压力容器焊接的质量控制研究

徐潮

摘要：压力容器这种工业产品，优良的工序和加工质量是保证产品质量的重要条件。焊接是保证压力容器致密性和强度的关键，是压力容器制造中最重要的一个环节，是保证压力容器质量的关键，是保证压力容器寿命和安全运行的重要条件。焊接质量的控制从某种程度上说，锅炉、压力容器的质量就是其焊接质量。通过焊接对压力容器质量控制的因素分析，从操作人员控制，焊接工艺控制，焊接材料选择控制，焊接检验控制与焊接环境控制等五个方面来论述压力容器焊接的质量控制。

关键词：压力容器；焊接；质量控制

1. 焊接工作人员控制

焊条电弧焊和气体保护焊等手工操作占支配地位的焊接，操作者的个人技能和谨慎态度对焊接质量至关重要。即使自动化程度高的埋弧自动化，其工艺参数的调节和施焊也离不开人的操作；各种半自动焊中电弧沿焊接方向的移动也是靠人掌握。操作者质量意识差、操作时粗心大意、不遵守焊接工艺规程、操作技能低或操作技术不熟练等都会影响焊接质量。做好压力容器质量焊接控制，要在操作人员控制上做到几下几点：

1.1.定期进行岗位培训，从理论上认识执行工艺规程的重要性，从实践上提高操作者的技能。

1.2.加强质量意识教育，提高操作者的责任心和一丝不苟的工作作风，建立质量责任制。

1.3.加强焊接工序的自检及专职检查。

1.4.进行焊工上岗资格控制。凡参加压力容器施焊工作的焊工都应按照《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》进行培训、考试，并取得相应资格；生产单位应按焊接工艺的要求，指定有相应资格的焊工承担焊接工作，焊接检查人员监督焊工资格，并做好焊接检查记录。

2. 焊接工艺控制

2.1. 焊接工艺评定焊接工艺是控制锅炉、压力容器焊接接头质量的关键，产品施焊前，对受压元件之间的对接焊接接头和要求全焊透的T形焊接接头、受压元件与承载的非受压元件之间全焊透的T形或角接焊接接头、以及受压元件的耐腐蚀堆焊层都应进行焊接工艺评定。制造厂应根据产品的情况做好相应工作，如焊接方法、母材钢号、母材厚度和熔敷金属厚度、焊材保护气体、有无衬垫、是否预热。

2.2. 工艺参数焊接线能量综合体现了焊接规范参数对接头性能的影响，对于低合金高强钢、低温钢和不锈钢都要求采用小线能量焊接，对于易淬火钢，采用小线能量焊接时冷却速度快，易产生冷裂纹，因此须采用焊前预热、控制层间温度和焊后缓冷等工艺措施。但仅是线能量数值控制还不够，即使相同数值的线能量，如果焊接电流、电压和速度之间配合不合理，还是不能得到好的焊缝性能。

3. 焊接材料的选择控制

对于不等强度级别钢的焊接，原则上应选择低强度等级的焊接材料，在某些特殊情况下，如点固焊或厚板的第一道焊往往要求强度高，可以选用高强度等级的焊接材料。焊接材料的选择还应综合考虑结构和工艺因素及刚度特点，如冷冲压冷卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力，热卷和热处理则要求接头经高温热处理后仍能保证所要求的强度性能及韧性，因此，应选用合金成分较高的焊材，而形状复杂，结构刚性大以及大厚度的焊件，由于焊接过程中产生较大的焊接应力，容易产生裂纹，因此必须选用抗裂性好的低氢焊条。

4. 焊接检验控制

4.1.焊接前检验

焊接前检验指焊件装配质量及坡口表面质量检验，焊缝的组对间隙及钝边的过大或过小及坡口未清理干净会产生未焊透、焊瘤和气孔等缺陷，从而直接影响到焊缝性能。

4.2. 焊接过程检验

4.2.1.不宜采用十字焊缝。相邻的筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体壁厚的三倍，且不小于100mm。

4.2.2.在压力容器上焊接的临时吊耳和拉筋的垫板等，应采用与压力容器壳体相同且在力学性能和焊接性能上相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊瘤必须打磨平滑，确保表面无裂痕。

4.2.3.受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，若保留成为焊缝金属的一部分，则应按照受压元件的焊缝要求施焊。

4.3 焊接后检验焊后检验通常都是在焊接完成后即可进行，但是对于具有延迟裂纹倾向的高强钢应在焊后延迟一段时间再进行检验或复检。焊后检验主要是无损检验，包括外观检查，无损探伤，耐压试验及致密性试验。

4.3.1.外观检查① 形状、尺寸以及外观应符合技术标准和设计图样的规定。② 焊缝表面不得有裂纹、气孔、弧坑和飞溅物。③ 焊缝和母材圆滑过渡。④ 角焊缝的焊脚高度应符合技术标准和设计图样的要求，外形应平缓过渡。

4.3.2.无损检测焊后检验主要是无损检验，包括外观检查，无损探伤，耐压试验及致密性试验，其中容易忽视的问题一是局部探伤时，忽视了探伤部位的代表性，如采用周向X射线机对圆筒环缝通过一次或二次曝光即可达到一定的探伤比例，部分探伤人员为了追求探伤比例，往往选择环缝进行探伤，这是不正确的，应重点抽查焊缝交叉部位及纵向焊缝。二是局部射线检测或超声检测的焊缝，若在检测部位发现超标缺陷时，则应进行不少于10%的补充检测，如仍不合格，则应对该焊缝全部检测。耐压试验包括液压试验和气压试验，其目的是检验压力容器的强度和焊缝的质量。液压试验一般以水为介质，对于某些压力容器由于结构或者支承的原因，不能在容器内充灌液体，以及运行条件下压力容器不允许残留试验液体的，则可按设计图样规定采用气压试验。

5.焊接环境控制

环境因素在特定环境下，焊接质量对环境的依赖程度也是比较大的。焊接操作常常在室外露天进行，必然受到外界自然条件（如温度、湿度、风力及雨雪天气）的影响，在其他因素一定的条件下也有可能单纯因环境因素造成焊接质量问题。环境因素的控制措施比较简单，当环境条件不符合规定要求时，可对工件进行适当预热。

总结：

压力容器的质量对于工业生产和民用生活都非常重要，要保证压力容器的质量，焊接质量控制是非常重要的环节。从操作人员的工作控制，焊接工艺控制，焊接材料选择控制，焊接检验控制和焊接环境控制等五个方面来对压力容器焊接质量进行掌控。

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