壓力容器異種鋼焊接常見缺陷及預(yù)防

代 峰

（北京思韻科技有限公司，河北保定 071000）

壓力容器異種鋼焊接常見缺陷及預(yù)防

代 峰

（北京思韻科技有限公司，河北保定 071000）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)裝置趨于大型化、智能化，現(xiàn)僅采用單重金屬材料已不能滿足產(chǎn)品性能的需求，而需要根據(jù)生產(chǎn)工程對(duì)焊件工藝、部件性能的不同要求，采用并發(fā)揮異種鋼材料或組合的綜合性能。但同時(shí)，異種鋼焊接結(jié)構(gòu)存在缺陷，對(duì)此，文章將分析其常見缺陷、危害及產(chǎn)生原因，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，從而加以防范和控制，以確保異種鋼焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量達(dá)標(biāo)、性能達(dá)標(biāo)。

壓力容器；異種鋼焊接；常見缺陷；預(yù)防措施

裝置中的壓力容器應(yīng)用廣泛，其焊接部分是容器安裝、使用、維護(hù)、壽命、安全等各方面的關(guān)鍵因素。必須保證其質(zhì)量達(dá)標(biāo)，同時(shí)具有高效性能，以此保證設(shè)備安全、人員安全。但由于異種鋼焊接接頭部分，由于合金元素的稀釋以及碳遷移過程，導(dǎo)致存在一個(gè)不均勻的過渡區(qū)，包括化學(xué)成分、金相組織、應(yīng)力場(chǎng)分布等，從而導(dǎo)致接頭處物理性能、力學(xué)性能等存在較大差異，容易出現(xiàn)事故和危險(xiǎn)。對(duì)此，必須加強(qiáng)重視并采取措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的有效預(yù)防和控制。

1 常見缺陷

異種鋼在焊接過程中常見的缺陷類型多種多樣，產(chǎn)生的原因也錯(cuò)綜復(fù)雜，所處位置和表現(xiàn)形式也各有不同。但就其分辨的難度和方法，可大致分為外觀缺陷和內(nèi)部缺陷兩種類型。

1.1 外觀缺陷

外觀缺陷一般較為明顯，可用肉眼或者簡(jiǎn)單的檢查方法從外部檢查出來(lái)。如：焊縫處出現(xiàn)咬邊、焊穿、焊瘤、表面裂紋、表面氣孔擦傷等，嚴(yán)重時(shí)可影響到焊件的整體質(zhì)量和性能，導(dǎo)致無(wú)法正常使用[1]。還有焊件的尺寸長(zhǎng)度不符、平面度不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這主要是由于焊縫收縮引起的變形，而這種焊接后的缺陷難以或者無(wú)法修復(fù)，最終導(dǎo)致焊件整體報(bào)廢。

1.2 內(nèi)部缺陷

內(nèi)部缺陷較為隱秘，只能通過破壞性檢查或無(wú)損探傷的方法進(jìn)行檢查。常見的內(nèi)部缺陷主要有：內(nèi)部裂紋、內(nèi)部氣孔、白點(diǎn)、夾渣、未焊透和未熔合等。大多缺陷是由于人們?cè)絹?lái)越重視工藝性缺陷，試圖避免的同時(shí)，忽視了焊件尺寸不符、接頭性能不足及化學(xué)成分等問題。由于異種鋼化學(xué)成分上的差別，容易在焊接時(shí)，在母材與焊縫之間的熔合區(qū)或過渡區(qū)形成化學(xué)成分、金相組織不均勻的區(qū)域，使焊縫在力學(xué)性能、物理性能上產(chǎn)生差異。

2 預(yù)防措施

由于母材之間、母材與填充之間存在物理、化學(xué)差異，還可能存在相互作用，給焊接工藝帶來(lái)影響和困難。要想盡可能的獲得良好的焊接接頭，必須采用特殊的工藝措施，并遵循以下幾點(diǎn)共同原則：

