基于壓力容器焊接新技術(shù)與應(yīng)用的探討

摘 要：進(jìn)入21世紀(jì)，中國的冶金工業(yè)發(fā)展迅速，從而對壓力容器焊接的技術(shù)要求越來越高，雖說與西方工業(yè)強國存在一定的差距，不過經(jīng)過我國冶金行業(yè)的科研人員上下求索的研究歷程，各種類型的壓力容器取得技術(shù)突破的飛進(jìn)，其中尤為重視鋼開發(fā)方面的焊接技術(shù)，也因為焊接不銹鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術(shù)日益精進(jìn)，形成自身系統(tǒng)化、系列化的壓力容器焊接新技術(shù)的技術(shù)體系。此文主要分析一下壓力容器焊接技術(shù)的發(fā)展歷程和壓力容器焊接新技術(shù)與應(yīng)用探討。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

壓力容器應(yīng)用范圍廣，種類多樣和數(shù)量繁多是其優(yōu)點，能夠適用各個領(lǐng)域，在化工、冶金和軍工等行業(yè)中是一種不可或缺的重要生產(chǎn)器具，可以用來裝載不同介質(zhì)的生產(chǎn)原材料。也能應(yīng)用于各行各業(yè)之中。其中尤為重視鋼開發(fā)方面的焊接技術(shù)，也因為焊接不銹鋼壓力容器或不銹鋼耐蝕層致使市場需求越來越大。我國的壓力容器焊接技術(shù)日益精進(jìn)，形成了自身系統(tǒng)化、系列化的壓力容器焊接新技術(shù)的技術(shù)體系。由于壓力容器的大量使用事關(guān)于操作人員的人身安全，尤其是石油行業(yè)對壓力容器的批量使用，石油被譽為“黑色金子”，我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展離不開石油，保障石油存放的安全措施是國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的重要戰(zhàn)略，液化石油氣擁有易燃易爆的特殊性，平時存放如與空氣混合會變成危險的易燃爆炸物，遇火還會造成爆炸事故，因此提高壓力容器的焊接技術(shù)保障石油的問題是刻不容緩的。不斷研究壓力容器的焊接技術(shù)，推進(jìn)壓力容器的技術(shù)發(fā)展不僅是要確保各類壓力容器安全高效的運作，而且更是保障操作人員的及周圍人員的人身安全，也是保障使用壓力容器的企業(yè)的財產(chǎn)安全。

1 窄間隙埋弧焊技術(shù)

壓力容器的窄間隙焊接方法有多種多樣，可應(yīng)用于不同的壓力容器，而且能更好地適應(yīng)各行業(yè)的生產(chǎn)制造需求。壓力容器的壁厚如果厚于10cm，使用較為普遍的U型或者V型坡口是比較落后的了，因為這樣不僅僅是焊接不出達(dá)標(biāo)質(zhì)量的壓力容器，而且還會浪費企業(yè)的原材料、能源以及勞動力資源，甚至?xí)档推髽I(yè)壓力容器生產(chǎn)車間的生產(chǎn)效率。

在傳統(tǒng)觀念看來，間隙的大小是對厚壁容器的焊接時至關(guān)要緊的，而事實是沒有比壓力容器焊接技術(shù)的穩(wěn)定質(zhì)量更重要的了，質(zhì)量是壁厚焊接的關(guān)鍵，如果焊縫出現(xiàn)了缺陷，就如同河壩出現(xiàn)了潰堤，壓力容器的質(zhì)量一旦下降就難再挽回。即使這樣，人們還是傾向于使用窄間隙埋弧焊技術(shù)，是因為窄間隙埋弧焊技術(shù)的焊接速度比常規(guī)的焊接技術(shù)快，產(chǎn)品生產(chǎn)的效率高；可以節(jié)省原材料和能源，降低成本；降低殘余應(yīng)力對壓力容器的影響；降低產(chǎn)品變形的幾率等等優(yōu)點。此外，在進(jìn)行焊接的時候，除了了解窄間隙埋弧焊接技術(shù)的基本功能外，還要關(guān)注設(shè)備具有的一些特殊功能，改進(jìn)窄間隙埋弧焊接技術(shù)時要注意焊接設(shè)備中有雙側(cè)橫向和高度識別的自動跟蹤功能；焊接壓力容器的封口焊縫時是要把焊縫焊得寬而薄，方便后期焊接時處理熱效。

2 接管的自動焊接技術(shù)

自動焊接技術(shù)有五花八門，而接管的自動焊接術(shù)主要是接管與筒體的焊接，還有就是接管與封頭的焊接。常規(guī)的馬鞍形埋弧自動焊設(shè)備已經(jīng)不能跟上壓力容器焊接的新技術(shù)的要求了，馬鞍形埋弧自動焊也不適用于厚壁且存在窄間的壓力容器的焊接。近年來新應(yīng)用的接管馬鞍形埋弧自動焊技術(shù)，自動化程度高，操作便利，操作者能控制更到位。接管的內(nèi)徑通過夾緊四連桿來自動定心，接管馬鞍形埋弧自動化的斷點記憶能夠記錄接管和筒體的直徑參數(shù)確保焊接的自動化，這是對馬鞍形空間曲線焊縫關(guān)鍵的一點。

