壓力容器焊接質(zhì)量控制技術(shù)探討

刁文軍

（大慶油田裝備制造集團(tuán)容器制造分公司，黑龍江大慶 163000）

0 引言

在工業(yè)領(lǐng)域，壓力容器屬于特種作業(yè)設(shè)備，一般是在高溫、高壓、腐蝕性的工作環(huán)境進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，因此，壓力容器在制造環(huán)節(jié)的焊接質(zhì)量直接影響這設(shè)備整體性能質(zhì)量，而且焊接直接也能夠?qū)毫θ萜鞯氖褂脡勖a(chǎn)生較大的影響。壓力容器一旦在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中發(fā)生事故，破壞性比較強(qiáng)，會(huì)對(duì)壓力容器的周邊環(huán)境以及操作人員的人身安全造成極大傷害，給企業(yè)也會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為了能有效避免壓力容器在使用過(guò)程中出現(xiàn)安全事故，需要針對(duì)壓力容器的制造環(huán)節(jié)建立起完善的質(zhì)量控制體系，能保證壓力容器的質(zhì)量。針對(duì)在壓力容器的制造過(guò)程中出現(xiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題以及影響焊接質(zhì)量的因素進(jìn)行全面分析，并在此基礎(chǔ)上制定了相應(yīng)的質(zhì)量控制措施，控制了壓力容器在制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量，保證壓力容器在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中的安全性和可靠性。

1 壓力容器焊接質(zhì)量控制的意義

壓力容器在生產(chǎn)制造的過(guò)程中的焊接質(zhì)量直接影響著壓力容器使用的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，而在壓力容器生產(chǎn)制造的環(huán)節(jié)中能夠影響壓力容器焊接質(zhì)量的因素有很多，在壓力容器的生產(chǎn)制造過(guò)程中，如果能夠嚴(yán)格的按照壓力容器生產(chǎn)制造的相關(guān)規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)施壓力容器的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)督、檢驗(yàn)過(guò)程，那么壓力容器的焊接質(zhì)量就會(huì)得到極大提升，同時(shí)也能保障其在使用過(guò)程中的安全和性能。對(duì)壓力容器在焊接過(guò)程中出現(xiàn)的各種缺陷的形式進(jìn)行深入分析，可以對(duì)其焊接質(zhì)量問(wèn)題有一個(gè)深入的了解，同時(shí)也能有針對(duì)性地對(duì)壓力容器的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行焊接質(zhì)量的控制，讓壓力容器制造企業(yè)對(duì)壓力容器質(zhì)量控制的重要性有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。分析壓力容器焊接過(guò)程中出現(xiàn)的焊接質(zhì)量缺陷，能從中總結(jié)出提升壓力容器焊接質(zhì)量的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也能讓壓力容器制造企業(yè)更多地關(guān)注壓力容器母材以及焊接材料的選擇，高度重視焊接工藝的安排、焊接過(guò)程的管理以及檢驗(yàn)工作，從而提高整個(gè)壓力容器的質(zhì)量，有效提升壓力容器的安全性和可靠性。

2 壓力容器常見(jiàn)的焊接質(zhì)量問(wèn)題

2.1 焊接內(nèi)部質(zhì)量缺陷

（1）氣孔。在壓力容器的焊接過(guò)程中，焊材的凝固會(huì)在熔池中產(chǎn)生氣泡，如果這些氣泡不能及時(shí)逸出，就會(huì)在內(nèi)部產(chǎn)生空穴的現(xiàn)象。對(duì)氣孔的研究表明，在進(jìn)行壓力容器的焊接過(guò)程中，如果焊接的坡口處有油污、水、銹跡等存在，或者是焊劑和焊條在使用前沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)范來(lái)進(jìn)行烘焙，導(dǎo)致焊芯中出現(xiàn)了銹蝕的情況，焊材的外部藥皮出現(xiàn)了剝落的情況等都會(huì)誘發(fā)氣孔的產(chǎn)生。另外，如果在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的焊渣黏度過(guò)大，就會(huì)使得熔池中的氣泡不能夠順利地通過(guò)焊渣向外界逸出，最后導(dǎo)致在焊接金屬表面積留了大量的氣泡。此外，在進(jìn)行壓力容器的焊接時(shí)，如果焊接的速度或快、焊接的電弧過(guò)長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致氣孔的出現(xiàn)。針對(duì)以上氣孔產(chǎn)生的原因，提出了一些預(yù)防氣孔產(chǎn)生的措施：焊接前要將焊接的區(qū)域進(jìn)行徹底額清理，保證焊接區(qū)域的清潔程度，焊接材料也應(yīng)該按照焊接工藝的要求進(jìn)行充分的烘焙；要做好熔池的保護(hù)工作，有效控制鐵水與熔渣的分離過(guò)程，不斷提升焊接工人的焊接專業(yè)技能；要保證工件在焊接時(shí)的接地保護(hù)工作合理，有效控制焊接時(shí)出現(xiàn)的電弧偏吹現(xiàn)象；還要及時(shí)、有效地清理焊接過(guò)程中的層道。

