压力容器焊接中常见缺陷及防范对策

廖建良

（湖南省特种设备检验检测研究院郴州分院，湖南 郴州 423000）

压力容器焊接中常见缺陷及防范对策

廖建良

（湖南省特种设备检验检测研究院郴州分院，湖南 郴州 423000）

在现代液体物流行业中，最为广泛使用的一种设备为压力容器。压力容器的强度及使用安全性会直接受到压力容器焊接质量的影响，虽然目前压力容器焊接技术已经比较成熟，但是因为诸多因素的影响，依然会有一些缺陷出现，需要及时采取相应的防范措施，保证压力容器焊接质量。

压力容器；常见缺陷；防范对策

0 引言

压力容器在诸多行业、领域内得到了广泛使用，如石油化工、医疗卫生、国防等。而压力容器的强度、使用安全性会直接受到压力容器焊接质量的影响，如果压力容器焊接质量得不到保证，很容易导致渗漏、泄漏等事故的发生，甚至还会有严重的爆炸事故发生，对安全造成威胁。因此，为了保证压力容器运行的安全性，就需要对压力容器的焊接质量严格控制，采取针对性的措施，防范容易出现的各种缺陷。

1 压力容器焊接中容易出现的表面缺陷及防范对策

焊接过程中，从压力容器表面就能够发现的缺陷即为表面缺陷，如咬边、凹陷、焊接变形、表面裂纹等都是主要的缺陷类型。

1.1 咬边

在焊接过程中，没有正确选择焊接工艺参数和操作方法，导致有沟槽及凹陷问题产生。咬边问题的出现，主要原因是操作人员选择了错误的作业方法，没有正确选择焊接规范，如选择了过大的焊接电流、过长的焊接电弧、错误的运条方式和角度，此外，压力容器坡口两侧过长或者过短的停留时间，也可能会导致焊缝咬边问题的发生。咬边缺陷的出现，会导致焊接接头有效截面积遭到减小，应力集中现象发生于咬边处，压力容器安全事故很容易发生。

防范对策：在具体焊接实践中，要对焊接电流、运条手法合理选择，对焊条角度、电弧长度等实时控制，选择合理的埋弧焊工艺参数，且严格控制焊接速度，保持平整的焊机轨道与合理的焊条角度。

1.2 凹坑

凹坑缺陷指的是压力容器焊缝表面局部焊缝比母材部分要低；此外，收弧过程中，没有短时间停留焊条或者焊丝，导致凹坑出现。凹坑缺陷的存在，会导致焊缝有效截面积遭到减少，此外，弧坑裂纹、弧坑缩孔等缺陷也会随之出现。

防范对策：要对焊机合理选择，保证拥有电流衰减系统；试焊时使用平焊位置；收弧过程中，需要在熔池内短时间停留焊条，或者保持环形摆动状态，促使弧坑能够被填满。

1.3 其他表面缺陷

调查研究发现，在压力容器的焊接过程中，还容易出现烧穿、错边、表面气孔、没有焊满等缺陷，主要原因是焊接过程不符合规定要求，或者选择了不恰当的焊接电流与焊接速度等；出现这些缺陷，会导致压力容器焊缝的完整性、质量等遭到降低，焊接接头的连接性、承载能力等遭到丧失，需要及时采取相应的防范措施，避免出现。

如针对未焊透缺陷，需要对坡口尺寸、焊接电流与焊接速度正确选择，仔细清除掉坡口表面氧化及油污，彻底开展封底焊清根处理，适当实施运条摆动，对坡口两侧熔合情况密切观察和充分重视等。

2 压力容器焊接中容易出现的焊缝缺陷及防范对策

在压力容器的检测过程中，非常重要的一个方面为焊缝，且压力容器使用安全及使用寿命会直接受到焊缝处缺陷数量和种类的影响，因此，就需要结合实际检测中容易遇到的焊缝缺陷，提前采取相应的预防措施，保证压力容器的焊接质量及使用安全。

2.1 气孔

压力容器焊接过程中，金属凝固之前没有完全逸出金属熔池内的气体，导致焊缝中残存部分气体，有气孔形成。气孔缺陷的出现，主要原因在于有锈蚀问题存在于木材或者填充金属表面，有油污、水污染等发生于表面等。没有严格依据规定要求，科学烘干处理焊条及焊剂，也会导致气孔出现缺陷的几率增加。焊接线没有足够的能量，焊接熔池具有较快的冷却速度，也会对气体的逸出造成影响。此外，焊缝金属脱氧处理不够完全，也会出现气孔。如果出现了气孔缺陷，将会导致焊接接头的速度遭到降低，进而发生泄漏等问题。

防范对策：为了避免出现焊接气孔缺陷，焊接过程中，需要对焊接电流、焊接速度合理选择，坡口边缘需要将干燥、清洁的状态保持下去，依据相关规定和要求，对焊接材料科学烘干处理；如果焊条发生变质，禁止运用到施工中。如果压力容器焊接过程中，选择的为埋弧焊方式，需要对焊接工艺参数正确选择，对薄板的自动焊焊接充分重视，最大限度的减小焊接速度。