而對接管與封頭的自動焊接技術(shù)來講，主要的是向心接管自動焊接技術(shù)和封頭接管自動焊接技術(shù)。進(jìn)行壓力容器自動焊接的時候，焊接設(shè)備能夠運用數(shù)學(xué)模型順利把焊槍對接管外壁進(jìn)行自動化的模具定心，焊槍將會定位在接管的中心線上，比舊式焊接技術(shù)節(jié)省人力資源和生產(chǎn)時間，提高焊槍旋轉(zhuǎn)中心的自動定位的工作效率，然后自動尋位在于坡口底部，程序記錄下壓力容器在進(jìn)行接管和封頭焊接時的接縫高度，就能夠自動化追蹤而高效節(jié)能完成焊接任務(wù)。

3 彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)

壓力容器的內(nèi)壁會在長時間使用過程中遭到某種程度的腐蝕，甚至有時壓力容器要承載高腐蝕性介質(zhì)，如果壓力容器的焊接技術(shù)不優(yōu)，就會產(chǎn)生高腐蝕現(xiàn)象，壓力容器的使用壽命就會減短，尤其在化工和核電行業(yè)使用的壓力容器尤為嚴(yán)重。為了避免這種情況，使用者會在壓力容器的內(nèi)壁表面堆焊上一層不銹鋼耐蝕層來抗腐蝕。用以往的堆焊技術(shù)來講，在直管內(nèi)壁堆焊不銹鋼耐蝕層相比于在彎管內(nèi)壁堆焊不銹鋼耐蝕層要簡單。彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)能夠滿足30度的壓力容器彎管內(nèi)壁焊接的技術(shù)，是不能夠再用此技術(shù)再適用于90度的壓力容器彎管內(nèi)壁堆焊，必須分三步，完成上一步后方可進(jìn)行下一步，不可亂其順序。這樣的生產(chǎn)效率不能滿足企業(yè)客戶日益需求旺盛的商品需求。在這樣需求大于供給和堆焊的科研技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下，彎管內(nèi)壁的堆焊技術(shù)應(yīng)運而生。

3.1 30度彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)

操作者會做好擁有斷點記憶功能數(shù)學(xué)模型，再以此控制30度彎管內(nèi)壁堆焊設(shè)備，利用5軸協(xié)調(diào)運動使30度彎管內(nèi)壁堆焊自動化，當(dāng)運行錯誤的時候，焊槍擺動還能自動復(fù)位，無需人工操作，能夠加強30度彎管內(nèi)壁堆焊的穩(wěn)定性和智能自動化的特性。而自動堆焊機進(jìn)行工件3軸協(xié)調(diào)運作時，堆焊機器整體會與焊槍的運動幅度保持一樣的速度和位移；對擺角的位置會與焊縫位和焊槍所在的平面之內(nèi)；還要保證焊縫的圓心在平移換位的時候?qū)?zhǔn)焊槍的旋轉(zhuǎn)中心。這就是沿著圓周環(huán)自動堆焊不銹鋼耐蝕層的30度彎管內(nèi)壁焊接技術(shù)。

3.2 90度彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)

操作者使用90度彎管堆焊技術(shù)會順延母線不銹鋼耐蝕層的自動堆焊。二維變位機上可放置90度彎管內(nèi)壁堆焊所使用的焊接工件。焊接工件會勻速運動，保持焊道不會位置錯亂，保持堆焊焊道的平衡。而讓90度的彎曲焊槍能夠自動化變位，順利在壓力容器內(nèi)壁堆焊，必須有賴于三維導(dǎo)軌的裝載來實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

壓力容器的焊接技術(shù)的突飛猛進(jìn)，有賴于政府的政策大力支持和各位長居焊接技術(shù)的科研人員勤奮不懈的奮斗，也有賴于我國蓬勃發(fā)展的社會主義經(jīng)濟(jì)給生產(chǎn)壓力容器的企業(yè)提供源源不斷的經(jīng)濟(jì)刺激，也鼓勵其更好的改良推進(jìn)壓力容器的質(zhì)量和款式發(fā)展，從而形成壓力容器一系列行業(yè)的經(jīng)濟(jì)良好循環(huán)。但是我們與以德國為首的西方發(fā)達(dá)國家的焊接技術(shù)相比仍有不足之處，因為各種原因，我國焊接技術(shù)底子薄，耗能大，技術(shù)不夠先進(jìn)。這更加要昂頭奮起直追，縮小與發(fā)達(dá)國家焊接技術(shù)的距離，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌。繼續(xù)研究更加高效節(jié)能的壓力容器焊接技術(shù)，在世界市場上拓展更寬的市場，以質(zhì)優(yōu)價廉的中國“質(zhì)造”揚名世界。

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