压力容器焊接质量的控制因素分析

压力容器焊接质量的控制因素分析

高显峰

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摘要：压力容器是一个涉及多行业、多学科的综合性产品。压力容器是一种密闭容器，其中含有的化学反应物质大多是气体或液体，且其内的压力高于大气压。压力容器氛围反应容器、分离容器、储运容器和换热容器等等类型，这些容器不同于常压容器，其工作所需的条件更为严苛。在制造此类容器的过程中，最重要的环节是焊接，因为这一步骤直接影响着容器的使用寿命和工作性能。

关键词：压力容器；焊接质量；控制因素

引言

当前我国煤化工和石油化工行业飞速发展，压力容器和压力管道的使用有着十分重要的意义，如果在使用过程中出现了故障问题，特别是在运行过程中出现裂纹，那么就会对整个企业的安全和经济效益带来一定的影响。在此情况下，则需要着力注重压力容器和压力管道检验检测和使用研究，作业人员规范进行技术操作，切实保证压力容器和压力管道的安全性和可靠性。

1压力容器焊接过程中存在的问题

1.1压力容器的内部或者外部表面存在外观上的缺陷

压力容器由多个部件构成，因此，在组装时难免发生错边和角变形等现象，这是因为两个工件可能存在着厚度方面的差异，因此错边和脚变形难以避免。如果缺陷幅度较小，其造成的影响可以忽略不计，但若几何缺陷严重，则可能因过于集中的几何应力而导致容器无法安全运转。同时，在焊接的过程中，过大的电流可能导致局部温度升高过快，此时，若焊接角度出现偏差或运条速度过快，则可能导致焊件融化，若填充金属不能及时补充被融化的焊件，则会导致焊缝边缘的凹陷，甚至影响压力容器的正常运作。因此，在进行容器部件的焊接过程中，制造人员应当控制运条速度和焊接角度，并且根据实际情况调整焊接电流，避免在焊接时造成焊件融化的现象。

1.2内部因素

焊接内部缺陷也是多种因素影响形成的，比如，气孔的形成，气孔形成的因素比较多，如果对其进行分析，主要原因还是因素填充处表面的杂质没有清理干净，使得焊接过程中杂质进入，造成气孔，表面杂质中影响最大的是油污。还有一个影响因素是熔池速度，受焊接的影响，如果焊接周期环境相对潮湿，那么熔池速度就会减缓，在焊接的时候逐渐生成气孔，同时，随着时间的推移，为焊接裂纹的形成埋下了隐患。

2压力容器焊接质量的控制措施

2.1严格把控焊接材料

在进行压力容器的焊接工艺时，制造人员应当重视对焊接材料的选择，因为材料是决定焊接质量的独立影响因素，其独立于焊接技术和工艺之外。因此，在焊接工作正式开始前，应当首先对焊接材料进行遴选。能够纳入选择的焊接材料应当具有专业认证的合格证书，且符合国家对焊接材料的各项标准和要求。与此同时，在选择焊接材料时，还应当考虑待焊接压力容器本身的力学设计、工作性能和实际用途，焊接材料应当与这些因素相匹配，避免材料之间互不相容。在购买焊接材料时，应当及时检查其是否具备质量证书，且能否符合国家对此类材料的相关要求，并且在材料投入使用前，应当对其各项信息进行再次的核查。焊接材料的选择工序、保管环节和领用环节都是材料质量控制过程的重要组成部分。购入焊接材料后，应当对其进行随机抽样，再次检查其质量和使用性能，并且将检查合格的材料依据相应的管理办法办理入库手续。在入库后，应当按照材料本身的类型、批号等分类条件对其进行归类存放，以便于后期取用。在焊接工作开始前，应当以规定的温度与实践对焊条和焊剂进行烘干和保温，因为刚从烘箱中取出的焊条会因药皮的吸水性而出现表面湿润的现象，这一现象对焊条质量的影响较大。因此，焊接材料应当随用随取，若没有一次性用完所有取用的焊接材料，剩余部分应当及时入库。

