壓力容器工藝缺陷產(chǎn)生原因及控制淺析

王秀一

摘 要 壓力容器是能承受一定的溫度和壓力作用的密閉容器，廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)作業(yè)中，在使用過程中因為時間和質(zhì)量問題會出現(xiàn)破損現(xiàn)象，制造產(chǎn)生的缺陷是壓力容器發(fā)生破損的最主要原因。本文就壓力容器常見工藝缺陷及產(chǎn)生的原因和防止出現(xiàn)工藝缺陷的控制方法進行探討。

關(guān)鍵詞 企業(yè)生產(chǎn) 壓力容器 工藝缺陷

在工業(yè)化生產(chǎn)中，壓力容器是一種常見的設備，但是其在使用過程中非常容易出現(xiàn)工藝缺陷，對生產(chǎn)安全造成威脅，因此在實際的生產(chǎn)過程中，只有加強對壓力容器常見工藝缺陷的原因分析，才能控制缺陷，提升設備的運行安全性和可靠性。

一、壓力容器常見工藝缺陷及產(chǎn)生的原因

壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)的重要設備，因工作量繁重對壓力容器的工藝要求較高。

（一）裂紋缺陷以及產(chǎn)生的原因

壓力容器在實際使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)裂紋，對于裂紋，可以分成冷裂紋和熱裂紋兩種。對于冷裂紋來說，一般是在壓力容器焊接過程中或者焊接之后出現(xiàn)的。對于壓力容器來說，其材料主要以碳素鋼最常見，這種材料中碳的含量非常高，因此對其進行焊接時就會使鋼材出現(xiàn)淬硬傾向，導致冷裂紋的發(fā)生。如果應力過于集中也會導致冷裂紋的出現(xiàn)，這是容器本身的結(jié)構(gòu)導致的。在容器的結(jié)構(gòu)發(fā)生非常大的變化的部位，如容易開孔的部位，此時焊接的拉應力會比接頭的強度極限更大，接頭就不能承受，最終導致裂紋的發(fā)生。材料的選擇不當也會導致冷裂紋的發(fā)生。在焊接過程中，如果選擇焊接的材料和母材的材料不匹配，材料的強度或者性能和成分等具有較大的差異，也會導致冷裂紋的發(fā)生。另一種裂紋是熱裂紋，是在高溫的環(huán)境下產(chǎn)生的。材料的選擇不當同樣是熱裂紋產(chǎn)生的重大因素，如果壓力容器使用了一些限制鋼材和焊材，其中就會含有一些有害的物質(zhì)，當含有這些物質(zhì)時，在高溫下就會產(chǎn)生裂紋。如果焊接工藝不恰當，也會導致熱裂紋的產(chǎn)生。在焊接過程中，應該嚴格按照焊接的設計圖紙進行，并選擇科學的坡口設計。但是在實際的焊接過程中，人們往往焊接過于隨意，不僅沒有嚴格按照圖紙焊接，對于坡口形式也非常隨意。為了快速焊接，會使其加工口變小，形成深窄的坡口，此時就容易在焊接的中心形成裂紋。

（二）未焊透以及產(chǎn)生的原因

未焊透是壓力容器的一種常見工藝缺陷，是指在焊接過程中，焊接的接頭底部沒有完全熔透，尤其是在現(xiàn)場管道的焊接中非常容易發(fā)生。一般出現(xiàn)這種缺陷有三方面的原因。在焊接過程中，如果操作過于粗糙，沒有嚴格按照焊接的條件和工藝進行就會出現(xiàn)未焊透的情況。在焊接過程中，如果焊接使用的焊條不符合要求，操作過程發(fā)生歪斜，坡口的根部未清理干凈，存在一定的油污或者銹都會導致未焊透的情況發(fā)生。另外，如果焊接的工藝不符合要求也會導致未焊透的情況。在實際操作中，具體表現(xiàn)在焊接的速度太快、焊接使用的電流太小以及焊接的極性接反，使用電弧焊接時，其發(fā)生吹偏，均會導致未焊透情況的發(fā)生。

（三）未熔合以及產(chǎn)生的原因

未熔合也是焊接過程中的一種常見的缺陷，在實際的焊接過程中，是指焊道和焊道之間沒有完全融合。這種缺陷主要是在焊接過程中焊接的速度太快、焊接的極性接反以及焊接的電流太小等導致的。但是從主觀上來說，主要是焊接工人的責任心不夠強所致，其在焊接的過程中沒有嚴格按照焊接的規(guī)范和作業(yè)指導來完成。

（四）夾渣以及產(chǎn)生的原因

夾渣是指在焊接之后一些金屬夾雜物殘留在焊縫中的一種現(xiàn)象，主要是在操作過程中不規(guī)范導致的，熔池中的熔渣還沒有付出并進行操作，最終導致其在焊縫中出現(xiàn)。

（五）氣孔以及產(chǎn)生的原因

在壓力容器的焊接過程中，如果在凝固過程中，熔池中的氣泡沒有逸出就會殘留在焊縫中，最終在焊縫中形成一個空穴，這就是氣孔。氣孔產(chǎn)生的原因主要有兩個方面。首先，在焊接的過程中，如果焊接使用的焊條沒有及時烘干和保溫，就會失去保護作用，而形成氣泡。其次，如果焊接過程中的收弧太快，沒有發(fā)揮好保護作用，空氣中的氮氣就會進入其中而形成氣泡。

（六）外部缺陷以及產(chǎn)生的原因

外部缺陷主要是指壓力容器在使用過程中出現(xiàn)凹陷、焊接變形、咬邊和焊瘤等情況。外部缺陷主要是在焊接過程中焊接技術(shù)水平較低導致的。在焊接過程中，如果沒有將不同的焊件有效融合在一起，而是錯開了，就會發(fā)生錯邊。咬邊也是一種常見的外部缺陷，主要是焊接過程中焊接技術(shù)的應用不合理或者焊接參數(shù)的設置不夠合理導致的。

二、壓力容器常見工藝缺陷的控制措施

為了避免夾渣和氣孔的形成，在焊接過程中要確保準確的焊接電流，并且合理控制焊接速度，不能一味追求焊接的速度，同時確保坡口邊緣的整潔和干燥。為了避免裂紋的發(fā)生，在焊接的過程中，要控制好焊接的工藝參數(shù)，冷卻的速度要合理控制，并且要適當提高焊縫的外形系數(shù)。如果是采用小電流焊接，一定要確保多層和多道焊接的使用，才能避免中心發(fā)生裂紋。對于未焊透和未熔合的情況，則要明確允許的缺陷尺寸，一旦發(fā)現(xiàn)未熔合要及時補焊。焊接時要采用適宜的電流，保持焊接速度的穩(wěn)定和固定。發(fā)現(xiàn)坡口表面具有油污和氧化皮，一定要及時處理，確保其干凈整潔。另外，我們要重視焊接前的材料選擇工作，根據(jù)壓力容器本身的力學性能設計要求選擇焊接材料。在焊接前要制定合理的焊接順序、焊縫形狀和坡度并精準嚴格規(guī)范操作，做到必要的耐壓試驗、無損探傷等外觀檢驗，以保證容器的安全使用。

總之，為了避免各種缺陷的發(fā)生，一定要做好焊接工作，加強技術(shù)管理，保證壓力容器在制造過程中的焊接質(zhì)量，保證壓力容器安全運行。

（作者單位諸城蓮春天然色素提純有限公司）

參考文獻

[1] 俞海濱，劉玉梅.壓力容器常見工藝缺陷產(chǎn)生的原因分析[J].純堿工業(yè)，2013（02）：39-41.