談壓力容器焊接與質(zhì)量控制

潘峰

摘 要：壓力容器由于其所儲存介質(zhì)性質(zhì)的不同，其運(yùn)行的工藝條件及工況的差異，對焊接質(zhì)量的要求也不一樣。壓力容器不僅要承受介質(zhì)的高溫及很高的庸蝕性，還要承受一定壓力，因此，焊接質(zhì)量要求特別嚴(yán)格，這是壓力容器在日后生產(chǎn)中能夠安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。因此，對于化工企業(yè)而言，對壓力容器焊接質(zhì)量進(jìn)行控制尤為重要。下文針對對壓力容器焊接方式進(jìn)行分析，對焊接質(zhì)量控制進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：壓力容器 焊接質(zhì)量 控制 堆焊技術(shù)

在焊接過程中，其壓力容器的致密性及強(qiáng)度很大程度上取決于焊接的質(zhì)量。它也是容器制造中的關(guān)鍵性環(huán)節(jié)，對壓力容器的使用壽命及安全運(yùn)行都有著極為重要的影響。如果存在焊接缺陷，就有可能使得壓力容器在使用過程中發(fā)生泄露或者爆炸事故。本文從焊接類型入手，根據(jù)焊接過程中可能產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行了分析，希望對焊接質(zhì)量的控制提供行之有效的辦法。

1、焊接的類型

在壓力容器制造過程中，其焊接技術(shù)應(yīng)用廣泛，其焊接質(zhì)量的好壞直接對容器的質(zhì)量，日后運(yùn)行的安全以及企業(yè)生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響。隨著我國制造業(yè)水平的提升，焊接技術(shù)也得到了前所未有的發(fā)展。像埋弧焊、氬弧焊、手工電弧焊等焊接方式，在壓力容器生產(chǎn)中，最為常用。壓力容器作為一種密封性容器，對所承受的壓力要求很高。它一般以圓柱形為主，由筒體、接管及封頭組成。由于其承受壓力的不同，在焊接方式選擇上也不盡相同。一般來說，壓力高的容器由于筒壁較厚，使用埋弧焊方式較多。在對接管、法蘭進(jìn)行焊接時，為了方便操作，一般使用惰性氣保焊和手工電弧焊接方式。

埋弧焊由于電弧在可融化焊劑保護(hù)層下熔融焊接的一種方法，因此，其使用廣泛。在焊接過程中，其發(fā)生的電弧與空氣隔離并被焊劑成功覆蓋，因而，整個焊接過程并沒有弧光輻射，減輕了對操作人員的傷害。加之其焊接小車能自動行走及送絲，機(jī)械操作程度很高，因而焊接效率很高，外形美觀，在很多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。

手工電弧焊在焊接過程中，為了減少與空氣直接接觸，對焊接熔池采取了相應(yīng)保護(hù)方法，進(jìn)行全位置焊接，同時適用于多種方位焊接，焊接靈活方便。其缺點(diǎn)為操作人員勞動強(qiáng)度很大，生產(chǎn)效率較低。氬弧焊接技術(shù)也是以電弧焊接為基礎(chǔ)，對焊材的保護(hù)采用了氬氣，焊材經(jīng)過高電流在基材上融化，達(dá)到了冶金結(jié)合的焊接技術(shù)。由于在焊接過程中氬氣的保護(hù)，使得焊點(diǎn)與空氣中的氧被安全隔離，焊材的氧化得到了控制。

2、焊接過程中的缺陷與質(zhì)量控制

2.1壓力容器焊接結(jié)構(gòu)

焊接結(jié)構(gòu)由于種類多樣，其分類方式存在很大差異。在對半成品進(jìn)行制造分類時，按照其制造方法分為沖焊結(jié)構(gòu)及焊板結(jié)構(gòu)；按照其用途可分為船體及車輛結(jié)構(gòu)等。按照材料的薄厚還可以分為薄壁及厚壁結(jié)構(gòu)；按照焊接材料的種類可以分為鋁制及鋼制結(jié)構(gòu)等。焊接接頭的概念，是針對一個零件的不同部分或者兩個以上零件在被焊接時其連接部位結(jié)構(gòu)的總稱，它分為了焊縫形式、接頭形式等。

