谈压力容器焊接与质量控制

潘峰

摘 要：压力容器由于其所储存介质性质的不同，其运行的工艺条件及工况的差异，对焊接质量的要求也不一样。压力容器不仅要承受介质的高温及很高的庸蚀性，还要承受一定压力，因此，焊接质量要求特别严格，这是压力容器在日后生产中能够安全运行的关键因素。因此，对于化工企业而言，对压力容器焊接质量进行控制尤为重要。下文针对对压力容器焊接方式进行分析，对焊接质量控制进行了总结。

关键词：压力容器 焊接质量 控制 堆焊技术

在焊接过程中，其压力容器的致密性及强度很大程度上取决于焊接的质量。它也是容器制造中的关键性环节，对压力容器的使用寿命及安全运行都有着极为重要的影响。如果存在焊接缺陷，就有可能使得压力容器在使用过程中发生泄露或者爆炸事故。本文从焊接类型入手，根据焊接过程中可能产生的缺陷进行了分析，希望对焊接质量的控制提供行之有效的办法。

1、焊接的类型

在压力容器制造过程中，其焊接技术应用广泛，其焊接质量的好坏直接对容器的质量，日后运行的安全以及企业生产成本产生重要影响。随着我国制造业水平的提升，焊接技术也得到了前所未有的发展。像埋弧焊、氩弧焊、手工电弧焊等焊接方式，在压力容器生产中，最为常用。压力容器作为一种密封性容器，对所承受的压力要求很高。它一般以圆柱形为主，由筒体、接管及封头组成。由于其承受压力的不同，在焊接方式选择上也不尽相同。一般来说，压力高的容器由于筒壁较厚，使用埋弧焊方式较多。在对接管、法兰进行焊接时，为了方便操作，一般使用惰性气保焊和手工电弧焊接方式。

埋弧焊由于电弧在可融化焊剂保护层下熔融焊接的一种方法，因此，其使用广泛。在焊接过程中，其发生的电弧与空气隔离并被焊剂成功覆盖，因而，整个焊接过程并没有弧光辐射，减轻了对操作人员的伤害。加之其焊接小车能自动行走及送丝，机械操作程度很高，因而焊接效率很高，外形美观，在很多领域都得到了广泛应用。

手工电弧焊在焊接过程中，为了减少与空气直接接触，对焊接熔池采取了相应保护方法，进行全位置焊接，同时适用于多种方位焊接，焊接灵活方便。其缺点为操作人员劳动强度很大，生产效率较低。氩弧焊接技术也是以电弧焊接为基础，对焊材的保护采用了氩气，焊材经过高电流在基材上融化，达到了冶金结合的焊接技术。由于在焊接过程中氩气的保护，使得焊点与空气中的氧被安全隔离，焊材的氧化得到了控制。

2、焊接过程中的缺陷与质量控制

2.1压力容器焊接结构

焊接结构由于种类多样，其分類方式存在很大差异。在对半成品进行制造分类时，按照其制造方法分为冲焊结构及焊板结构；按照其用途可分为船体及车辆结构等。按照材料的薄厚还可以分为薄壁及厚壁结构；按照焊接材料的种类可以分为铝制及钢制结构等。焊接接头的概念，是针对一个零件的不同部分或者两个以上零件在被焊接时其连接部位结构的总称，它分为了焊缝形式、接头形式等。

2.2焊接过程中的缺陷

压力容器在焊接过程中的缺陷通常分为外部缺陷及内部缺陷两种，外部缺陷常位于焊接表面，严重的用肉眼即可看到，也有的必须要用低倍放大镜才可以看到。一般缺陷常表现为尺寸不符合设计要求，截面不充盈、咬边、气孔、裂纹或者余高过高等。而内部缺陷通常位于接头内部，需要对其进行探伤或者损坏性试验才可获知。具体表现为焊接内部存在夹渣、气孔、裂纹未融合、未焊透等。有关几何性缺陷通常表现为错边等，由于焊接部件在组装过程中，由于其在厚度上的不同或者方向上的差异，致使压力容器在焊接中出现角变形错边等问题，这样将导致压力容器在以后的使用中，会出现应力过于集中等情况。

2.3焊接质量的控制

为了有效防止压力容器在焊接过程中出现缺陷，就需要针对压力容器缺陷的形成原因进行辨识及分析，以保证对焊接过程缺陷的控制。因此，在焊接过程中，对电弧的控制非常重要。在进行焊接前，要根据焊材类型对其进行烘干，同时要对焊接母材坡口处的脏污进行清除，特别是油污及铁锈等。在焊接过程中，要求对焊材进行保温，减少在领用和使用过程中出现受潮，并根据母材的性能及坡口的形式制定焊接规范及严格执行焊接工艺，选择恰当焊接参数，使熔渣浮出，以防止夹渣情况的发生。咬边这种缺陷出现的原因，通常是因为焊接过程中使用电流过大、电弧过长或者运条速度过快等原因造成。在实际中，根据要求进行灵活掌握，杜绝此类缺陷的发生。

2.4焊接缺陷的清除

对焊接缺陷的清除，通常使用角向砂轮磨，沿着筒体的内侧或者外侧进行。同时，也需要根据探伤结果来进行缺陷的消除。如果缺陷较重，其深度已经达到了材料厚度的2/3，则不允许在进行缺陷消除，需要对其进行补焊后，从背面进行焊接。消缺后的焊接表面要光滑。在焊接过程中，每焊接完一层，都要对其进行检查，确定没有任何缺陷后，方可进行下一层的焊接工作。针对不锈钢焊缝的返修，应进行层间温度的控制，不得高于60摄氏度，其焊缝表面同样不允许存在缺陷情况。

3、新型焊接工艺

3.1厚壁壳体窄间隙埋弧焊技术

压力容器由于其运行工况的差异，对其制作要求很高。如：目前经常使用的高度自动跟踪功能，焊道与坡口的良好融合等。无论是强腐蚀还是无腐蚀，强辐射还是无辐射，在焊接过程中对技术要求各异。因此，对焊道的热影响区需要进行热处理同时控制好层间温度，使之具备较强的熔敷效率，改善了粗晶区性能，提升了焊接质量的同时，也对焊接生产率起到了积极的促进作用。

3.2带极自动堆焊技术

堆焊，顾名思义就是在工件的外表面熔敷一层保护金属层，这种保护金属层通常具有耐腐蚀、耐热等特点，这种方法很有利于提升工件的使用寿命。这对产品性能的提升以及生产成本的降低都有积极的促进作用。带极自动堆焊技术虽然起步较晚，但由于其使用范围广，效率高等特点，在国内外得到了广泛应用。为了保证使用中的质量，通常对过渡层进行埋弧自动焊接，这样不仅可以使工件焊接表面光滑，还可以提高焊缝性能。

4、结语

随着工业化发展进程的加快，对压力容器焊接技术的要求也越来越高。各种焊接技术随着压力容器设计要求的不同而得到了长足发展。新型焊接技术的使用，扩宽了焊接技术的使用空间，不仅提升了焊接质量，也保证了压力容器的使用性能，为我国压力容器焊接过程中质量的控制提供了理论性依据。

参考文献

[1]潘志新.压力容器焊接质量的优化对策探究[J].河南科技，2013，（03）.

[2]田爱芬，陈小艺，张建勋.焊接工艺设计专家系统中的知识表示与推理[J].电焊机，2012， （22）.

[3]田立志.压力容器焊接质量分析及控制[J].河北企业，2012，（08）.