2.2 夹渣

本种缺陷指的是完成焊接工艺后，焊缝中残存着一些溶渣。夹渣缺陷的发生，会导致焊接接头强度遭到降低，焊接接头的致密性也会受到较大程度的影响。其中，夹渣问题的出现，主要因素是焊缝边缘的熔渣。如果只有较小的坡口角度，选择了较小的焊接电流，熔渣更加容易产生，且排出难度较大。此外，压力容器焊接过程中，选择过长的电弧或者作业人员采取错误的运条方式等，夹渣问题也很容易出现。

防范对策：压力容器焊接过程中，结合实际情况，对坡口形式合理选择，坡口保持清洁状态下开展焊接工艺，且对焊接电流、焊接速度等合理选择，运条摆动形式与规定要求所符合。如果实施的为多层焊接，则需要对坡口两侧的金属熔化情况密切观察和充分重视，将每一层焊渣给及时清理掉。

2.3 焊接裂纹

根据国家相关标准，压力容器检验过程中，裂纹缺陷也是禁止出现的。采取外观检验方法，能够发现较大尺寸的裂纹问题，而通过无损检测技术的实施，包括磁粉检测、渗透检测等技术，可以及时发现表面的细小裂纹；而通过射线检测、超声检测技术的运用，则能够及时发现内部裂纹。检测过程中，需要彻底清除与科学修补发现的裂纹问题。调查研究发现，热裂纹与冷裂纹比较经常出现于压力容器焊接过程中。

其中，焊缝与热影响区金属温度降低，容易产生热裂纹。一般情况下，金属表面会贯穿裂纹，断口具有氧化色表面颜色。热裂纹缺陷的产生，是因为有低熔点杂质存在于过热去晶界。杂质只有较低的熔点，结晶凝固后，塑性和强度也不满足要求。那么约束力作用加上凝固收缩作用，金属组织晶间开裂问题就容易出现。针对这种情况，需要采取相应的防范措施，焊接过程中，要严格遵循焊接工艺参数来开展；紧密贯彻焊接工艺规程，对焊接工艺参数合理选择，且对焊接残余应力最大程度的减小。

冷裂纹指的是焊接接头焊缝金属冷却之后，有裂纹问题产生于焊接接头的熔合线处。一般情况下，钢材的焊接热影响区在焊接过程中容易出现冷裂纹问题。焊接接头施焊后，方才会出现裂纹，也将其称之为延迟裂纹。因此，无损检测压力容器产品时，完成焊接工艺后，如果需要进行热处理，那么就需要等到完全冷却后，或者经过24个小时后，方可以进行检测。有淬硬性组织存在于焊接接头中、焊接接头内含有较高含量的扩散氢、焊接残余应力较大等，都容易导致冷裂纹的产生。

针对这种情况，就需要采取相应的防范措施：将碱性焊条运用过来，对接头金属中的氢含量有机减少，促使焊缝金属的塑性得到显著提升；要选用干燥程度符合要求的焊材，促使氢的来源得到减少；在焊接接头施焊过程中，焊接之前，需要进行预热处理；而焊接之后，则要缓冷处理，避免有淬硬组织产生于焊接过程中。结合实际情况和相关施工规范，对焊接工艺合理选择，焊后热处理，促使焊接残余应力得到最大程度的降低。完成焊接工艺后，消氢处理工艺需要立即开展。相关作业人员需要不断努力，提升自身专业技能水平，总结作业经验，保证能够正确及时处理出现的各种缺陷，严格依据规程来进行操作等。

3 结语

综上所述，随着科学技术的发展，我国焊接工艺日趋成熟，但是诸多因素的综合作用下，压力容器焊接过程中依然容易出现各种各样的缺陷问题。表面缺陷及内部质量缺陷，都会对压力容器的整体性能与质量产生影响，不利于其安全使用。因此，就需要研究分析压力容器焊接过程中的常见缺陷，采取针对性的防范对策，控制焊接质量，促使压力容器的密闭性、强度等指标与技术要求符合，延长其使用寿命，保证使用安全。

[1]强鑫梦.压力容器焊接质量缺陷成因及控制措施[J].中国石油和化工标准与质量，2014,5(10):123～125.

[2]俞美军，唐强，张思维.压力容器焊接中常见缺陷产生成因及防止措施[J].科技视界，2015,9(19)66～68.

[3]候建忠.压力容器焊接中常见缺陷的原因及防止措施[J].化工中间体，2015,8(18)244～245.

[4]常引娣.谈压力容器焊接中常见缺陷的成因和防止措施[J].科技信息(科学教研)，2007(29).

TG457.5

A

1671-0711（2016）11（下）-0034-02