锅炉压力容器在制造检验过程中的焊接问题综述

2018-04-08李文元

商品与质量 2018年34期

李文元

通标标准技术服务（天津）有限公司天津 300457

1 锅炉压力容器常见焊接缺陷

1.1 外部缺陷

以焊接缺陷表现形式进行划分，可确定锅炉压力容器焊接存在内部与外部两种类型缺陷。在进行锅炉压力容器焊接作业时，受外部因素干扰，存在很大可能会形成表面缺陷，包括焊缝尺寸缺陷、咬边、焊瘤、焊缝余高过大、弧坑以及飞溅等。造成各种缺陷的原因不同，其中焊缝尺寸缺陷即设备焊接电流下、焊速快、焊弧长等因素造成金属熔化形成熔池较小，并且保护时间较短，钢水流动不顺畅，造成焊缝宽度过小。咬边则是因为电弧热量过大，再加上角度不当以及焊条运速过快等，造成焊缝边缘被电弧熔化后未得到熔敷金属补充留下缺口[1]。焊瘤是因为焊接电流过大，金属快速熔化后流动到加热不足的母材上形成焊瘤。另外，很多情况下因为焊接人员技能水平较低，或者质量控制意识不足，造成焊接过程中应力过于集中，压力容器过早受损，角焊缝单边或下陷过大，形成焊缝间隙不均匀、坡口不规则等问题。

1.2 内部缺陷

内部缺陷对于压力容器焊接质量产生的影响更大，出现安全事故的可能性也更大，必须要通过专业无损检测技术，确定缺陷存在的位置，并对其进行定性、定量分析。对内部缺陷产生的问题进行分析，需要从多个方面进行，常见的如坡口清理不干净、焊材未烘干、焊缝坡口不合理等，根据夹渣、气孔、未熔合等缺陷表现形式来分析判断。其中，夹渣缺陷主要是因为未对焊件进行有效清理，残留有锈渣、油污等，或者是焊接电流过小、金属熔池温度低、运条速度快等，导致液态金属与熔渣无法有效分开，并在熔渣未浮出前熔池就已经开始凝固。对于气孔缺陷的发生原因进行分析，除了熔池冷却速度快、焊件未清理外，为对焊条烘干处理，再加上作业环境湿度较大，也会产生气孔，为焊缝内最为常见的缺陷，同时也是产生焊后裂纹产生的主要原因。

2 锅炉压力容器在制造检验过程焊接质量

2.1 人员方面

（1）焊接责任人对压力容器有关焊接的标准、规范及焊接方面的知识不能准确掌握，有的焊接责任人根本不懂焊接而只是顶替一个焊接责任人的空缺；部分企业的持证焊接操作人员数量不符合《锅炉压力容器制造许可条件》，或企业未与焊接责任人和焊接操作人员签订劳动合同，未缴纳社会保险。（2）企业生产工作的工作量与焊接操作人员的数量不匹配；焊接责任人兼职不合理，同时兼任材料责任人或无损检测责任人；对焊工档案的建立，特别是对焊工的考核不够重视，有的单位在质量保证手册及管理制度中规定对焊工每年仅考核一次，造成焊工考核资料不齐全或不真实；对焊工业绩的统计不够重视，焊工档案缺少原始记录，缺少连续焊接记载等焊工业绩见证材料；有的单位未在焊工证聘用记录栏中填写聘用记录和加盖聘用单位印章。

2.2 焊接工艺评定方面

焊接工艺评定是制造企业和焊接技术人员技术能力的综合体现。通过焊接工艺评定，检验按预焊接工艺规程焊制的焊接接头的使用性能是否符合设计要求，并为正式制定焊接工艺规程或焊接工艺卡提供可靠的依据。在检验过程中，人们发现如下焊接工艺评定问题：部分企业选用Q345R之间使用J506的焊条相焊的焊评来覆盖Q245R之间使用J427的焊条相焊的焊接接头，只考虑了母材的替代规则，而未考虑到焊材的替代规则；拉伸焊接试样尺寸不正确，实际做的试样未按照《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）的尺寸制作；采用多种焊接方法进行组合评定的焊接工艺评定，所做的冲击试样未覆盖所有的焊接方法，导致未覆盖的焊接方法的符合性得不到试验的验证；有的单位对焊接工艺评定试样保管不善，未超过规定保存期限的试样，锈蚀比较严重以致无法再次审查试样是否合格；对钢材厚度超过10mm的试样母材，未按《承压设备焊接工艺评定》（NB/T47014-2011）的要求做10mm厚的试样[2]。

2.3 焊接工艺规程方面

（1）对于接头或图纸规定要做冲击韧性试验的焊接接头焊接的线能量超过了所引用的焊评的线能量；部分小接管与筒体的焊接接头所用的焊工项不满足接管的管径，例如，实际接管直径为14mm，焊工项为GTAW-Ⅱ-6/18-FJ3，应至少选用GTAW-Ⅱ-6/14-FJ3的焊工。（2）焊缝返修无返修单和焊接工艺卡；选用焊接工艺评定不正确，导致无法正确指导实际的焊接；焊接接头的名称弄错，如补强圈与筒体的角接头应为D类接头，而写为E类接头。如图1所示，筒体与平盖连接的非对接接头应为C类接头，而写为B类接头。（3）有的焊接工艺规程中焊评未覆盖定位焊；对接管与壳体的D类接头所选焊工项的焊接位置选取有误。例如，图2为骑座式接头，焊工持证项目代号中的焊接位置代号应为G；图3为插入式接头，焊工持证项目代号中的焊接位置代号应为FG。（4）制造厂所用封头为在制造厂拼接后由外协热压成形的封头，拼接焊缝的焊接工艺评定选用的只是退火热处理的焊接工艺评定，而没有正火加退火热处理的焊接工艺评定；筒体与管板的C类接头所选用的焊评只覆盖了筒体的厚度，而未覆盖管板的厚度；使用药芯焊丝而未重新做焊接工艺评定，也没取得药芯焊丝的焊接操作人员资格证。（5）不锈钢焊缝的清根没按规定采用不锈钢专门的清根方法，或仅采用碳弧气刨，未考虑到不锈钢由于表面渗碳影响抗晶间腐蚀性能；部分企业对于换热管和管板只采用强度焊的焊接接头，引用的焊评未覆盖管板的厚度；当换热管与管板采用强度焊且胀接的方法时，此焊缝可当作角焊缝。