锅炉、压力容器的焊接材料选用分析

锅炉、压力容器的焊接材料选用分析

屠振岳

甘肃省特种设备检验检测研究院 甘肃省兰州市  730050

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对锅炉压力容器的应用也越来越广泛。锅炉压力容器属于特种设备，因此配套的生产工艺以及产品质量检测标准更高，还需要对锅炉压力容器中的存储介质进行详细分类，并对应规范化的零部件和整装生产工艺模式。锅炉压力容器的焊接工艺以及焊接方法，普遍存在较多安全隐患和质量问题，对生产企业提出了更高的质控要求。本文就锅炉压力容器的焊接材料选用进行研究，以供参考。

关键词：锅炉；压力容器；焊接材料选用；分析

引言

在锅炉压力容器生产的过程中，由于该类容器的体积较大，结构也较为复杂，因此，无法一次性生产完毕，通常会预先完成相应结构部件的生产，之后再通过焊接的方式将其组装到一起，从而完成整体生产工作。在焊接的过程中，如果材料选用不当，便容易引发严重的安全事故，也会为后续的使用留下潜在的安全隐患，因此，加强对锅炉压力容器焊接环节的材料控制是十分有必要的。

1压力容器焊接常见质量问题及产生的影响

压力容器焊接过后，可能出现各种焊接质量问题。术语称为焊接缺欠和焊接缺陷，前者是在焊接接头处，受焊接金属连接不良、不致密、不连续导致的质量问题，如果缺欠达到一定程度，就会积累呈焊接缺陷。焊接缺欠通常基于特征和性质的不停，可以分成6个种类，包含裂纹、空穴、固体夹杂、未熔合、尺寸和形状不良、其他缺欠。如果基于焊接缺欠的状态和位置进行区分，则空穴可以分成气孔、缩孔、微型缩孔等；形状不良可分成下榻、凸度过大、咬边、错边、未焊满、表面不规则、根部气孔、变形过大等。每种焊接缺陷对焊接接头的机械性能，会产生一定的影响，最终影响压力容器的整体工作效果。具体而言，气孔会令焊缝有效工作面积减少，并会对焊缝金属致密性，及压力容器的结构连续性形成破坏，同时，令焊缝塑性降低幅度介于40%～50%，对焊缝冲击韧性、疲劳强度和弯曲度也会产生一定负面影响。夹渣，尤其是体现为棱角形态的不规则夹渣，很可能导致应力相对集中，进而增加压力容器焊接处脆性断裂的风险。与此同时，夹渣也会令焊缝工作面积减少，对焊缝金属结构的连续性形成破坏，令机械性能明显降低。另外，夹渣也可能令焊缝金属塑性降低，增加低温脆性，更易令压力容器内外产生裂纹，撕裂厚板结构。未焊透作为焊缝缺陷的一种，能够显著降低焊缝机械强度，若未加及时处理，很可能向裂纹缺陷延伸，进而破坏构件。若未焊透呈现连续性，则更会增加压力容器的风险。未熔合在缺陷表现上，和裂纹相似程度较高，可以看作一种虚焊，如果处于交变载荷工作状态下，则应力更易集中，开裂风险更大，也是压力容器最危险的焊缝缺陷。这点和裂纹的危险性相似，稍有不慎，轻则破坏压力容器结构，重则引发爆炸。形状缺陷，是焊缝表面不连续性，一些会导致应力集中，出现裂纹一类的焊缝缺陷。一些形状缺陷会出现内凹坑和凹坑等，烧穿则会完全破坏焊缝接头，进而降低机械强度。

