淺談壓力容器焊接質(zhì)量控制

摘要：焊接質(zhì)量控制是壓力容器制造質(zhì)量控制的重要內(nèi)容之一，主要從焊接工藝、焊接材料和焊接檢驗方面闡述怎樣控制焊接質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：焊接工藝；焊接材料；焊接檢驗

壓力容器廣泛用于石油、化工、機(jī)械、輕工、航天、軍事等工業(yè)部門，壓力容器一旦發(fā)生破壞，將對國家財產(chǎn)和人民的生命安全帶來不可估量的損失。為保證壓力容器的安全運行，防止事故發(fā)生，國家實行了一系列安全監(jiān)察制度。壓力容器制造廠都必須嚴(yán)格遵守國家頒發(fā)的安全監(jiān)察制度。焊接質(zhì)量對壓力容器的壽命和安全運行起著關(guān)鍵作用，一定程度上，壓力容器的質(zhì)量就是其焊接質(zhì)量。焊接質(zhì)量的控制主要包括焊接工藝、焊接材料和焊接檢驗等方面控制。

1、焊接工藝

1.1焊接工藝評定

焊接工藝評定是制定焊接工藝的依據(jù)。焊接工藝評定應(yīng)以可靠的鋼材焊接性能試驗為依據(jù)，并在產(chǎn)品焊接前完成。焊接工藝評定應(yīng)按照J(rèn)B 4708－2000《鋼制壓力器焊接工藝評定》、《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GBl50-1998 《鋼制壓力容器》及GBl50－1999《管殼式換熱器》等標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行評定。焊接工藝評定完成后，焊接工藝評定報告和焊接工藝指導(dǎo)書經(jīng)焊接責(zé)任工程師審核，總工程師批準(zhǔn)后存入技術(shù)檔案，焊接工藝試樣存放在焊接試驗室內(nèi)妥善保管。焊接工藝評定技術(shù)檔案及焊接工藝評定試樣保存至該工藝評定失效為止。我們在監(jiān)檢中發(fā)現(xiàn)部分制造廠在評定過程中存在不少問題，主要表現(xiàn)在以下幾方面：首次使用的國外鋼材且未掌握該鋼號焊接性能，或國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)委員會認(rèn)可，但未列入國家材料標(biāo)準(zhǔn)和國家壓力容器標(biāo)準(zhǔn)的材料未及時做相應(yīng)的工藝評定，從評定合格的焊接位置改變?yōu)橄蛏狭⒑傅暮附游恢脮r缺少焊接工藝評定，這個問題比較突出；焊接接頭的坡口角度根都間隙小于型式試驗件等一些焊評中變更次要因素的未及時重新編制焊接工藝指導(dǎo)書，這個問題比較普遍。

1.2焊接工藝參數(shù)

焊接線能量綜合體現(xiàn)了焊接規(guī)范參數(shù)對接頭性能的影響，對于低合金高強(qiáng)鋼、低溫鋼和不銹鋼都要求采用小線能量焊接，對于易淬火鋼，采用小線能量焊接時冷卻速度快，易產(chǎn)生冷裂紋，因此須采用焊前預(yù)熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施。但僅是線能量數(shù)值控制還不夠，即使相同數(shù)值的線能量，如果焊接電流、電壓和速度之間配合不合理，還是不能得到好的焊縫性能，例如在焊接電流較大，焊接電壓較低情況下得到深而窄的焊縫，適當(dāng)減小電流提高電壓則能得到良好的焊縫質(zhì)量，這兩者焊縫性能是不同的，因此應(yīng)在規(guī)范合理的原則下選擇合適的線能量。

1.3焊接工藝管理

壓力容器施焊前，由焊接工藝人員根據(jù)壓力容器設(shè)計圖樣的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)條件等規(guī)定對焊縫編制焊接工藝方案。工藝方案內(nèi)容通常包括；坡口形式、焊接方法選定、焊接材料，焊接參數(shù)及無損檢測等內(nèi)容。壓力容器焊接工藝編制時首先確定有無相應(yīng)覆蓋的焊接工藝評定和受壓部位焊縫的焊接是否有相應(yīng)焊接資格證的焊工。重要設(shè)備的焊接施焊前，由焊接工藝人員到車間班組對焊工進(jìn)行焊接工藝技術(shù)交底。

2、焊接材料

2.1要選用好焊接材料

焊接材料的選用原則是：應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分、力學(xué)性能、焊接性能，并結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)特點、使用條件及焊接方法綜合考慮選用焊接材料，必要時通過實驗確定。對于碳素鋼及低合金鋼制壓力容器，一般按等強(qiáng)性原則來選用；有些制造廠在選用焊材時，為保證焊縫的強(qiáng)度不低于母材，存在寧高勿低的傾向，致使塑性降低；在低合金高強(qiáng)度鋼選材時應(yīng)特別注意這個問題；低溫容器需保證接頭的低溫韌性不低干母材；高溫容器和有耐腐蝕容器，焊材的選擇應(yīng)與母材化學(xué)成分大致相同，不同強(qiáng)度級別的鋼材，原則上應(yīng)選擇低強(qiáng)度等級的焊接材料-形狀復(fù)雜，結(jié)構(gòu)剛性大以及大厚度的焊件，由于焊接過程中產(chǎn)生較大的焊接應(yīng)力，容易產(chǎn)生裂紋，應(yīng)選用抗裂性好的低氫焊條。

