锅炉压力容器焊接自动化技术和应用

宿宏为

摘要：随着时代的进步和社会经济的发展，我国工业化程度越来越高，在工业生产中，非常重要的一个组成部分就是锅炉和压力容器，它的焊接工艺和质量控制管理，会对锅炉压力容器的使用以及安全可靠运行产生直接的影响，如果在焊接过程中出现了问题，将会严重威胁到人们的生命财产安全。不利于社会的和谐发展。

关键字：锅炉压力；容器焊接；自动化技术；应用；

中图分类号：X933文献标识码： A

前言：锅炉如今在诸多领域内得到了广泛应用，可以通过热能加热成为蒸汽或热水，将热能提供给人们日常生活和工业生产，不仅可以方便人们的日常生活和生产，在船舶、火电站、工矿产业领域内，也有着较大的意义。而压力容器则是具有特定工艺功能的机械设备，可以对一定工艺进行承受，通常在工业生产中应用，并且应用到其他的诸多领域，如换热容器、反应容器等都是压力容器。锅炉压力容器对于国民经济的发展做出了突出的贡献，但是如果出现了锅炉压力容器事故，就会威胁到人们的生命财产安全，不利于社会的和谐发展。针对这种情况，就需要对锅炉压力容器的焊接工艺和质量管理产生足够的重视，严格控制质量，延长锅炉压力容器的使用寿命，促使其能够更加安全可靠的运行。通过相关的调查研究表明，如今出现的锅炉压力容器事故，很多都是因为焊缝问题和焊接质量问题，因此，要想促使锅炉压力容器运行质量和寿命得到提升，就需要严格控制焊接工艺质量。

一、锅炉压力容器的焊接工艺与工艺评定

通常情况下，在焊接锅炉压力容器之前，工艺评定都是必须要有的步骤，准确评定焊接工艺的正确性，以便充分保证焊接质量。具体来讲，焊接工艺评定指的是依据国家的相关规范和要求，来试验和检验评定试件，如焊接方法、焊接材料、接头形式等。在评定焊接工艺的过程中，焊接责任工程师需要对评定任务严格审核和批准，结合评定任务书，焊接工程师来科学编制评定任务书，焊接责任工程师来对其审核批准，实施工作由焊接实验室来完成。结合评定指导说明书，焊接技术人员来评定试件的焊接工艺，然后科学检验试件的力学性能以及无损探伤试验，汇总归纳相关资料之后，对评定报告进行填写，审核发现没有问题之后，就可以进行焊接生产，如果在审核批准过程中出现了问题，那么就需要重新对其评定。

二、压力容器焊接设备研究进展

1、窄间隙埋弧焊

窄间隙埋弧焊在我国的应用由来已久， 自1985 年从瑞典引进第一台开始就应用至今。20 多年的生产经验表明，厚壁容器对接焊的最好选择便是窄间隙埋弧焊。多年来，国内外为提高窄间隙埋弧焊效率而相继推出了串列电弧双丝窄间隙埋弧焊，但是一直都未得到普遍推广。这主要是由于操作难度增加了，并且交流电弧的焊道成形不佳，在应用成很容易引起焊缝夹渣。而就在最近， 美国林肯公司向我国市场推出了一种埋弧焊电源，可以对交流波形参数任意控制。这种由计算机来控制的埋弧焊电源，能够促进串列电弧双丝埋弧焊在工艺参数上达到最佳组合，积极推动了串列电弧双丝窄间隙埋弧焊的应用。

2、焊接工艺监控技术

工艺环节对焊接质量的优劣有很大影响，尤其是工艺时的试验与评定、实施与监控，以及焊后的检查这三个环节。其中试验与评定和检查这两个环节，目前国内已具备成熟的方法与标准。但是对于实施与监控环节，在当前仍属于宏观失控的状态。所以，经常会出现因为焊工技能水平不合格，以及工艺纪律未能有力执行，从而造成返修的情况。特别是焊接接头部位内在性能持续不高的现象普遍存在。在目前的市场经济条件下，制造产业面临前所未有的生存压力，所以在竞争中他们尽可能降低成本或缩短周期。然而焊后的无损检测却仅仅是消极的事后控制，其关键应当是对施焊过程的质量监控。伴随着社会经济的发展，对焊接质量的要求也越来越高，例如西气东输这类庞大的工程，在管道施工和大型球罐安装时，由于可能造成的事故危害大，因而对质量要求非常严格。质量控制单位在对焊接质量进行监测时必须要借助微机监控装置来完成，从而确保施工质量。

