壓力容器焊接中的缺陷成因和應(yīng)對措施研究

摘 要：隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，液體物質(zhì)原料以及石化產(chǎn)品貯運(yùn)領(lǐng)域獲得充分發(fā)展，而壓力容器作為貯運(yùn)的關(guān)鍵性設(shè)施，得到了行業(yè)的廣泛關(guān)注與重視。本文分析了壓力容器焊接中的缺陷成因，并提出了有若干針對性的應(yīng)對措施，以期為壓力容器焊接技藝的完善提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：壓力容器；焊接；缺陷；成因；應(yīng)對措施；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.016

0 序言

改革開放以來，我國工業(yè)發(fā)展愈發(fā)迅速，工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，使得壓力容器的作用得以充分發(fā)揮，也拓寬了壓力容器的使用范圍。壓力容器屬于重要的工業(yè)生產(chǎn)工具，其抗腐蝕與抗高溫的能力極高，但是由于壓力容器往往依靠材料焊接形成，因而焊接質(zhì)量成為關(guān)系壓力容器使用性能的關(guān)鍵要素，故需要全面把控壓力容器焊接質(zhì)量，針對焊接缺陷需要找準(zhǔn)形成原因，并對癥下藥進(jìn)行治理解決?？梢?，研究壓力容器焊接中的缺陷成因和應(yīng)對措施非常重要。

1 壓力容器焊接中的缺陷成因

1.1 夾渣及其成因

夾渣作為較為常見的壓力容器焊接缺陷，其表現(xiàn)為焊接過程中在焊縫處殘留著部分雜質(zhì)，形成夾渣的原因很多，主要表現(xiàn)為：其一，焊接過程中，在液態(tài)金屬熔池中摻入熔渣時，因?yàn)椴捎眯┝侩娏骱附?，使得熔池受熱緩慢且溫度較低，由于液態(tài)金屬粘性較大，且整個焊接過程速度快，導(dǎo)致熔渣無法在液態(tài)金屬凝固前有效浮于表面，從而混雜于金屬熔池中，形成熔渣；其二，在使用酸性與堿性焊條時，由于電流把控不當(dāng)或操作流程不規(guī)范等情況都會造成壓力容器產(chǎn)生夾渣現(xiàn)象；其三，多層焊接壓力容器時，由于熔渣以及焊劑的殘余物等清理不徹底，便遺留于焊接縫隙處形成夾渣。

1.2 氣孔及其成因

在壓力容器焊接時，由于液態(tài)金屬熔池在作業(yè)中容易產(chǎn)生氣體或存在外界氣體混入現(xiàn)象，氣體一旦無法在金屬熔池凝固前有效排出，則會形成氣孔。氣孔有的分布在壓力容器表面，則稱之為表面氣孔；部分氣孔分布在壓力容器內(nèi)部，稱之為內(nèi)部氣孔。其實(shí)產(chǎn)生氣孔的原因主要是：其一，壓力容器焊接過程中，未能有效防止風(fēng)力影響，導(dǎo)致氣體隨風(fēng)混入液態(tài)金屬熔池，由于氣體未能及時排出，形成了氣孔缺陷；其二，原材料未仔細(xì)清理，原材料中殘留的雜質(zhì)在焊接作業(yè)時形成氣體混入液態(tài)金屬熔池，當(dāng)氣體無法有效排除時，便產(chǎn)生了壓力容器氣孔缺陷；其三，液態(tài)金屬熔池凝固迅速，導(dǎo)致氣體排出時間緊迫，使得部分氣體無法及時排出，從而形成氣孔缺陷。

1.3 咬邊及其成因

壓力容器焊接邊緣會呈現(xiàn)出凹陷現(xiàn)象，該現(xiàn)象被稱為咬邊，咬邊作為壓力容器較為常見的缺陷，其形成原因很多，綜合分析其成因主要有：其一，焊接過程不夠規(guī)范。如：選擇的焊接方法不夠科學(xué)，焊接電流把握不準(zhǔn)，焊接角度定位不當(dāng)?shù)?。其二，選用熔化焊接法時，液態(tài)金屬熔池在表面張力影響與自身重力影響下，在仰面焊接以及立起焊接時往往引發(fā)咬邊現(xiàn)象。同時，在壓力容器角落縫隙焊接時，由于重力與張力的影響也容易出現(xiàn)咬邊缺陷；其三，應(yīng)用電流進(jìn)行壓力容器焊接時，當(dāng)發(fā)生工件接線回路位置偏差情形，容易引發(fā)電弧偏離焊接軌道，進(jìn)而形成咬邊缺陷；其四，焊接速度過迅速，導(dǎo)致焊接處形成相應(yīng)深度，由于液態(tài)金屬熔池填充不及時，從而形成咬邊缺陷。

