浅析锅炉压力容器焊接技术

刘闯 迟洪渤

摘要：锅炉压力容器的安全性能和使用寿命会受到其焊接质量的影响，鉴于此本文从锅炉压力容器焊接特点入手，分析了焊接方法、焊接材料、焊接工艺等因素，剖析了锅炉压力容器的安全技术特征，希望本文能对提高锅炉压力容器焊接质量献一份绵薄之力。

关键词：锅炉压力容器;焊接技术;使用寿命;产品质量

压力容器工作环境的恶劣复杂性让人们更加重视压力容器的焊接工作，研究锅炉压力容器焊接技术，对于提高焊接接头质量，增加锅炉压力容器的安全性能和使用性能有重要意义。因此，锅炉压力容器焊接过程中技术人员应根据产品的母材特性、焊接要求等，从焊接方法、设备等方面入手，选择出可靠的焊接技术。同时，应对锅炉压力容器焊接技术的实践应用效果进行综合评估，促使该技术能够在锅炉压力容器生产过程中得到广泛使用。

一、锅炉压力容器的焊接特点

锅炉压力容器通常在高温、高压等恶劣工况下运行，锅炉压力容器的焊接技术关系着锅炉设备的使用寿命。因此，为了实现锅炉压力容器焊接技术的高效利用，全面提升其生产制造水平，需要了解锅炉压力容器生产制造中的焊接特点。这些特点包括以下方面：

（一）锅炉压力容器生产制造中所涉及的低合金高强钢，其中包含了多种元素，像锰、碳元素等。实践过程中通过对这些元素的合理使用，能够增大钢的硬度，并在焊接措施的作用下，保持材料良好的淬硬效果。在对钢功能特性分析的过程中，应充分考虑其服役条件：若其中的刚性较大，会使钢使用中产生一定量的冷裂纹，给锅炉压力容器长期使用中埋下了安全隐患;若其中的刚性相对较小，应根据实际情况，对锅炉压力容器的实践应用效果进行评估，促使其性能得以优化。同时，锅炉压力容器焊接过程中由于高温影响因素的客观存在，会影响焊接接头焊接效果，且钢中所包含的元素将会在奥氏体中分布，加上焊接后的冷却速度较快，致使这些元素难以析出。随着作业计划的深入推进，若锅炉压力容器焊接完成后进行热处理时，其材料中所包含的元素将会析出，导致晶粒内部的强度逐渐提高，但晶界处由于应力相对较弱，加大了变形问题发生率，使得焊接接头质量受到了潜在威胁，会造成沿晶开裂现象的出现。除此之外，若锅炉压力容器生产制造中的焊接线热量少，将会产生裂纹问题;若焊接线热量充足，会加大热影响区的晶粒尺寸，致使产品的塑性降低。当焊接接头实践过程中的热影响区包含软化区域时，会缩短锅炉压力容器使用寿命。

（二）结合锅炉压力容器生产制造的实际情况，可知其尺寸、壁厚大，给焊缝质量、焊接预热等带来了一定的困难，致使焊接技术优势难以充分发挥。因此，未来锅炉压力容器生产制造中所需的焊接技术将会根据形势变化，技术人员将会在自动化、智能化等方面投入更多的精力，保持焊接技术良好的实践应用效果。

二、锅炉压力容器的焊接方法

为了满足实际的生产活动需要，提高锅炉压力容器的工作效率，需要对锅炉焊接方法给予更多的关注。实践过程中选择锅炉压力容器焊接方法时，应充分考虑其母材、焊接位置，确保焊接方法的选择合理性。像手工电弧焊、气体保护电弧焊、电渣焊等，隶属于锅炉压力容器焊接方法的范畴。具体表现在以下方面：

（一）若锅炉压力容器焊接中选用手工电弧焊的焊接方法时，需要在电弧作用下产生的热量将所要焊接的部位进行熔化处理。这种焊接方法实践应用中的灵活性强，但焊接作业效率并不高，实际應用中具有一定的局限性。

（二）实践过程中若需要对较大焊接面积进行热处理时，宜采用电弧焊的焊接方法。在这种焊接方法的支持下，能够满足锅炉压力容器较大焊接面的焊接要求，确保其焊接质量可靠性，确保锅炉压力容器的实践应用效果良好性。

（三）作为一种保护介质的电弧焊方法，气体保护电弧焊具有较大的使用价值，能够为锅炉压力容器焊接作业开展提供保障，提高其焊接质量。实践过程中选择锅炉压力容器焊接方法的过程中，应根据实际情况确定相应的焊接方法，并注重气体保护电弧焊焊接方法使用。

三、锅炉压力容器的焊接材料

为了保持锅炉压力容器使用过程中良好的功能特性，可选择性能可靠的耐热钢作为锅炉压力容器焊接材料。实践过程中使用这种焊接材料时，应了解相关的注意事项。具体包括：

（一）结合锅炉压力容器焊接的实际要求，选择耐热钢作为其焊接材料时，为了确保焊接质量可靠性，应使需要焊接的金属强度指标与母材保持一致，并使处于高温状态下的焊缝强度大于或等于母材的标准值。

（二）由于锅炉压力容器焊接材料中碳元素的存在会对焊缝金属产生较大的影响，因此，为了避免焊接过程中焊缝金属产生裂纹，应确保母材中的碳含量高于焊接材料中的碳含量，并注重碳含量的有效控制，确保焊接接头韧性不受影响。实践过程中可将焊接材料中的碳含量保持在0.08%～0.12%之间，实现焊接材料的有效使用。

（三）为了实现等强焊接，确保焊接材料与母材的强度指标一致，需要使焊接金属中的碳、锰等元素含量高于母材中的含量。

（四）使用焊接材料的过程中，结合母材回火脆性与焊缝金属的一致性要求，加强焊缝金属中磷、硅、铯等元素的有效控制。

四、锅炉压力容器的焊接工艺

（一）焊接中的底层焊，在氢弧焊方法的作用下对底层焊进行焊接，并配合使用点焊方式，确保底层焊缝质量可靠性，降低其裂纹问题发生的概率。同时，应注重底层焊检查，确保其质量可靠性。

（二）焊接中的中层焊及表层焊。在实施中层焊接作业计划之前，需要对既有的焊缝进行处理。实践过程中应加强底层焊缝接头与焊缝接头之间的错开距离控制在合理的范围内（10mm以上），并选择性能可靠的焊条，加强中层焊缝厚度控制，在直线型的运条方式下增强其焊接效果。与此同时，表层焊处理中应对其表面的完整性进行检查，并将焊条的起弧位置、收弧位置与预先设置好的中层焊缝之间保持错开状态。

（三）焊接后的热处理及无损检测。为了消除焊接的残余应力，应注重焊接后的热处理。在这种处理举措的支持下，有利于优化锅炉压力容器焊接接头力学性能。同时，需要对焊缝进行无损检测，在行业技术规范指导下提升其检测水平。

总之，现代工业化进程的加快，为锅炉压力容器生产制造计划的深入推进创造了有利的条件，确保了这种压力容器实践应用中的质量可靠性。实践过程中为了降低锅炉压力容器使用中的故障发生率，相关的制造企业应注重其焊接技术的选择及使用，促使锅炉压力容器长期使用中能够处于稳定的工作状态。

参考文献：

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[3]李鹏飞，王祺.锅炉、压力容器焊接技术的当代发展水平[J].科技创新与应用，2016，（15）.

[4]汪勋.浅谈锅炉压力容器焊接的技术方法[J].科技创新与应用，2013，（01）.

作者简介：

刘闯，迟洪渤，沈阳东方钛业股份有限公司。