng)的建立與質(zhì)量控制[J]. 電焊機(jī). 2007（12）

[3] 劉翔，武曉慧，劉珺琛. 淺談船體焊接中的常見(jiàn)缺陷及其預(yù)防措施[J]. 熱加工工藝. 2011（07）