压力容器焊接新技术及其应用探析

2019-11-29刘金健

商品与质量 2019年50期

刘金健

山东安润热工科技有限公司山东济南 250000

现阶段，科学技术的不断进步和发展，对压力容器的使用和产品的质量提出了更高的要求，同时在生产压力容器过程中，对其焊接技术与质量控制的要求也越来越高，焊接技术在压力容器生产过程中发挥着至关重要的作用，并且焊接技术水平的高低决定着压力容器的生产质量，因此，焊接技术需要进行相应的创新，如此一来能够提高压力容器的制造质量。

1 压力容器焊接概述

压力容器是一个密闭的设备，可以分为换热容器、分离容器、反应容器以及存储容器四种。当前，压力容器在机械、化工等各个领域中得到广泛普及与应用。焊接技术是压力容器生产制造中的关键环节，其在制造过程中主要是采用加热、加压或两种方式结合，把各种类型的材质进行永久的融合，在运用焊接技术过程中，需要充分的考虑各种小细节。压力容器的使用性能与质量还会受到焊接技术水平的影响，同时其还决定着压力容器的生产效率与投入成本。因此，只有确保焊接的质量才可以使压力容器在使用过程中的安全性与可靠性得到有效保障，避免出现各种安全事故，在一定程度上使工作人员的人身安全得到有效保证[1]。

2 压力容器焊接新技术的探索

2.1 窄间隙埋弧焊接技术

在压力容器的实际焊接过程中，保证对厚壁压力容器的焊接稳定性是现代化压力容器的基本要求，而传统的焊接技术往往较难对厚器壁容器产生良好的焊接效果，一旦出现焊接事故，厚壁压力容器的间隙问题使得焊缝的修复变得异常困难，严重浪费了企业的生产资源，使得焊接工作的进程受到严重影响。同时，不充分的厚壁焊接会导致压力容器后期出现焊接缺陷的概率大大增加，影响压力容器的稳定性，使压力容器产生破损与泄露的风险。因此，研究人员需要利用更加合理高效的焊接技术，改善厚器壁压力容器的焊接质量，提高压力容器的现代化发展水平。作为一种新型的焊接技术，窄间隙埋弧焊接技术充分规避了传统技术的工作缺点，结合焊缝跟踪技术基本确立了较为完备的焊道同坡口内壁合理衔接水平，并在宽度处理方面实现了较为新颖的技术突破，使得焊接的工作效率与能源折损大幅降低。随着窄间隙埋弧焊接技术的不断探索，研究人员发现该技术能够呈现较为显著的窄焊接坡口与较少焊缝金属填充度优势，体现焊接技术的创新性与前沿性，使焊接人员能够花费更少的焊接时间与更低的有效热输入总量，充分利用了该技术的性能特点[2]。

2.2 接管自动焊接技术

在传统的焊接过程中，马鞍形状埋弧焊接设备是压力容器生产企业普遍采用的焊接技术，而随着工业产业规模的不断扩大，企业对压力容器的数量与个体体积的要求不断增加，该技术逐渐较难适应体积较大、器壁较厚的大型压力容器的焊接过程，大大降低了焊接强度与可靠性。因此，技术人员需要利用自动化的高技术设备进行现代化的高效焊接过程，使用自动化设备精确计算焊接所需要的具体技术参数，并利用标准化的数学模型提高焊接的自动化水平，实现压力容器焊接质量的不断优化。

（1）接管与封头的自动焊接。在压力容器的焊接过程中，接管与封头能够通过相关自动化的设备实现自动焊接。在该技术的使用过程中，自动化的设备首先能够自动锁定容器中心，利用焊枪的自动移动实现旋转中心的高精度定位动作，研究人员进而记录焊缝高度方向的变化，利用封头接管埋弧设备完成自动焊接。该焊接技术具有精确的自动定位功能，其使用过程中能够大大降低由于人为定位所导致的数据误差，提高焊接工作的实际效率[3]。

（2）接口与筒体的自动焊接。接口与筒体的自动焊接主要应用于筒体的焊接过程，其能够根据接口内径的主要参数对筒体的内径进行自动定心，并利用数学计算模型生成焊枪的精确移动轨迹，实现焊接的精确引导。在这个过程中，焊接人员只需要进行相关技术参数的部分设置与规划，即可利用自动化设备的连续自动焊接能力完成剩余的焊接步骤。

2.3 弯管内壁堆焊工艺

压力容器的内壁焊接是确保容器能够在长时间使用下保持内壁完整性与稳定性的重要技术之一。焊接人员需要通过接管内壁堆焊的方式，使用不锈钢的镀层对内部进行贴合，实现内壁的防锈隔热效果。直管焊接与弯管焊接是在压力容器的焊接过程中的两种主要焊接类型。相比于焊接工艺简单的直管焊接，弯管的焊接过程更为复杂，而传统的焊接技术对压力容器弯管内壁的焊接效果并不理想，其内壁的弯管弧度导致传统焊接过程较为拖沓，焊接人员需要在弯管切割后进行焊接，其过程常常会消耗大量的人力资源。因此，弯管内壁堆焊技术的使用是极有必要的。现阶段的弯管内壁堆焊技术已经实现了多种角度的焊接技术，包括较高角度的深度弯管焊接。通过对压力容器的弯管内壁的曲率半径和内径等指标进行测量，焊接人员能够利用弯管内壁堆焊技术构建相关的数学模型并设置相关技术参数，最终使用自动焊接仪器完成内壁的匀速环绕自动堆焊[4]。

2.4 激光复合焊接

随着现代化工业的不断发展，传统的钨极填丝氩弧焊逐渐表现出了许多缺点，由于该焊接技术无法实现高纯度氩气的保护气体环境，导致该技术在实际焊接过程中效率较低，容易出现焊接功率的波动现象。因此，基于钨极填丝氩弧焊的新型激光复合焊被人们所研发，该技术能够利用离子体引导电弧提高保护气体的纯度，实现电弧设备的稳定功率的燃烧供给，确保压力容器焊接的高效性，符合现代化的压力容器焊接标准[5]。