2.2焊接過程中的缺陷

壓力容器在焊接過程中的缺陷通常分為外部缺陷及內(nèi)部缺陷兩種，外部缺陷常位于焊接表面，嚴(yán)重的用肉眼即可看到，也有的必須要用低倍放大鏡才可以看到。一般缺陷常表現(xiàn)為尺寸不符合設(shè)計要求，截面不充盈、咬邊、氣孔、裂紋或者余高過高等。而內(nèi)部缺陷通常位于接頭內(nèi)部，需要對其進(jìn)行探傷或者損壞性試驗(yàn)才可獲知。具體表現(xiàn)為焊接內(nèi)部存在夾渣、氣孔、裂紋未融合、未焊透等。有關(guān)幾何性缺陷通常表現(xiàn)為錯邊等，由于焊接部件在組裝過程中，由于其在厚度上的不同或者方向上的差異，致使壓力容器在焊接中出現(xiàn)角變形錯邊等問題，這樣將導(dǎo)致壓力容器在以后的使用中，會出現(xiàn)應(yīng)力過于集中等情況。

2.3焊接質(zhì)量的控制

為了有效防止壓力容器在焊接過程中出現(xiàn)缺陷，就需要針對壓力容器缺陷的形成原因進(jìn)行辨識及分析，以保證對焊接過程缺陷的控制。因此，在焊接過程中，對電弧的控制非常重要。在進(jìn)行焊接前，要根據(jù)焊材類型對其進(jìn)行烘干，同時要對焊接母材坡口處的臟污進(jìn)行清除，特別是油污及鐵銹等。在焊接過程中，要求對焊材進(jìn)行保溫，減少在領(lǐng)用和使用過程中出現(xiàn)受潮，并根據(jù)母材的性能及坡口的形式制定焊接規(guī)范及嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝，選擇恰當(dāng)焊接參數(shù)，使熔渣浮出，以防止夾渣情況的發(fā)生。咬邊這種缺陷出現(xiàn)的原因，通常是因?yàn)楹附舆^程中使用電流過大、電弧過長或者運(yùn)條速度過快等原因造成。在實(shí)際中，根據(jù)要求進(jìn)行靈活掌握，杜絕此類缺陷的發(fā)生。

2.4焊接缺陷的清除

對焊接缺陷的清除，通常使用角向砂輪磨，沿著筒體的內(nèi)側(cè)或者外側(cè)進(jìn)行。同時，也需要根據(jù)探傷結(jié)果來進(jìn)行缺陷的消除。如果缺陷較重，其深度已經(jīng)達(dá)到了材料厚度的2/3，則不允許在進(jìn)行缺陷消除，需要對其進(jìn)行補(bǔ)焊后，從背面進(jìn)行焊接。消缺后的焊接表面要光滑。在焊接過程中，每焊接完一層，都要對其進(jìn)行檢查，確定沒有任何缺陷后，方可進(jìn)行下一層的焊接工作。針對不銹鋼焊縫的返修，應(yīng)進(jìn)行層間溫度的控制，不得高于60攝氏度，其焊縫表面同樣不允許存在缺陷情況。

3、新型焊接工藝

3.1厚壁殼體窄間隙埋弧焊技術(shù)

壓力容器由于其運(yùn)行工況的差異，對其制作要求很高。如：目前經(jīng)常使用的高度自動跟蹤功能，焊道與坡口的良好融合等。無論是強(qiáng)腐蝕還是無腐蝕，強(qiáng)輻射還是無輻射，在焊接過程中對技術(shù)要求各異。因此，對焊道的熱影響區(qū)需要進(jìn)行熱處理同時控制好層間溫度，使之具備較強(qiáng)的熔敷效率，改善了粗晶區(qū)性能，提升了焊接質(zhì)量的同時，也對焊接生產(chǎn)率起到了積極的促進(jìn)作用。

3.2帶極自動堆焊技術(shù)

堆焊，顧名思義就是在工件的外表面熔敷一層保護(hù)金屬層，這種保護(hù)金屬層通常具有耐腐蝕、耐熱等特點(diǎn)，這種方法很有利于提升工件的使用壽命。這對產(chǎn)品性能的提升以及生產(chǎn)成本的降低都有積極的促進(jìn)作用。帶極自動堆焊技術(shù)雖然起步較晚，但由于其使用范圍廣，效率高等特點(diǎn)，在國內(nèi)外得到了廣泛應(yīng)用。為了保證使用中的質(zhì)量，通常對過渡層進(jìn)行埋弧自動焊接，這樣不僅可以使工件焊接表面光滑，還可以提高焊縫性能。

4、結(jié)語

隨著工業(yè)化發(fā)展進(jìn)程的加快，對壓力容器焊接技術(shù)的要求也越來越高。各種焊接技術(shù)隨著壓力容器設(shè)計要求的不同而得到了長足發(fā)展。新型焊接技術(shù)的使用，擴(kuò)寬了焊接技術(shù)的使用空間，不僅提升了焊接質(zhì)量，也保證了壓力容器的使用性能，為我國壓力容器焊接過程中質(zhì)量的控制提供了理論性依據(jù)。

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