压力容器焊接质量控制技术探讨

2019-02-16刁文军

设备管理与维修 2019年20期

刁文军

（大庆油田装备制造集团容器制造分公司，黑龙江大庆 163000）

0 引言

在工业领域，压力容器属于特种作业设备，一般是在高温、高压、腐蚀性的工作环境进行生产作业，因此，压力容器在制造环节的焊接质量直接影响这设备整体性能质量，而且焊接直接也能够对压力容器的使用寿命产生较大的影响。压力容器一旦在生产作业过程中发生事故，破坏性比较强，会对压力容器的周边环境以及操作人员的人身安全造成极大伤害，给企业也会造成重大的经济损失。为了能有效避免压力容器在使用过程中出现安全事故，需要针对压力容器的制造环节建立起完善的质量控制体系，能保证压力容器的质量。针对在压力容器的制造过程中出现的焊接质量问题以及影响焊接质量的因素进行全面分析，并在此基础上制定了相应的质量控制措施，控制了压力容器在制造环节的质量，保证压力容器在生产作业过程中的安全性和可靠性。

1 压力容器焊接质量控制的意义

压力容器在生产制造的过程中的焊接质量直接影响着压力容器使用的安全、稳定运行，而在压力容器生产制造的环节中能够影响压力容器焊接质量的因素有很多，在压力容器的生产制造过程中，如果能够严格的按照压力容器生产制造的相关规范以及标准来实施压力容器的设计、施工、监督、检验过程，那么压力容器的焊接质量就会得到极大提升，同时也能保障其在使用过程中的安全和性能。对压力容器在焊接过程中出现的各种缺陷的形式进行深入分析，可以对其焊接质量问题有一个深入的了解，同时也能有针对性地对压力容器的各个环节进行焊接质量的控制，让压力容器制造企业对压力容器质量控制的重要性有一个清晰的认识。分析压力容器焊接过程中出现的焊接质量缺陷，能从中总结出提升压力容器焊接质量的经验，同时也能让压力容器制造企业更多地关注压力容器母材以及焊接材料的选择，高度重视焊接工艺的安排、焊接过程的管理以及检验工作，从而提高整个压力容器的质量，有效提升压力容器的安全性和可靠性。

2 压力容器常见的焊接质量问题

2.1 焊接内部质量缺陷

（1）气孔。在压力容器的焊接过程中，焊材的凝固会在熔池中产生气泡，如果这些气泡不能及时逸出，就会在内部产生空穴的现象。对气孔的研究表明，在进行压力容器的焊接过程中，如果焊接的坡口处有油污、水、锈迹等存在，或者是焊剂和焊条在使用前没有按照相关的规范来进行烘焙，导致焊芯中出现了锈蚀的情况，焊材的外部药皮出现了剥落的情况等都会诱发气孔的产生。另外，如果在焊接过程中产生的焊渣黏度过大，就会使得熔池中的气泡不能够顺利地通过焊渣向外界逸出，最后导致在焊接金属表面积留了大量的气泡。此外，在进行压力容器的焊接时，如果焊接的速度或快、焊接的电弧过长，也会导致气孔的出现。针对以上气孔产生的原因，提出了一些预防气孔产生的措施：焊接前要将焊接的区域进行彻底额清理，保证焊接区域的清洁程度，焊接材料也应该按照焊接工艺的要求进行充分的烘焙；要做好熔池的保护工作，有效控制铁水与熔渣的分离过程，不断提升焊接工人的焊接专业技能；要保证工件在焊接时的接地保护工作合理，有效控制焊接时出现的电弧偏吹现象；还要及时、有效地清理焊接过程中的层道。

（2）夹渣。完成压力容器的焊接后，一些焊接区域的焊缝中会残留一些焊渣，这就是夹渣。夹渣也是一种比较常见的焊接缺陷。有效控制夹渣出现的措施有：尽量选择一些V 形、U 形或双V 形的坡口，因为这几种坡口在焊接的时候有利于焊渣的溢出；在焊接时候合理控制焊接电流，也能够实现控制夹渣出现的效果[1]。

（3）未焊透和未熔合。在进行压力容器的焊接过程中，如果焊接区域的根部焊接没有完全融透，这种现象就是未熔透。如果在焊接件与焊缝之间或者焊缝的金属局部出现了未熔透的现象，这种现象就是未熔合。这两种现象都会使焊接出现一定程度的间断或突变，这对焊接强度有很大的影响，甚至会诱发裂纹的出现。因此，在进行压力容器的焊接时，要加强对未焊透和未熔合缺陷的控制。

2.2 焊接表面缺陷

（1）裂纹。焊接裂纹是压力容器焊接中一种比较严重的焊接缺陷。在实际的压力容器的使用过程中，可以发现压力容器的损坏大多数出现在裂纹处。导致裂纹出现的因素主要有3 个：①焊接过程中焊接件始终处在一个循环受热的过程中，因此受热的区域很容易出现淬硬组织；②焊接过程中会有扩散氢的大量出现，而且还会在一定程度上造成淬集现象；③焊接的接头部位在使用过程中会受到很大的拘束应力。

（2）焊瘤。焊瘤也是压力容器焊接过程中一种比较常见的焊接缺陷，导致焊瘤出现的因素有3 个：①焊接过程中焊条的运动不均匀就会出现熔池过热的现象，这样就会出现被融化的金属在下坠的过程中凝固；②进行平焊操作时，熔出物过热就会使得实际的焊接操作无法进行，在收弧处出现弧坑没有被填满的现象；③焊接过程中选择电流以及电弧过大。

3 压力容器焊接质量控制措施

压力容器是一种非常典型的焊接结构，其焊接质量的控制不仅与焊接技术部门相关，同时也是焊接质量检验部门的职责。压力容器的整个制造过程非常复杂，而且也设计了很多影响因素，因此，在实际进行压力容器制作的过程中，首先要对容器结构进行合理设计，对压力容器结构外形、使用条件、焊接厚度、加工难以程度等进行综合考虑。其次，要严格控制压力容器的制作材料，通常情况下压力容器的制作材料可以分为金属以及非金属材料，而且钢材的使用比较广泛。在实际进行压力容器制作的过程中，在充分保障压力容器基本性能要求的前提下，尽量选择焊接性能较好的制作材料。还有，充分保证压力容器材质的良好焊接性能是有效提升压力容器整体性能以及焊接质量的有效途径。例如碳质量分数小于0.25%的低碳钢和碳当量小于0.4%的低合金钢，都具有良好的塑形以及韧性，而且焊接性能都比较好，在实际进行压力容器焊接的过程中要尽量考虑使用上述两种材料。针对不同的金属进行焊接的时候，要尽量使用与基体材料相同的焊接材料，这样才能有效提升容器的焊接强度，有效提升压力容器的焊接质量[2]。