提升压力容器焊接质量的对策探究

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摘要：压力容器作为工业中的重要工具,其工作过程要承受高温、高压、腐蚀等多种环境。因此对焊接工艺有很高的要求。我国对于压力容器制造的质量控制己经取得了一定的成绩,但是压力容器的特点决定了制作的整个过程都容易出现质量缺陷，因此必须进一步加以控制。本文分析了提升压力容器焊接质量的对策。

关键词：压力容器；焊接质量；对策

中图分类号：P755文献标识码： A

引言

压力容器是典型的焊接结构，因而焊接可以说是压力容器制造、安装及修理中最重要的工序之一，焊接的质量直接关系着压力容器产品的耐腐蚀性能、使用寿命及其安全性能，关乎着压力容器设备的安全运行，乃至人们的生命财产安全。

1、压力容器焊接性能的重要性

压力容器的焊接工艺直接影响着压力容器的质量，所以为了保证容器的质量，就必须保证容器的焊接工艺和焊接性能。如果焊接性能比较差，就会直接使得容器的运行出现问题，严重的会发生一系列的安全事故。所以一定要确保压力容器的焊接性能，从而提升压力容器的质量。

压力容器进行焊接的过程非常的复杂，同时对于焊接的工艺要求也是非常高，所以一般情况下进行压力容器的焊接过程中会出现很多的质量问题。到目前为止，我国的压力容器焊接制造出现的质量问题主要是两方面的缺陷。包括焊接尺寸不合格，表面飞贱、咬边、气孔、裂纹、熔合度差等。

1.1、进行压力容器焊接的过程中出现的内部缺陷问题，追究其原因是人为操作和其他因素造成的。

1）气孔

造成气孔的原因非常多，例如进行焊接的时候，焊机熔渣中以及焊接表面有油污时，都会出现气孔问题，或者是进行焊接的时候操作不当，容器也会造成气孔。不仅如此，周围的环境也会影响焊接过程，在潮湿的环境中，空气中的水汽或液体在熔渣中形成气泡，从而影响到焊接质量，如果内部缺陷非常严重的时候会使得压力容器因为受到高压，从而发生裂纹，埋下了很大的安全隐患。总的来说，进行焊接的过程中，不管是人员操作还是环境方面，或者是材料设备的性能都会直接影响焊接质量，各种因素综合在一起构成了影响压力容器焊接质量的影响因素。

2）焊接变形

它也是经常遇到的质量问题，对于错边的出现，情况分为两种：一种是焊接前组未能组对好造成焊接错边，另一种则是由于焊接的过程中对于焊接变形的控制不到位导致焊接之后的错边。对于第一种情况不是焊接的原因造成，本文不做探讨。对于第二种情况，则是本文要说明的，在组对完成后焊接的过程中由于母材和焊材的热胀冷缩从而导致焊接热影响区的变形，从而使得连接的部分产生错边。这就需要在焊接之前，对焊缝进行加固处理，减小热影响。

3）焊瘤

焊接过程中金属流溢到加热不足的母材或焊缝上，凝固成金属瘤，这种未能和母材或前道焊缝熔合在一起而堆积的金属瘤叫焊瘤。这种缺陷使焊缝成型不美观，立焊时有焊瘤的部位往往有灰渣和未焊透。面对这种情况，要选择合适的焊接电流，焊接速度，从而使得焊剂完全融化并能够及时冷却覆盖。

4）咬边

由于焊接参数选择不当，或操作方法不正确，沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷这就是咬边，咬边将减少母材的有效截面积、在咬边处可能引起应力集中、特别是低合金高强钢的焊接，咬边的边缘组织被淬硬，易引起裂纹。面对咬边可以通过编制合适的焊接规程解决，选择合适焊接参数（焊接电压、焊接的电流、坡口型式、焊缝位置、焊条直径、焊接速度、焊接顺序、焊缝高度、焊缝宽度，温湿度等），合格焊接人员，焊接时按正确工艺规程操作（电弧不能拉的太长，焊条角度要适当，运条方法要正确。

1.2、外部的缺陷

1）焊接裂纹

对于外部的缺陷通常的情况下都是出现在焊接接头的位置，一般我们用肉眼就能看见，其主要的特征是焊缝尺寸偏差大、焊缝截面不规整、焊缝过大或过小、表面有气孔甚至裂纹。压力容器受裂纹的影响非常大，一般情况下压力容器会承受巨大的压力和压强，同时伴随着腐蚀性气体或液体的影响，会很容易扩大裂纹。最后导致容器局部甚至整体破坏的情况，严重的时候会发生很大的安全事故，造成社会经济损失。

2）未熔合

未熔合是指焊缝金属与母材金属，或焊缝金属之间因为还未熔化结合在一起而形成的缺陷。在工业制造过程中，可能由于焊接热输入太低、电弧指向偏斜、坡口侧壁有锈垢及污物或者层间清渣不彻底等造成。对于这种情况，一般对焊接电流进行加大，对于相应的焊接参数进行重新设置，并注意相关清洁工作的落实。

