浅谈压力容器焊接质量控制因素 张杰

浅谈压力容器焊接质量控制因素张杰

发表时间：2019-04-29T09:07:39.907Z 来源：《基层建设》2019年第6期作者：张杰[导读] 摘要：压力容器是我国工业生产中应用十分普遍的设备，压力容器的生产自然也就成为了我国工业生产中十分重要的工作，而压力容器的生产加工过程中，焊接工作的质量直接影响着其质量。

山东天元压力容器有限公司山东临沂 276024摘要：压力容器是我国工业生产中应用十分普遍的设备，压力容器的生产自然也就成为了我国工业生产中十分重要的工作，而压力容器的生产加工过程中，焊接工作的质量直接影响着其质量。现在的压力容器生产和加工工作中，出现了很多新的焊接工艺和技术，使得压力容器的焊接质量显著提高，但是在具体的应用中，仍然存在着很多的问题，很多的因素会对其焊接质量产生不利影响。所以在现代工业

领域中，需要对压力容器的焊接工作进行重点关注，提高压力容器的焊接质量。

关键词：压力容器；焊接；质量控制 1压力容器焊接的特点 1.1含有多种元素

压力容器在使用的过程中，由于其使用环境比较苛刻，因此大部分的压力容器都会使用低合金高强钢等各种特殊材料制成，保证压力容器的质量和性能，但是这些材料在焊接的过程中，由于其内部含有大量的元素，使得材料本身具有高硬度，经过焊接之后还会产生淬硬的效果，使得最终生产出的压力容器具有较高的硬度和强度。但是这些材料在焊接的过程中，由于刚性较大，还很容易产生冷裂纹，冷裂纹是压力容器焊接中的重要隐患，不容易被发现，但是还会给压力容器的质量带来极大的威胁，这样的压力容器在使用的过程中，很容易出现安全事故。因为在焊接的过程中，与焊接头接触的位置会由于温度过高，使得材料中的各项元素保留在奥氏体里，而在焊接结束之后，材料温度会迅速降低，这些元素无法被及时析出，后期再进行热处理时会容易弥散，使晶粒内部强度升高，晶界处易发生变形，导致焊接接头的位置发生断裂或出现裂纹。另外在焊接的过程中，如果焊接头处释放出的热量不足，会影响到压力容器的塑性，使得焊接头的位置材料发生软化，给锅炉的质量和使用性能带来不利影响。

1.2焊接困难

压力容器是一种相对来说结构比较复杂的容器，所以在焊接的过程中，只要对其各个结构的焊接工作都要进行研究，而且每个结构在焊接的过程中，还需要准确掌握其尺寸，为了保证焊接的质量，还需要先进行预热和微观组织等操作，这一系列的操作十分复杂，在焊接的过程中，很容易受到外界因素的干扰，影响最终的焊接质量。 2“设备机械”选用控制对于压力容器焊接，通常采用焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊、氩弧焊等，随着科学技术飞速发展与焊接质量要求的严苛、焊接效率的限制，迫使新技术不断涌现，与之相适应的先进设备也不断被研制成功，大量的机械设备取代手工操作，自动化焊接设备大量使用，显著降低了生产者的劳动强度，同时也大大提高了生产效率和产品质量。因此焊接设备的选用对焊接质量有着重要的影响，一般可按以下3个方面进行选择：1）焊接结构要求，根据焊接材料特性、结构特点、尺寸空间、焊接成型和焊接效率的要求进行选用。如果焊接材料为普通低碳钢，选用弧焊变压器焊机即可；如果焊接材料要求低氢型焊条焊接，则要选用直流弧焊机。如耐热合金和耐腐蚀合金，可选用惰性气体保护焊机、电子束焊机、等离子弧焊机等。2）实际使用情况，不同的焊接设备，可以焊接同一焊件，这就要根据实际使用情况，选择较为合适的焊接设备。对焊后不允许再加工或热处理的精密焊件，应选用能量集中、热影响区较少、精密度高的电子束焊机。3）经济效益，在压力容器焊接过程中，焊接设备的能耗是相对较大的。因此在选用焊接设备时，应考虑在满足工艺要求的前提下，尽可能选用耗电少、功率因素高的焊接设备。 3“材料”因素控制

压力容器焊接对质量影响重要因素之一就是材料控制，其包括母材和焊接材料，二者是焊接前提，只有严格把控材料才能有效保证焊接质量。母材的质量控制，应根据设计图样的要求选择符合相应标准的材料钢号，其化学成分、力学性能、几何尺寸、外观质量应满足要求且材料的质量证明书等文件齐全、准确。材料入厂后还应进行复验，一般复验项目有化学成分、力学性能和弯曲性能，对于有耐腐蚀要求的还应进行腐蚀试验。焊接材料控制主要目的是确保焊接材料符合标准具有优良的焊接质量，其中焊接材料管理是材料质量控制和焊接质量控制的一个交汇点，在焊接材料管理控制环节中，有焊接材料采购、一级库的管理、二级库的管理等控制点，对于一、二级焊材库的入库、保管、出库、烘干、发放、回收要防混、防潮、防锈，实现焊接材料使用的可追溯、可追踪，确保焊接材料干燥，防止焊接时产生缺陷，保证焊接质量。对于压力容器无论母材还是焊接材料均应具有：1）较好的综合力学性能。2）具有良好的冶金质量。3）具有良好的加工工艺性。

4焊接“工艺方法”控制 4.1焊接工艺试验

对于压力容器选用材料，特别是工厂首次使用的应进行焊接工艺试验，其中主要包括材料焊接性试验、焊接方法和焊接材料的选用验证、焊接工艺参数的确定、预热。层间温度、热处理方案的确定并对焊缝和焊接接头各项性能进行试验和评定，在焊接工艺试验中，应注意所确定的焊接方法和各项焊接参数对产品制造的可执行性，以及所得焊缝和焊接接头各项性能数据的准确性和稳定性。

4.2焊接工艺规程

根据焊接工艺试验的结果，并结合产品焊缝的具体结构编制产品焊缝的焊接工艺规程（WPS）。焊接工艺规程中应包括压力容器上每1条承压焊缝的各项内容，主要有被焊母材牌号及成分、母材厚度、焊接坡口形式及尺寸、焊接方法、焊接材料的牌号及其规格、焊接电流、焊接电压、焊接速度、最低预热温度、最高层间温度、热处理方法、焊接操作程序、对焊缝的检验方法及合格标准等。

4.3焊接工艺评定

压力容器焊接必须依据经过评定合格的焊接工艺规程，并根据相关产品的焊接评定标准进行焊接工艺评定试验，编写焊接工艺评定记录（PQR）。若工艺评定试验的结果全部符合预定的评定要求，则认为评定合格，可用于压力容器焊接，若工艺评定试验的结果未能达到预定的评定要求，则认为该评定的WPS不合格，不允许应用到产品焊接，应进一步分析工艺试验结果，对焊接工艺规程进行修改和补充，再进行一次工艺评定试验。