三、 焊接材料的推广应用

1、开发新型焊接材料

一直困扰工艺过程中的一个难题是不锈钢材质在打底焊接时背面容易氧化，长久以来的做法是对背面做充氩保护。但是由于有的容器较大、管道较长，有的容器背面没有充氩空间，这种情况下会造成氩气的大量浪费却达不到预期效果，反而使成本增加了。因而新型焊接材料的开发势在必行。目前市场上推出的药芯焊丝和铁粉焊条都是比较好的。

2、 焊接自动化进展

在20 世纪80 年代中期， 一些发达国的焊条数量就占到焊材的50%，到本世纪初，大部分欧美国家以及日本消耗的焊条占到焊材比例不到20%。这表明发达国家的自动化焊接在整个焊接工作量中占到80%以上。近些年，在我国部分企业中，焊接自动化和半自动化率达到了70%左右，但就全国来说，整体占有率却在百分之五十以下。但我们依然可以发现，焊接自动化进展速度明显加快，预计接下来的几年就可达70%以上。3、 焊材品种的更新由于钢铁冶炼和轧制工艺的发展，在今后一段时间里，诸如建筑结构钢、压力容器钢、桥梁钢、低温钢等一些低合金高强钢，都慢慢朝着“低碳化、微合金化和细晶化”的方向发展，钢材实物水平将达到国外的领先水平。目前已经有单位和设计院提出，焊缝金属中的杂质含量应接近钢材实物水平， 其冲击韧度也要与钢材实物的水平相当，不能单纯按照国家标准选购焊接材料。

四、环保型焊接材料的推广

上世纪中期开始，日本就已开始低尘焊条的研制，在研制后的一年内并没有推广应用，这主要由于相比同类焊条，其性能较差。到了70 年代后期，日本再次研制出了新一代低尘焊条，此次推出的焊条在工艺性能上已接近于同类焊条，并且发尘量也减少了40%左右，从此，低尘焊条在日本开始实用化。

但在20 世纪末，日本在造船、桥梁和重型机器时却没有使用低尘焊条。这主要由于低尘焊条的价格过高、工艺性能仍稍差、压涂性能较差、焊接后烟尘依然很高。因而一些欧美焊材企业认为，开发低尘焊条实用价值并不明显，都没有进行这方面产品的开发。

我国在20 世纪70 年代就开始研究低尘焊条，但也未能得到推广应用。因为国内一些单位在实验过程中得出：大幅度使烟尘发生量降低，对低尘焊条的其他性能容易造成较大影响。

五、展望

在未来一段时间内， 压力容器焊接技术的发展趋势主要表现有：新钢种的焊接工艺完善，焊接材料朝自动化方向发展，焊接接头的性能提高，尤其是药芯焊丝的产品比重上升。焊接技术现代化的一个重要标志即是焊接工艺及装备的现代化，这也是保证焊接产品高质量的一个重要因素。在今天高新技术飞速发展的环境下。焊接技术应当引进现代高新技术，以此加速实现工艺及装备的现代化，建立焊接数据库和专家系统，促进焊接生产实现现代化管理，以及智能控制焊接过程，大大提高焊接技术水平，使焊接质量和生产率也得到提高。

无论是焊接行业的哪个领域，焊接质量和提高以及成本的降低都应该是重视的问题。因而企业应当积极开发和采用先进的现代化焊接技术，并对产品质量加强管理，研制并采用先进的监控技术来确保产品的质量。在焊接质量保证的基础上，采用现代化管理和先进的技术使成本降低，从而提高企业竞争力。这是未来压力容器焊接技术的发展方向。

总之，随着锅炉技术在工业生产中占据的位置越来越重要，所以只有不断加大锅炉自动化的水平，才能更好的促进工业的发展，为我国现代化工业发展做出巨大的贡献。

参考文献：

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