（2）夾渣。完成壓力容器的焊接后，一些焊接區(qū)域的焊縫中會(huì)殘留一些焊渣，這就是夾渣。夾渣也是一種比較常見(jiàn)的焊接缺陷。有效控制夾渣出現(xiàn)的措施有：盡量選擇一些V 形、U 形或雙V 形的坡口，因?yàn)檫@幾種坡口在焊接的時(shí)候有利于焊渣的溢出；在焊接時(shí)候合理控制焊接電流，也能夠?qū)崿F(xiàn)控制夾渣出現(xiàn)的效果[1]。

（3）未焊透和未熔合。在進(jìn)行壓力容器的焊接過(guò)程中，如果焊接區(qū)域的根部焊接沒(méi)有完全融透，這種現(xiàn)象就是未熔透。如果在焊接件與焊縫之間或者焊縫的金屬局部出現(xiàn)了未熔透的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象就是未熔合。這兩種現(xiàn)象都會(huì)使焊接出現(xiàn)一定程度的間斷或突變，這對(duì)焊接強(qiáng)度有很大的影響，甚至?xí)T發(fā)裂紋的出現(xiàn)。因此，在進(jìn)行壓力容器的焊接時(shí)，要加強(qiáng)對(duì)未焊透和未熔合缺陷的控制。

2.2 焊接表面缺陷

（1）裂紋。焊接裂紋是壓力容器焊接中一種比較嚴(yán)重的焊接缺陷。在實(shí)際的壓力容器的使用過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)壓力容器的損壞大多數(shù)出現(xiàn)在裂紋處。導(dǎo)致裂紋出現(xiàn)的因素主要有3 個(gè)：①焊接過(guò)程中焊接件始終處在一個(gè)循環(huán)受熱的過(guò)程中，因此受熱的區(qū)域很容易出現(xiàn)淬硬組織；②焊接過(guò)程中會(huì)有擴(kuò)散氫的大量出現(xiàn)，而且還會(huì)在一定程度上造成淬集現(xiàn)象；③焊接的接頭部位在使用過(guò)程中會(huì)受到很大的拘束應(yīng)力。

（2）焊瘤。焊瘤也是壓力容器焊接過(guò)程中一種比較常見(jiàn)的焊接缺陷，導(dǎo)致焊瘤出現(xiàn)的因素有3 個(gè)：①焊接過(guò)程中焊條的運(yùn)動(dòng)不均勻就會(huì)出現(xiàn)熔池過(guò)熱的現(xiàn)象，這樣就會(huì)出現(xiàn)被融化的金屬在下墜的過(guò)程中凝固；②進(jìn)行平焊操作時(shí)，熔出物過(guò)熱就會(huì)使得實(shí)際的焊接操作無(wú)法進(jìn)行，在收弧處出現(xiàn)弧坑沒(méi)有被填滿的現(xiàn)象；③焊接過(guò)程中選擇電流以及電弧過(guò)大。

3 壓力容器焊接質(zhì)量控制措施

壓力容器是一種非常典型的焊接結(jié)構(gòu)，其焊接質(zhì)量的控制不僅與焊接技術(shù)部門相關(guān)，同時(shí)也是焊接質(zhì)量檢驗(yàn)部門的職責(zé)。壓力容器的整個(gè)制造過(guò)程非常復(fù)雜，而且也設(shè)計(jì)了很多影響因素，因此，在實(shí)際進(jìn)行壓力容器制作的過(guò)程中，首先要對(duì)容器結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，對(duì)壓力容器結(jié)構(gòu)外形、使用條件、焊接厚度、加工難以程度等進(jìn)行綜合考慮。其次，要嚴(yán)格控制壓力容器的制作材料，通常情況下壓力容器的制作材料可以分為金屬以及非金屬材料，而且鋼材的使用比較廣泛。在實(shí)際進(jìn)行壓力容器制作的過(guò)程中，在充分保障壓力容器基本性能要求的前提下，盡量選擇焊接性能較好的制作材料。還有，充分保證壓力容器材質(zhì)的良好焊接性能是有效提升壓力容器整體性能以及焊接質(zhì)量的有效途徑。例如碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.25%的低碳鋼和碳當(dāng)量小于0.4%的低合金鋼，都具有良好的塑形以及韌性，而且焊接性能都比較好，在實(shí)際進(jìn)行壓力容器焊接的過(guò)程中要盡量考慮使用上述兩種材料。針對(duì)不同的金屬進(jìn)行焊接的時(shí)候，要盡量使用與基體材料相同的焊接材料，這樣才能有效提升容器的焊接強(qiáng)度，有效提升壓力容器的焊接質(zhì)量[2]。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，壓力容器焊接質(zhì)量的優(yōu)劣關(guān)系著壓力容器使用的安全性能。對(duì)壓力容器存在的缺陷進(jìn)行深入分析，可以提升壓力容器整體的焊接質(zhì)量，充分保證壓力容器應(yīng)用的安全性。