2.2加強(qiáng)焊接材料的驗收和保管

不同廠家生產(chǎn)的同一型號或牌號的焊條，其工藝性能有可能存在著差異，因此制造廠應(yīng)根據(jù)自己的實際使用經(jīng)驗，選定相對固定的焊條生產(chǎn)廠家。焊接材料進(jìn)廠驗收時要具有正確、齊全的合格證和質(zhì)量證明書，且包裝完整、生產(chǎn)批號清晰，合格后及時辦理入庫手續(xù)，入庫后按類別、型號、牌號及批號分別排放位置保存。焊條和焊劑在使用前必須嚴(yán)格按規(guī)定的溫度和時間烘干并保溫。烘好的焊條在空氣中放置時，藥皮將吸收空氣中的水分，時間越長吸收的水分越多，而且隨著焊條強(qiáng)度等級的提高，焊條在大氣中允許存放的時間越短。因此領(lǐng)用焊條時要使用保溫筒并且要做到隨用隨領(lǐng)。

3、焊接檢驗

焊接檢驗包括焊前、施焊過程中和焊后三方面的檢驗。

3.1焊前檢驗

焊前檢驗主要注意一下焊工的資格問題。施焊壓力容器的焊工必須按《鍋爐壓力容器壓力管道焊工考試與管理規(guī)則》的規(guī)定考試合格并取得資格證方可施焊。焊工合格證必須具有與焊工所施焊的焊縫相對應(yīng)的項目，不可無證施焊。制造廠應(yīng)經(jīng)常檢查焊工持證上崗情況，焊工施焊時必須嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝；焊接工作結(jié)束后，焊工或檢驗員應(yīng)在規(guī)定部位打上施焊焊工的鋼印，并在相應(yīng)的檢驗記錄上記錄。焊接坡口、接頭裝配及清理工作也應(yīng)注意，因為這些方面有缺陷將直接影響到焊縫性能。焊工技術(shù)水平的高低直接影響產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，因此必須認(rèn)真組織好焊工的培訓(xùn)及考試，不斷提高焊工的理論水平和實際操作技能，建立焊工質(zhì)量檔案，實行獎罰制度，鼓勵焊工提高操作水平。

3.2施焊過程中的檢驗

施焊過程中的檢驗主要是檢查焊接工藝、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、圖樣規(guī)定等方面的執(zhí)行情況，焊工持證上崗情況，產(chǎn)品試板及焊縫外觀質(zhì)量檢驗等。焊縫外觀檢查在一定程度上有助于分析和發(fā)現(xiàn)內(nèi)部缺陷，這就要求焊工都要了解外現(xiàn)檢查的要求，以及表面缺陷產(chǎn)生的原因和防止措施，認(rèn)真操作，這對保證焊縫質(zhì)量起著重要的作用。產(chǎn)品焊接試板是焊接過程中質(zhì)量檢驗的一種重要手段，是對產(chǎn)品的主體材料包括主體焊縫的焊接材料、焊接工藝和焊工技能的綜合檢驗。因此要求產(chǎn)品試板必須與主體焊縫同材料同工藝且連接在第一筒節(jié)的縱縫上，由施焊該焊縫的焊工施焊；有熱處理要求的產(chǎn)品，其試板必須與筒體同爐熱處理。

3.3焊后檢驗

焊后檢驗是焊接質(zhì)量檢驗的最后步驟，在焊接完成后即可進(jìn)行，但對有延遲裂紋傾向的高強(qiáng)度鋼應(yīng)在焊后延遲一段時間(通常24h后)進(jìn)行或復(fù)查。焊后檢驗以無損檢測和耐壓試驗為主要手段。無損檢測是在不損壞試件的前提下，以物理或化學(xué)方法為手段，借助先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備器材，對試件的內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、狀態(tài)進(jìn)行檢查和測試的方法。無損檢測時要注意探傷部位必須具有代表性。包括“T”形焊縫，可疑部位及設(shè)計要求的特殊部位。焊縫經(jīng)局部無損檢測發(fā)現(xiàn)有不允許的缺陷時，應(yīng)在該缺陷兩端的延伸部位增加檢查長度，增加的長度為該焊接接頭長度的10％，且不小于250。若仍有不允許的缺陷，則對該焊接接頭做百分之百的檢測。耐壓試驗包括水壓試驗和氣壓試驗，其目的是檢驗焊縫的致密性及受壓元件的強(qiáng)度。耐壓試驗是所有工序都完成之后進(jìn)行的。耐壓試驗的具體要求按《容規(guī)》和GBl50-1998及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求執(zhí)行。

綜上所述，壓力容器制造廠應(yīng)加強(qiáng)焊接工藝、焊接材料和焊接檢驗等方面的質(zhì)量控制，從而保證壓力容器產(chǎn)品的焊接質(zhì)量，提高壓力容器產(chǎn)品的安全性能。

參考文獻(xiàn)：

1.廖朝暉鍋爐、壓力容器焊接質(zhì)量控制【J】.企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2005(6)

2.單利壓力客器制造焊接質(zhì)量控制【J】機(jī)械工人，2006(3)

3.蘇琳，周恒洋淺談壓力容器焊接質(zhì)量控制『J1，低溫與特氣，2006(6)