2 壓力容器焊接中缺陷應(yīng)對措施

2.1 夾渣的應(yīng)對措施

（1）仔細(xì)清理壓力容器焊接縫隙邊緣，針對焊接縫隙處留存的殘?jiān)M(jìn)行徹底清理，關(guān)注焊縫處的清潔清理工作，有效降低夾渣缺陷對壓力容器使用性能的不利影響。

（2）選擇適宜的電流強(qiáng)度，配合合理的焊接速度，使得液態(tài)金屬熔池升到特定溫度，以便溶液渣有效浮于表面，便于熔渣的清理，從而減少壓力容器夾渣缺陷的發(fā)生機(jī)率。

（3）在使用焊條焊接時，需要選擇性能強(qiáng)、工藝好的焊條，規(guī)范焊接程序，注意焊接要點(diǎn)，要全程把控焊接效果，確保熔渣有效分離。

（4）多層焊接壓力容器時，針對焊接的每一層都需要進(jìn)行仔細(xì)清理，確保每一層都未殘留下熔渣以及焊劑的殘余物，從而有效降低壓力容器夾渣缺陷的發(fā)生。

2.2 氣孔的應(yīng)對措施

（1）切實(shí)做好防風(fēng)措施，防止壓力容器焊接過程中出現(xiàn)風(fēng)力影響，可以通過控制焊接速度，或者在焊接區(qū)域設(shè)置相應(yīng)防風(fēng)設(shè)施，防止風(fēng)力產(chǎn)生將氣體吹入液態(tài)金屬熔池。

（2）嚴(yán)格把控原材料采購與檢驗(yàn)工作，選擇質(zhì)量優(yōu)、工藝好的原材料，對于檢驗(yàn)出的變質(zhì)、剝落以及生銹等問題焊條，需要重新處理后才能應(yīng)用，要做到從原材料上降低雜質(zhì)含量，從而在焊接作業(yè)時減少產(chǎn)生的氣體含量，有效避免壓力容器氣孔缺陷的發(fā)生。

（3）應(yīng)用適宜的焊接速度以及電流強(qiáng)度，有效控制液態(tài)金屬熔池凝固速度，盡可能為氣體的充分排出爭取足夠的時間，從而減少壓力容器氣孔缺陷的發(fā)生機(jī)率。

2.3 咬邊的應(yīng)對措施

（1）規(guī)范焊接操作過程，選擇科學(xué)合理的焊接手法，準(zhǔn)確把控電流強(qiáng)度，準(zhǔn)確定位焊接角度，使得焊接標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)、規(guī)范合理。

（2）選用熔化焊接法時，要充分考慮到重力與張力等影響因素，焊條位置要擺放適當(dāng)，焊條傾角要控制合適，從而降低壓力容器咬邊現(xiàn)象的形成。

（3）應(yīng)用電流進(jìn)行壓力容器焊接時，注重工件回路位置的準(zhǔn)確定位，確保電弧沿著焊接軌道運(yùn)行，防止壓力容器形成咬邊缺陷。

（4）有效控制焊接速度，增加液態(tài)金屬熔池填充時間，使得焊接缺口被金屬熔池填充完好，從而減小壓力容器咬邊現(xiàn)象的發(fā)生率。

3 結(jié)語

我國壓力容器能否發(fā)揮其預(yù)期的安全以及使用性能，在很大程度上取決于焊接質(zhì)量，只有從源頭上解決焊接缺陷，才能提升焊接質(zhì)量，確保壓力容器的有效使用。因此，我們必須認(rèn)真探析出壓力容器焊接中突顯出的缺陷及成因，并針對缺陷及成因分析出相應(yīng)的應(yīng)對策略，從而利導(dǎo)壓力容器焊接工作的健全完善與有序開展。

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作者簡介：胡玉良（1988-），男，山東淄博人，助理工程師，從事壓力容器圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工藝編制。