2锅炉、压力容器焊接材料选用的方法分析

2.1焊接材料的选用方法

在焊接材料选用时，首先，需要查找母材料的具体执行标准，掌握母材料的化学性能与成分构成，如果对于材料的性能要求较高，也可以酌情进行碳当量的检测，从而为焊接工作提供数据支持。其次，在把握相关材料的参数后，依据材料的成分、强度、韧性等指标，保证其与设计方案中的材料设计相符合，能够满足锅炉压力容器生产的基本需求。在此过程中，需要相关人员格外注意的是，材料匹配与相近、相同这三个概念的不同意义，才能够更好地完成材料的选用工作。材料匹配主要指在实际焊接过程中，被焊接材料的专用焊接材料，在按照规范化的焊接工艺进行焊接后，能够与焊接母材料表现出的性能大体相同。这种材料的选择方法在实际工作中应用较为广泛，也是一种较为便捷且使用的方法，相关工作人员能够很轻易地获得母材料的成分构成，从而在材料供应商处选择与母材料相近的其他焊接材料。材料相近主要指所选用的焊接材料的成分与性能同母材料基本一致，但仍旧具有细微差别的情况，这种细微的差别并不容易通过人为方法进行控制，这也在一定程度上导致母材料对应焊接材料的选择具有一定的多元性。材料相同在实际工作中较为少见，只有在一定的特殊情况下，才会选用这种方法。

2.2做好焊接材料的管理工作

焊接材料管理工作主要分为采购、验收、保管及发放等四个工作流程。首先，在焊接材料的采购过程中，应当按照焊接工艺要求对材料的品种、规格、数量进行严格规定，并制作相应的采购计划表，之后采购人员根据计划表进行材料的选择。在选择材料供应商时，应当考察供应商的生产资质。其次，在接收焊接材料时，管理人员应当确保材料具备相应的合格证明与质量证明书，并再次验证材料的品种、规格、数量是否符合相关要求。在一切验收均达到合格标准后，填写焊接材料验收入库通知单，将材料交由仓库进行保管。再次，焊接材料根据其使用性能的不同，应当安排不同级别的仓库进行保管。例如，焊接材料需要交由焊材一级库保管，而焊条、焊接等材料则是由二级库负责保管。一级库房保存要求较为严格，库房内需要具有良好的通风且长时间保持干燥状态，室内不允许放置任何的违禁物品，如有害气体、腐蚀性物品等，还需安排工作人员定期进行清洁。最后，在发放焊接材料时，领取人员一般会提交委托单或是申请表，而管理人员需要根据委托单上的要求发放相应规格、型号的焊接材料，并细心核对发放材料是否与委托单要求一致，以防出现错发或是少发的情况。

3化工机械压力容器制造中焊接质量控制的有效措施

3.1做好焊接施工的管理工作

焊接施工的管理工作可分为焊前准备、焊中管控、焊后检验环境管理等内容。在焊接作业开始前，应当按照焊接工艺准备相应的焊接设备与焊接材料，并考核焊接人员是否具有相应的工作经验；在焊接过程中，应当按照规焊接工艺规程严格作业，并做好组装、试板、制备、试验、评定等工作，以确保焊接的质量达到相关标准。在焊接完成之后，安排专业的检验人员对焊接作业进行检查，查看接头是否符合标准规定，查看焊缝的外观与尺寸是否达标，并按照产品要求进行无损检测、水压试验与热处理。若是在检验过程中发现质量问题，立即进行产品返修处理。

3.2合理选择焊接工艺

压力容器焊接过程需合理选择焊接工艺，焊接工艺是影响操作质量的主要因素。考虑到焊接工艺基本预设了操作流程，所以在选定焊接工艺后需对其质量进行管理。首先是优化焊接工艺管理方案，有效选择焊接工艺，让工艺与生产实际的需求相匹配。其次，根据压力容器生产标准与客户需求，优化焊接流程，划分焊接操作的具体步骤。其三，建立焊接工艺控制机制，焊接时操作人员应依照对应标准进行操作，确保工艺有效落实。其四，对焊接工艺的管理标准进行优化，制定科学可行的工艺质量评价体系，细化焊接管理，将各项参数与操作标准作为焊接管理的核心内容，让焊接工艺可高质量落实。其五，对焊接工艺进行科学评价，明确不同类型焊接工艺的难易度，结合生产情况，对焊接人员的工作能力做出客观评价，将焊接工艺质量控制落到实处，把好焊接工艺质量关。

结语

综上所述，为了最大程度保证锅炉、压力容器的安全性能，在实际的焊接工作中，需要尽可能选择最为适宜的焊接材料，保证焊接工作的质量，因此，相关工作人员需要在这个环节中，对各主要焊接材料的性能与化学成分充分把握，为后续工作奠定良好基础的同时，也能够有效保证周边环境不受到破坏。

参考文献

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[2]庞晴.试析锅炉压力容器焊接质量控制途径[J].化工管理，2016(19):158.

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