3）未焊透

未焊透是指母材金属未熔化，焊剂没有进入接头根部从而造成焊剂未能完全填充的现象。针对这种现象，具体原因可能是焊接电流小、坡口和间隙尺寸不合理、钝边较大、磁吹边作用、焊条偏心度较大或者焊条层间清理不到位等。对于它的处理方法，现在普遍使用的是用较大的电流来焊接，除此以外，还能用交流电代替直流电来防止磁偏吹，合理设计坡口度，并且要保持清洁。

由此可见，在压力容器的设计制造过程中，压力容器的焊接性能十分重要。

2、提高压力容器焊接质量的对策

2.1、对焊接材料进行优化

进行压力容器焊接的时候，影响焊接质量的一个因素是焊接的材料。如果焊接的材料存在问题，即使施工的时候焊接操作方法符合相关规定，使用的焊接工艺也是非常好，焊接的环境也满足要求，也会影响到焊接的质量。进行压力容器焊接过程中，材料的选取一定要符合相关标准要求，必须满足国家规定标准，确保材料的质量。在对焊接缝隙的力学性能要求比较高时，这个时候对于材料的要求也会随之提高，要选择强度非常好的焊接材料，同时焊接过程中压力承受要求较高的时候，也需要选择强度较高的焊接材料。所以进行焊接材料的选择的时候需要全面考虑刚度、焊接结构、工艺要求，例如在对接头进行热处理或者热卷处理时，其对处理过后的焊接接头要求是非常高的，要求他的柔韧度和强度都要达到高要求。进行冲压卷时，对焊接接接头的塑性变形能力要求比较高。进行不锈钢焊接的时候，要保证焊接缝隙和母材有着相同的抗腐蚀效果。进行材料选择的时候，主要是考虑材料中的合金含量。考虑到压力容器的焊接体积非常大、母材的厚度也比较大，在选择焊接材料时，要使用抗裂性比较高的材料来进行焊接。

2.2、制定合理焊接工艺并严格执行

合理焊接工艺的制定需要依照压力容器焊接工艺评定的标准NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》，对受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊和补焊，以及上述焊缝的返修焊缝应当进行焊接工艺评定。焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告（PQR）应由制造单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，监检人员确认后存入技术档案，工艺评定试样应至少保存5年。组织经验丰富的焊接技术人员编制焊接工艺规程（焊接工艺卡），确定焊接电流、焊接速度以及电弧电压等焊接工艺参数，以指导压力容器的焊接工作。一旦确定好相应的焊接工艺参数，应在焊接过程中，加强管理与检验，严格按焊接工艺卡上的工艺参数进行操作，确保焊接工艺执行的严肃性，以保证压力容器的焊接质量，避免由于不按规定操作引发的各种危险。施焊后应及时对焊缝进行无损检测，一旦发现超标缺陷，应分析产生缺陷的原因，并根据实际情况制定详尽的返修方案，制定出针对性强的返修工艺，并对返修情况做好记录。只有制定合理的焊接工艺并严格执行之，才能有效降低生产成本，提高压力容器的焊接质量。

2.3、焊接质量检验的优化策略

焊接质量检验在整个制作过程中占据着非常重要的位置，焊接的过程中会受到人为因素和设备因素的影响，所以不可避免出现很多的质量问题。因此，进行焊接的时候，要制定出科学合理的施工工艺，并且严格遵守焊接的相关规范，进行焊接检验。焊接检验主要分为焊前、焊中和焊后三个过程。焊前的检验主要是对焊件的装配和焊接材料进行检验；焊中检验是检验焊缝的宽度、平整度等，对不符合操作的焊缝要及时督促返工；焊后检验是最后一个工序，主要方法有目测,无损探伤，为焊接质量提供一定的保障。

2.4、提高操作人员的综合素质

首先，确保操作人员的技术水准符合压力容器焊接操作的要求，压力容器的焊接应由持有特种设备安全监察机构颁发的《特种设备作业人员证》的焊工担任，并且只能在有效期内从事合格项目范围内的焊接工作。建立焊工技术档案，定期组织对持证上岗的焊工进行岗位培训及考核，做好焊绩记录，防止任一焊接方法中断特种设备焊接作业6个月以上。不断提高焊工的理论水平和实际操作技能，使其真正在理论方面认识到执行工艺规程的重要性，从实践上提高操作技能。其次，通过进行教育及管理等手段，不断加强对操作人员的职业道德、社会道德等建设工作，提高其效率、质量意识，增强责任心。

结束语

压力容器的焊接是压力容器制造过程中的核心部分，一个压力容器的好坏，使用的寿命，使用的能力很大程度上取决于焊接质量的好坏，所以要提升焊接质量。

参考文献

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