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(duì)日?；どa(chǎn)以及國家財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生重要影響。本文主要從對(duì)焊縫金屬影響因素的分析入手，重點(diǎn)分析了局部加熱和迅速冷卻產(chǎn)生焊接應(yīng)力與變形問題，并有針對(duì)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

在日常化工企業(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(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。多以，化工容器焊接質(zhì)量的高低會(huì)對(duì)化工企業(yè)的日常生產(chǎn)帶來決定性影響。

2 對(duì)焊縫金屬的影響因素分析

因焊接工藝、參數(shù)設(shè)計(jì)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(gè)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(huì)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(jìn)行自由運(yùn)動(dòng)，且在焊縫局部予以凝聚，導(dǎo)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(qiáng)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(shí)，降低了焊縫金屬的塑性，但是其在整個(gè)焊縫中的含量較低，不會(huì)造成較大影響。

3 對(duì)局部加熱和迅速冷卻形成焊接應(yīng)力與變形的研究

（1）在焊接制造過程中，化工容器是一個(gè)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(yīng)力，導(dǎo)致金屬出現(xiàn)拉伸塑性變形的情況出現(xiàn)，導(dǎo)致容器接頭處產(chǎn)生裂紋。

（2）對(duì)焊縫進(jìn)行迅速冷卻之后，焊接區(qū)域金屬則會(huì)沿著焊縫的長度進(jìn)行縱向或者橫向收縮，從而導(dǎo)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(duì)焊接變形種類、程度及方向等的計(jì)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(xué)的工藝分析是選擇焊接工藝的基礎(chǔ)

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

4.2 對(duì)焊接工藝試驗(yàn)的項(xiàng)目、要求、方法予以確定

具體來說焊接工藝試驗(yàn)的項(xiàng)目主要可以分為以下幾個(gè)方面：①對(duì)尚未進(jìn)行焊接的合金鋼種進(jìn)行抗裂性試驗(yàn)，并對(duì)材料的抗裂性能予以確定，同時(shí)采取有效的抗裂措施，預(yù)防裂縫情況的發(fā)生；②依據(jù)工藝分析，對(duì)其特殊接頭的型式、焊接方法及順序等予以確定，并對(duì)設(shè)計(jì)試件進(jìn)行綜合或者分項(xiàng)試驗(yàn)，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(jìn)行焊接工藝評(píng)定，并對(duì)接頭型式的工藝規(guī)程予以制定；④重要且無法進(jìn)行單相焊接試驗(yàn)的構(gòu)件應(yīng)對(duì)其進(jìn)行焊接模擬試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(yàn)，為焊接工藝的確定提供有了強(qiáng)有力的安全驗(yàn)證。

4.3 編制詳細(xì)的施工工藝規(guī)程

（1）下料工藝守則。在守則中，應(yīng)該對(duì)材質(zhì)確認(rèn)、去氧化皮、標(biāo)記移植、劃線或者編程試割、矯平校直、檢驗(yàn)、下料以及除銹等工藝記性明確規(guī)定。同時(shí)，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(duì)工藝守則。在組對(duì)工藝守則中，應(yīng)對(duì)組對(duì)方法及程序、使用工裝卡具的原則、點(diǎn)固焊縫的質(zhì)量要求、組對(duì)安全檢驗(yàn)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(yīng)對(duì)組對(duì)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(yàn)等內(nèi)容予以明確規(guī)定，同時(shí)還需要對(duì)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(yīng)對(duì)各個(gè)零部件具體的設(shè)計(jì)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(jìn)行明確標(biāo)注，力求做到具體、清晰，具有較強(qiáng)的操作性。

（5）焊接順序。對(duì)具體部位和整體構(gòu)件的焊接工位數(shù)量、各個(gè)工位之間的順序、單個(gè)工位的焊接方法及焊接參數(shù)等進(jìn)行明確規(guī)定。同時(shí)，還需要在進(jìn)行焊接過程中某一階段中間測量的時(shí)間進(jìn)行具體規(guī)定，以便對(duì)焊接順序及焊接工藝進(jìn)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(duì)焊前預(yù)熱位置、預(yù)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(shí)間和工藝等進(jìn)行明確規(guī)定。

（7）檢驗(yàn)規(guī)程。應(yīng)對(duì)設(shè)備焊接制造的下料、組對(duì)、焊接檢驗(yàn)內(nèi)容、焊接方法及焊接手段等各個(gè)安全質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)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(duì)施工人員尤其是焊接工人的技術(shù)培訓(xùn)工作，將技術(shù)準(zhǔn)備工作予以嚴(yán)格落實(shí)。此外，還需要做到以下幾個(gè)方面：

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

（2）在外協(xié)外購過程中應(yīng)做好對(duì)分承包單位的評(píng)審工作，并對(duì)其提供的產(chǎn)品和相關(guān)附件進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)檢查，未達(dá)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(dá)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(yīng)的措施有效解決問題。

[1]郝保強(qiáng).化工容器生產(chǎn)中焊接應(yīng)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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1004-7344（2016）16-0259-01

2016-5-21