2.1 合理選取焊接材料

合理選用焊材是焊接成功的關(guān)鍵，也是經(jīng)濟(jì)效益的前提。一般需參照母材的成分、性能，以及恰當(dāng)?shù)慕宇^形式、具體的使用要求來(lái)選材。而基本原則有四項(xiàng)：①選用材料首先應(yīng)考慮其結(jié)合性能，其次再考慮使用性能。因此，在焊縫金屬的強(qiáng)度與塑性上，如果不能兼顧兩者，應(yīng)選擇塑性強(qiáng)、韌性好的焊材，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)參照強(qiáng)度等級(jí)偏低的母材進(jìn)行焊材選擇，即“低匹配”原則，以此保證焊縫的塑性[3]。②焊縫金屬性能一般只需滿足兩種母材中的一種，其力學(xué)性能等不低于母材中性能較低的指標(biāo)即可。但特殊情況可根據(jù)工藝、性能的具體要求。③結(jié)構(gòu)鋼的異種鋼焊接，在相同強(qiáng)度等級(jí)下，應(yīng)選用抗裂性能較強(qiáng)的。而如果是金相組織差異較大的異種鋼接頭，應(yīng)考慮填充金屬被稀釋后的接頭性能保障。④對(duì)于多種具有相同性能條件下的焊材，多傾向易制作且經(jīng)濟(jì)效益更高的品種。

2.2 合理的焊接工藝參數(shù)

焊接的工藝參數(shù)直接影響著熔合比。一般來(lái)說，異種鋼焊接要求小的熔合比，所以，通常采用小電流、高焊速[5]。焊接工藝參數(shù)的確定，如在異種鋼焊接的預(yù)熱溫度的選定上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)焊接性差的選定，通過預(yù)熱來(lái)避免出現(xiàn)冷裂紋。如其中一種鋼焊接不需預(yù)熱，另一種需預(yù)熱時(shí)，應(yīng)采取預(yù)熱措施，實(shí)現(xiàn)焊接。而如果一種預(yù)熱溫度高，另一個(gè)預(yù)熱溫度低時(shí)，應(yīng)選擇預(yù)熱溫度較高的為規(guī)范[6]。

2.3 嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝進(jìn)程

嚴(yán)格并正確執(zhí)行焊接工藝進(jìn)程。首先，應(yīng)當(dāng)制定正確焊接工藝進(jìn)程，它是一種細(xì)則文件，即要求細(xì)致度高、科學(xué)性強(qiáng)，以細(xì)則文件對(duì)加工細(xì)節(jié)、實(shí)踐要求做出規(guī)范統(tǒng)一，對(duì)焊接工藝、焊接質(zhì)量做出有效評(píng)定。最終有效保證焊接的細(xì)節(jié)到位、規(guī)范操作和質(zhì)量達(dá)標(biāo)。同時(shí)，焊接人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的產(chǎn)品焊縫、特殊的產(chǎn)品性能需求、質(zhì)量要求等，充分運(yùn)用自身的實(shí)踐知識(shí)、理論知識(shí)，規(guī)范執(zhí)行焊接工藝進(jìn)程，從而給予焊接工藝、壓力容器整體質(zhì)量上的最大保障。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，異種鋼焊接具有難度，再加上自身具有特殊性和選擇性，可能給壓力容器的焊接增加難度，也容易出現(xiàn)焊接缺陷和質(zhì)量隱患。從辨別難度、檢查方法上，可分為外觀缺陷和內(nèi)部缺陷。對(duì)此，必須分析研究產(chǎn)生缺陷的根本原因，并采取預(yù)防和控制措施，同時(shí)堅(jiān)持四項(xiàng)基本原則：合理選取焊接材料、設(shè)計(jì)合理的坡口形式、確定合理的焊接工藝參數(shù)、制定并嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝進(jìn)程，以此來(lái)有效預(yù)防和控制焊接的缺陷，最大限度地提高壓力容器的質(zhì)量、性能和使用壽命等水平。

[1] 羅剛.異種鋼焊接性能分析與研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，（10）.

[2] 周靈軍.異類異種鋼焊接問題及對(duì)策[J].化工機(jī)械，2011，（3）.

[3] 武占芳.異種鋼焊接技術(shù)在檢修中的應(yīng)用[J].化工設(shè)備與防腐蝕，2002，（4）.

C o mmo n D e f e c t s a n d P r e v e n t i o n o f D i s s i mi l a r S t e e l We l d i n g i n P r e s s u r e V e s s e l

Dai Feng

With the development of science and technology，the production equipment tends to be large and intelligent，and only single metal material can not meet the requirement of product performance.According to the different requirements of the welding process and parts And play a heterogeneous steel material or combination of comprehensive performance.In this regard，the article will analyze its common defects，hazards and causes，and put forward the corresponding preventive measures，so as to prevent and control to ensure that the quality of dissimilar steel welded structure，The.

pressure vessel；dissimilar steel welding；common defect；preventive measure

TG441.7

A

1003-6490（2017）08-0084-02

2017-06-05

代峰（1980—），男，河北保定人，助理工程師，主要從事石油、石化、化工壓力容器設(shè)計(jì)多年。