2.2不锈钢材料的热处理

（1）铁素体。这类不锈钢成分的特点是低碳高铬，以单相铁素为结构组织。铁素体不锈钢塑性较好，强度较低，在正火或者退火的状态下采用，可以收到较好的效果。主要在管道、容器、化工设备等对耐蚀性强度的要求不高的工况。在加热至冷却这一过程之中，这类不锈钢不发生相变，所以不可以热处理强化的工序，能够通过冷塑型变形以及再次结晶或者加入强碳化物如Nb、Ti形成元素的方式细化晶粒。在氮肥和硝酸工业的耐腐蚀零件中这类钢应用较为广泛。（2）奥氏体。这类不锈钢成分的特点是高铬镍低碳，碳的含量低于0.1%，以单相奥氏体为组织。奥氏体不锈钢不仅钢塑性、韧性都很高，而且具有良好的焊接性、冷热加工性能和耐蚀性。这类不锈钢适合做冷成型。但同马氏体型相较，其切削等机械加工性能不是很好，当晶界析出碳化物的时候，还会有晶间腐蚀问题出现，很有可能出现应力腐蚀。固溶处理是奥氏体最频繁使用的热处理方式。加热到920~1150℃，溶解碳化物之后再水冷，得到奥氏体组织。含有Nb、Ti的钢热处理时，除了固溶之外，还需要进一步稳定化的处理，如加热到850~880℃，完全溶解钢中Cr碳化物，但不完全溶解Nh或Ti的碳化物，之后缓慢冷却，充分析出TiC，以防晶间腐蚀的发生。（3）铁素——奥氏体。这是一种双相不锈钢，由奥氏体和铁素体两相组成金相组织的不锈钢种类，奥氏体和铁素体各占其固溶组织的一半，较少的相所占比例至少也要大于30%。此类钢由于其他铁素体或者增加Cr的含量，应力腐蚀和晶间腐蚀的可能性都大大降低，焊接性能、韧性、强度也较好。其兼具铁素体和奥氏体不锈钢的优点，同铁素体比较，它的焊接性能、耐晶间腐蚀性能、脆性转变所需要的温度低、韧性等性能有了明显的提升，却仍然可以保持470℃的脆性。同奥氏体比较，它的屈服强度、高强度都超过奥氏体一倍，除此之外，它的耐腐蚀疲劳、破裂等性能也有明显的提升。由于以上优点，这种不锈钢应用前景更为广阔。

2.3落实更加先进的检验技术

想要有效处理压力容器压力管道检验中出现的裂纹问题、保证压力容器压力管道应用质量，则需要合理应用各种各样的检测技术，从各种裂纹问题出发，切实保障设备稳定使用。通常而言，无论是腐蚀裂纹，还是疲劳裂纹，往往在金属表面就可以直接发现，这种表面便能检测得到的裂纹问题，则可以通过磁粉进行检测。无论是焊接裂纹，还是蠕变裂纹，发生位置不再局限于管道外部，在金属内部也很容易发现裂纹问题，如果单单使用磁粉则很难有效检测，这种情况下，则可以使用超声检测技术。想要实现上述多种裂纹问题的全面检测，则需要不断加强检测技术的研究，以更加先进的检测技术，切实保证设备裂纹检测的稳定性和有效性。

结语

在压力容器的全部制造工艺流程中，焊接工作是重要的组成部分，因此，应当对容器的焊接质量进行控制。当下，我国的压力容器焊接流程存在一系列的问题，为切实解决这些问题，应当对焊接材料和工艺进行有效的管控，并且在焊接结束后，也应当对压力容器进行进一步的质量检测，以免安全隐患的出现，此外，还应当开展针对焊接技术人员的培训工作。只有如此，才能不断提升我国压力容器的质量、规避系列安全隐患，提升焊接技术的市场竞争力，并进一步推动工业化的进程。

参考文献

[1]刁文军.压力容器焊接质量控制技术探讨[J].设备管理与维修，2019(20):125-126.

[2]郭优.浅析压力容器制造中的焊接技术与质量控制[J].现代制造技术与装备,2018(03):142-143.

[3]浦冬梅,刘必渝,程超.压力容器焊接质量控制措施分析[J].河南科技,2018(26):54.

[4]裴勤锋,刘光辉,朱志伟.压力管道压力容器焊接质量控制措施分析[J].北京交通大学学报,2018(1):28.