压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨

薄 磊

海洋石油工程股份有限公司 设计公司

压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨

薄 磊

海洋石油工程股份有限公司 设计公司

随着工业现代化进程的推进，压力容器已在石油化工工业等国民经济领域中得到广泛运用。压力容器的焊接质量与压力容器的强度、致密性、使用寿命密切相关。同时，在压力容器焊接中经常会出现一些缺陷，这些缺陷对焊接容器的稳定性以及工作均会造成巨大的影响。因此，研究和探讨压力容器焊接常见缺陷及防治措施具有重要的现实意义。文章对压力容器在焊接中常见的质量缺陷进行了介绍，对产生原因进行了分析，并提出了相应的质量控制措施。

压力容器；焊接；缺陷

伴随着焊接技术的快速发展，压力容器已经发展成现代典型的全焊接结构。压力容器制造中最为重要的一个环节就是压力容器的焊接。一旦焊接中存在问题，就可能出现事故，后果不堪设想。因此，压力容器的焊接一定严格按照科学方法操作，控制在一定的标准范围内，以确保压力容器的安全运行。同时，压力容器的安全不仅是保障人民财产安全，而且对加速我国现代化建设也有非常重要的意义。

1 压力容器焊接安全的重要性

焊接在压力容器的制造的工作量中占有相当大的比例，是压力容器制造中一个关键工艺。焊接质量的好坏和焊接接头可靠性都直接影响着焊接容器的质量，影响容器的可靠性和安全性除了是材料检验，最为主要的就是焊接。因此，焊接也是压力容器制造中最为严格的工序，也是对压力容器质量和安全性保障的关键，所以对焊接工作必须严格认真。

2 压力容器常见焊接缺陷及产生原因

根据缺陷分布的位置不同，压力容器的焊接缺陷可分为外部缺陷和内部缺陷，其中外部缺陷通常可以通过肉眼发现。常见的焊接外部缺陷有弧坑、焊瘤、焊缝形状和尺寸不合要求、表面飞溅、咬边等。内部缺陷包括裂纹、夹渣、气孔、未焊透、未熔合等，其中裂纹是影响压力容器最致命的缺陷，是必须检测的重点项目。

2.1 咬边

咬边是指焊缝边缘的凹陷。咬边通常是由于焊接工艺参数选择不正确或者操作不当引起。产生咬边的主要原因有：操作方法不当，焊接规范选择不对，比如电弧过长、运条方式和角度不当、电流过大、坡口两侧的停留时间不合适等。通过实验研究发现，焊丝偏移中心的距离太大会导致熔池停留时间增加而产生咬边，同时焊速过快会导致收弧后不能填满弧坑。

2.2 气孔

所谓气孔，就是在焊接过程中由于熔池中的气泡在凝固时没有及时逸出而导致形成的空穴。坡口边缘不干净，有水份、油污和锈迹；焊条或者是焊剂没有按照标准进行烘焙以及焊芯锈蚀等都会引起产生气孔问题。除此之外，熔渣粘度过大就会导致气泡不能够透过熔渣被阻挡在焊接金属表面附近也会导致产生气孔。

2.3 裂纹

压力容器容易出现问题的一个原因是焊接裂纹，这对压力容器的破坏是非常厉害的。焊接裂纹的产生，是因为在焊接过程中焊接应力和其他因素共同作用导致压力容器材质脆弱，致使焊接部位的金属原子遭到破坏，原本应有的原子结合力失去作用，这样压力容器的焊接处就会出现裂纹，而且产生的裂纹还会越来越大。工业中比较常见的裂纹类型有冷裂纹、热裂纹、再热裂纹、层状撕裂等裂纹。

2.4 未焊透、未熔合

未熔透、未熔合都是比较严重的焊接缺陷，会使焊缝的强度降低，甚至会导致裂纹产生，从而发生事故。其中，在焊接时，当接头根部未完全熔透便会出现未焊透的现象，而当焊缝与焊件之间或者焊件与焊缝金属之间有一些部位没有溶透时便会出现未熔合的现象。通常造成这些问题出现的原因是电弧过长、焊条的直径太大、电流过小、坡口表面被氧化和有油污、焊件装配间隙或者坡口角度过小、封底焊清洁不彻底等。

3 压力容器焊接常见缺陷的控制措施

3.1 气孔与夹渣的控制

一定要清除解决气孔与夹渣的焊接缺陷。防止发生焊接气孔的措施是：筛选适宜的焊接电流与焊接速率；仔细处理坡口边缘的水份、油污与锈迹；严厉依照规则保存、处理与焙烘焊接素料；腐败焊条不能用；如果焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，保证掌控在运用领域之内。埋弧焊时，要采用适宜的焊接工艺参数，尤其是薄板自动焊，焊接速度要减少些。制止焊接夹渣的措施包含：对坡口分寸实行适宜的筛选，仔细整理坡口的边缘部位，并采取适宜的焊接电流与焊接的速率。

3.2 裂纹的控制

在上文所描述的众多压力容器焊接缺陷中，裂纹属于危害性比较大的一种缺陷。焊接裂纹的成因复杂各异，且不可预见，因此在焊接过程中要对裂纹予以高度重视，严格避免裂纹缺陷的产生。常用的控制裂纹产生的对策有：对焊接工艺的参数、冷却速度、焊缝形状系数进行严格的控制，并多使用小电流进行多层多道焊接，从而避免裂纹出现在焊缝中心。

3.3 未焊透、未熔合的控制

针对未焊透和未熔合的缺陷，最佳的处理方式是进行一定的补焊。未焊透缺陷通常的发生位置在手工焊和自动焊的交界处，允许有一定的缺陷误差，只要缺陷在可允许的范围之内，就可以不进行补焊。未熔合缺陷在焊缝和坡口交界处位置发生的几率更高，需要保证焊接电流和焊接速度得到严格控制，注重对坡口表面油污的清理，并在焊接过程中对焊接坡口两侧的熔合情况予以密切关注，及时进行纠正。

3.4 焊接工艺标准化

对于压力容器的厚度和压力容器使用途径，要制定有针对性的焊接工艺规程和选择合理的焊接材料，要对压力容器接缝坡度和形状进行严格控制，同时需要精确焊接参数，将焊接性能参数化。

压力容器的质量与焊接质量密切相关。企业应当根据自身的实际情况，找出对焊接的不利因素，对劳动者加强培训，对焊接材料、焊接工艺和规范、焊接过程控制等方面进行质量控制，可有效保证压力容器的焊接质量。压力容器焊接缺陷的防治既要注重从预防和控制两个方面入手，也要从工艺的升级以及各项管理制度、工艺规范的执行方面入手。只有把握好各个环节，才能保证压力容器的焊接质量。

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