压力容器异种钢焊接常见缺陷及预防

代 峰

（北京思韵科技有限公司，河北保定 071000）

压力容器异种钢焊接常见缺陷及预防

代 峰

（北京思韵科技有限公司，河北保定 071000）

随着科学技术的发展，生产装置趋于大型化、智能化，现仅采用单重金属材料已不能满足产品性能的需求，而需要根据生产工程对焊件工艺、部件性能的不同要求，采用并发挥异种钢材料或组合的综合性能。但同时，异种钢焊接结构存在缺陷，对此，文章将分析其常见缺陷、危害及产生原因，并提出相应的预防措施，从而加以防范和控制，以确保异种钢焊接结构的质量达标、性能达标。

压力容器；异种钢焊接；常见缺陷；预防措施

装置中的压力容器应用广泛，其焊接部分是容器安装、使用、维护、寿命、安全等各方面的关键因素。必须保证其质量达标，同时具有高效性能，以此保证设备安全、人员安全。但由于异种钢焊接接头部分，由于合金元素的稀释以及碳迁移过程，导致存在一个不均匀的过渡区，包括化学成分、金相组织、应力场分布等，从而导致接头处物理性能、力学性能等存在较大差异，容易出现事故和危险。对此，必须加强重视并采取措施，实现对缺陷的有效预防和控制。

1 常见缺陷

异种钢在焊接过程中常见的缺陷类型多种多样，产生的原因也错综复杂，所处位置和表现形式也各有不同。但就其分辨的难度和方法，可大致分为外观缺陷和内部缺陷两种类型。

1.1 外观缺陷

外观缺陷一般较为明显，可用肉眼或者简单的检查方法从外部检查出来。如：焊缝处出现咬边、焊穿、焊瘤、表面裂纹、表面气孔擦伤等，严重时可影响到焊件的整体质量和性能，导致无法正常使用[1]。还有焊件的尺寸长度不符、平面度不能达到标准，这主要是由于焊缝收缩引起的变形，而这种焊接后的缺陷难以或者无法修复，最终导致焊件整体报废。

1.2 内部缺陷

内部缺陷较为隐秘，只能通过破坏性检查或无损探伤的方法进行检查。常见的内部缺陷主要有：内部裂纹、内部气孔、白点、夹渣、未焊透和未熔合等。大多缺陷是由于人们越来越重视工艺性缺陷，试图避免的同时，忽视了焊件尺寸不符、接头性能不足及化学成分等问题。由于异种钢化学成分上的差别，容易在焊接时，在母材与焊缝之间的熔合区或过渡区形成化学成分、金相组织不均匀的区域，使焊缝在力学性能、物理性能上产生差异。

2 预防措施

由于母材之间、母材与填充之间存在物理、化学差异，还可能存在相互作用，给焊接工艺带来影响和困难。要想尽可能的获得良好的焊接接头，必须采用特殊的工艺措施，并遵循以下几点共同原则：

2.1 合理选取焊接材料

合理选用焊材是焊接成功的关键，也是经济效益的前提。一般需参照母材的成分、性能，以及恰当的接头形式、具体的使用要求来选材。而基本原则有四项：①选用材料首先应考虑其结合性能，其次再考虑使用性能。因此，在焊缝金属的强度与塑性上，如果不能兼顾两者，应选择塑性强、韧性好的焊材，同时，应当参照强度等级偏低的母材进行焊材选择，即“低匹配”原则，以此保证焊缝的塑性[3]。②焊缝金属性能一般只需满足两种母材中的一种，其力学性能等不低于母材中性能较低的指标即可。但特殊情况可根据工艺、性能的具体要求。③结构钢的异种钢焊接，在相同强度等级下，应选用抗裂性能较强的。而如果是金相组织差异较大的异种钢接头，应考虑填充金属被稀释后的接头性能保障。④对于多种具有相同性能条件下的焊材，多倾向易制作且经济效益更高的品种。

2.2 合理的焊接工艺参数

焊接的工艺参数直接影响着熔合比。一般来说，异种钢焊接要求小的熔合比，所以，通常采用小电流、高焊速[5]。焊接工艺参数的确定，如在异种钢焊接的预热温度的选定上，应当根据焊接性差的选定，通过预热来避免出现冷裂纹。如其中一种钢焊接不需预热，另一种需预热时，应采取预热措施，实现焊接。而如果一种预热温度高，另一个预热温度低时，应选择预热温度较高的为规范[6]。

2.3 严格执行焊接工艺进程

严格并正确执行焊接工艺进程。首先，应当制定正确焊接工艺进程，它是一种细则文件，即要求细致度高、科学性强，以细则文件对加工细节、实践要求做出规范统一，对焊接工艺、焊接质量做出有效评定。最终有效保证焊接的细节到位、规范操作和质量达标。同时，焊接人员应当针对不同的产品焊缝、特殊的产品性能需求、质量要求等，充分运用自身的实践知识、理论知识，规范执行焊接工艺进程，从而给予焊接工艺、压力容器整体质量上的最大保障。

3 结束语

综上所述，异种钢焊接具有难度，再加上自身具有特殊性和选择性，可能给压力容器的焊接增加难度，也容易出现焊接缺陷和质量隐患。从辨别难度、检查方法上，可分为外观缺陷和内部缺陷。对此，必须分析研究产生缺陷的根本原因，并采取预防和控制措施，同时坚持四项基本原则：合理选取焊接材料、设计合理的坡口形式、确定合理的焊接工艺参数、制定并严格执行焊接工艺进程，以此来有效预防和控制焊接的缺陷，最大限度地提高压力容器的质量、性能和使用寿命等水平。

[1] 罗刚.异种钢焊接性能分析与研究[J].科技创新与应用，2013，（10）.

[2] 周灵军.异类异种钢焊接问题及对策[J].化工机械，2011，（3）.

[3] 武占芳.异种钢焊接技术在检修中的应用[J].化工设备与防腐蚀，2002，（4）.

C o mmo n D e f e c t s a n d P r e v e n t i o n o f D i s s i mi l a r S t e e l We l d i n g i n P r e s s u r e V e s s e l

Dai Feng

With the development of science and technology，the production equipment tends to be large and intelligent，and only single metal material can not meet the requirement of product performance.According to the different requirements of the welding process and parts And play a heterogeneous steel material or combination of comprehensive performance.In this regard，the article will analyze its common defects，hazards and causes，and put forward the corresponding preventive measures，so as to prevent and control to ensure that the quality of dissimilar steel welded structure，The.

pressure vessel；dissimilar steel welding；common defect；preventive measure

TG441.7

A

1003-6490（2017）08-0084-02

2017-06-05

代峰（1980—），男，河北保定人，助理工程师，主要从事石油、石化、化工压力容器设计多年。