压力容器焊接质量控制探究

徐坚

摘 要：压力容器焊接质量决定着压力容器的安全运行和使用寿命，对压力容器行业结尾重要。本文将重点探讨压力容器焊接时容易出现的问题，造成的缺陷，以及如何保证压力容器的焊接质量，实现对焊接质量的有效控制。

关键词：压力容器焊接；焊接质量；质量控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.013

优良的工序和加工质量是保证压力容器这种工业产品的质量的重要条件。而焊接是压力容器制造中最重要的一个环节，是保证压力容器致密性和强度的关键步骤，同时也是保证压力容器质量的关键点，保证焊接质量，就能够保证压力容器的安全运行，延长压力容器使用寿命。

1 压力容器的焊接质量概述

压力容器的焊接质量，从某种程度上，就是压力容器的质量。压力容器对国民生活和工业都非常重要，它的焊接质量影响着整个产品行业的健康发展。

压力容器的焊接控制易出现的问题包括：在压力容器表面出现几何缺陷，材料厚度不均，错边和角变形等等；焊接过程中由于温度过高，速度过快，原料拉伸过长等原因造成焊缝边缘留下凹陷，影响压力容器的安全运行；坡口边缘未清理干净，焊条未按规则流程烘焙，焊芯锈蚀、电弧吹偏、焊接时间过快、电弧过长等等问题，会导致气孔的出现，气孔会大大降低焊缝强度，过大的气孔会影响金属致密性，由于气孔的存在，焊缝的有效截面变小，如果焊接时未焊透或者未焊合，会导致焊缝的间断和突变，降低焊缝强度，进而导致裂纹的出现，裂纹是焊接质量缺陷中危害最大的一种，它的端部会形成尖锐缺口，应力高度集中，裂纹长期处于潮湿或腐蚀性环境下，极易扩大，破坏压力容器的性能，严重时可能造成巨大的生产安全事故，近年来的压力容器造成的事故除了操作不当，大多是由于裂纹扩张，引起了容器内部的脆性破坏。

2 压力容器焊接质量的控制

（1）从焊接工作人员方面。由于压力容器的焊接技术是由手工操作占支配地位的焊条电弧焊和气体保护焊，所以对操作人员的个人技能和谨慎态度对焊接质量非常重要。自动化技术很高的埋弧自动化的调节和焊接也不能完全离开人的操作，即使半自动化焊接技术中的电弧沿焊接方向的移动也是靠人员掌控。操作人员的工作态度对焊接质量至关重要。

因此，要做到压力容器的焊接质量控制，就要对操作人员的质量意识和工作素养进行培训。首先，要做到对焊接工人上岗资格的控制，组织焊接工人在焊接压力容器前按照《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》进行培训、考试、获得上岗资格，才能进行压力容器焊接。单位要指定人员检查和监督焊接工作，组织经验丰富的焊接操作人员，根据实际情况和产品参数，严格执行国家标准，对焊接操作人员进行岗位培训，加强操作人员的质量意识，提高操作人员的工作责任感，专职检查焊接工序。

（2）焊接工艺的质量控制。焊接工艺是控制压力容器焊接接头质量的关键。压力容器的质量受到焊接工艺非常大的影响，很大程度上压力容器的质量由焊接工艺直接决定，无论是生产制造的成本，还是生产制造过程中的生产效率，都会产生极大的影响。在产品施焊前，对受压元件的对接焊接接头、要求全焊透的T形接头、受压元件与承载的非受压元件之间的全焊透的T形接头、受压元件的耐腐蚀堆焊层进行焊接工艺评定并根据所要焊接的压力容器情况做好相应准备工作，检查其焊接方法、保护气体、母材钢号和厚度、熔敷金属厚度、预热、衬垫等是否准备齐全。在焊接过程中要注意焊接规范参数对接头性能的影响，注意焊接电流、电压与速度的配合，焊接时速度不宜过快，对于薄板自动焊，焊接速度要尽可能地小，焊机轨道应做到尽量平整，选择适合的电流大小，稳定运条手法，严格控制焊条角度以及电弧长度，才能得到好的焊缝性能。

（3）焊接材料的選择和检验。精湛的焊接工艺远远比不上焊接材料的选择对焊接质量的影响大。焊接材料的选择要考虑综合因素，包括产品结构、焊接工艺、材料刚度等，根据不同的需要，选择不同的材料和工艺。不同强度级别的材料焊接，原则上应选择低强度的焊接材料，特殊情况下可以采用高强度的焊接材料。焊缝金属合金的选择，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有较小的回火脆性，严格控制焊材中的含碳量，使其符合国家标准，含碳量在0.1%左右，使焊缝具有合格的抗裂性。在焊接前的检验程序中，要检验材料的质量、焊缝组对的间隙、钝边的大小、坡口是否清理干净，以免产生未焊透、焊瘤、气孔等，影响压力容器的质量。焊接过程中，不要选用十字焊缝，相邻筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻的筒节间的纵缝应错开，其焊缝中间线之间的外圆弧长一般大于筒体壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口边缘的水分和油污，严格按照规定保存和烘焙材料。焊条变质、锈蚀甚至剥落时，应严格控制其进入焊接过程。调整焊剂的化学成分，焊剂变质时要及时清理处理。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面无裂痕。选择合理的耐热钢材料，材料也符合国家标准，尽量选择强度高的焊接材料，保证焊缝的力学性能比原材料的力学性能要高。焊接后要进行无损检测，主要包括外观检测、无损探伤、耐压和致密性检验。

（4）焊接环境的控制。由于压力容器的焊接经常在室外露天进行，经常受到外界环境的影响，可能造成焊接的质量问题，当外界环境不符合规定要求时，可以进行适当预热。应避免在潮湿环境中作业，以免空气中的水汽进入熔渣形成气泡，造成严重的隐藏缺陷，甚至可能形成裂纹。

3 结语

压力容器焊接质量关系着压力容器本身的质量。压力容器焊接时易形成表面缺陷、几何缺陷和焊缝内部缺陷，影响压力容器的质量，造成不必要的损失。随着焊接技术的不断进步，良好的焊接工艺层出不穷，但在选择焊接工艺时，要根据具体要求完成焊接。在进行压力容器焊接时，要严格把控焊接质量，加强焊接工艺的控制选择，规范焊接流程，提高操作人员的专业素质，保证压力容器的焊接质量。

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