壓力容器焊接的質量控制研究

徐潮

摘要：壓力容器這種工業產品，優良的工序和加工質量是保證產品質量的重要條件。焊接是保證壓力容器致密性和強度的關鍵，是壓力容器制造中最重要的一個環節，是保證壓力容器質量的關鍵，是保證壓力容器壽命和安全運行的重要條件。焊接質量的控制從某種程度上說，鍋爐、壓力容器的質量就是其焊接質量。通過焊接對壓力容器質量控制的因素分析，從操作人員控制，焊接工藝控制，焊接材料選擇控制，焊接檢驗控制與焊接環境控制等五個方面來論述壓力容器焊接的質量控制。

關鍵詞：壓力容器；焊接；質量控制

1. 焊接工作人員控制

焊條電弧焊和氣體保護焊等手工操作占支配地位的焊接，操作者的個人技能和謹慎態度對焊接質量至關重要。即使自動化程度高的埋弧自動化，其工藝參數的調節和施焊也離不開人的操作；各種半自動焊中電弧沿焊接方向的移動也是靠人掌握。操作者質量意識差、操作時粗心大意、不遵守焊接工藝規程、操作技能低或操作技術不熟練等都會影響焊接質量。做好壓力容器質量焊接控制，要在操作人員控制上做到幾下幾點：

1.1.定期進行崗位培訓，從理論上認識執行工藝規程的重要性，從實踐上提高操作者的技能。

1.2.加強質量意識教育，提高操作者的責任心和一絲不茍的工作作風，建立質量責任制。

1.3.加強焊接工序的自檢及專職檢查。

1.4.進行焊工上崗資格控制。凡參加壓力容器施焊工作的焊工都應按照《鍋爐、壓力容器、壓力管道焊工考試與管理規則》進行培訓、考試，并取得相應資格；生產單位應按焊接工藝的要求，指定有相應資格的焊工承擔焊接工作，焊接檢查人員監督焊工資格，并做好焊接檢查記錄。

2. 焊接工藝控制

2.1. 焊接工藝評定焊接工藝是控制鍋爐、壓力容器焊接接頭質量的關鍵，產品施焊前，對受壓元件之間的對接焊接接頭和要求全焊透的T形焊接接頭、受壓元件與承載的非受壓元件之間全焊透的T形或角接焊接接頭、以及受壓元件的耐腐蝕堆焊層都應進行焊接工藝評定。制造廠應根據產品的情況做好相應工作，如焊接方法、母材鋼號、母材厚度和熔敷金屬厚度、焊材保護氣體、有無襯墊、是否預熱。

2.2. 工藝參數焊接線能量綜合體現了焊接規范參數對接頭性能的影響，對于低合金高強鋼、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，易產生冷裂紋，因此須采用焊前預熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施。但僅是線能量數值控制還不夠，即使相同數值的線能量，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。

3. 焊接材料的選擇控制

對于不等強度級別鋼的焊接，原則上應選擇低強度等級的焊接材料，在某些特殊情況下，如點固焊或厚板的第一道焊往往要求強度高，可以選用高強度等級的焊接材料。焊接材料的選擇還應綜合考慮結構和工藝因素及剛度特點，如冷沖壓冷卷要求焊接接頭有較高的塑性變形能力，熱卷和熱處理則要求接頭經高溫熱處理后仍能保證所要求的強度性能及韌性，因此，應選用合金成分較高的焊材，而形狀復雜，結構剛性大以及大厚度的焊件，由于焊接過程中產生較大的焊接應力，容易產生裂紋，因此必須選用抗裂性好的低氫焊條。

4. 焊接檢驗控制

4.1.焊接前檢驗

焊接前檢驗指焊件裝配質量及坡口表面質量檢驗，焊縫的組對間隙及鈍邊的過大或過小及坡口未清理干凈會產生未焊透、焊瘤和氣孔等缺陷，從而直接影響到焊縫性能。

4.2. 焊接過程檢驗

4.2.1.不宜采用十字焊縫。相鄰的筒節間的縱縫和封頭拼接焊縫與相鄰筒節的縱縫應錯開，其焊縫中心線之間的外圓弧長一般應大于筒體壁厚的三倍，且不小于100mm。

4.2.2.在壓力容器上焊接的臨時吊耳和拉筋的墊板等，應采用與壓力容器殼體相同且在力學性能和焊接性能上相似的材料，并用相適應的焊材及焊接工藝。臨時吊耳和拉筋的墊板割除后留下的焊瘤必須打磨平滑，確保表面無裂痕。

4.2.3.受壓元件之間或受壓元件與非受壓元件組裝時的定位焊，若保留成為焊縫金屬的一部分，則應按照受壓元件的焊縫要求施焊。

4.3 焊接后檢驗焊后檢驗通常都是在焊接完成后即可進行，但是對于具有延遲裂紋傾向的高強鋼應在焊后延遲一段時間再進行檢驗或復檢。焊后檢驗主要是無損檢驗，包括外觀檢查，無損探傷，耐壓試驗及致密性試驗。

4.3.1.外觀檢查① 形狀、尺寸以及外觀應符合技術標準和設計圖樣的規定。② 焊縫表面不得有裂紋、氣孔、弧坑和飛濺物。③ 焊縫和母材圓滑過渡。④ 角焊縫的焊腳高度應符合技術標準和設計圖樣的要求，外形應平緩過渡。

4.3.2.無損檢測焊后檢驗主要是無損檢驗，包括外觀檢查，無損探傷，耐壓試驗及致密性試驗，其中容易忽視的問題一是局部探傷時，忽視了探傷部位的代表性，如采用周向X射線機對圓筒環縫通過一次或二次曝光即可達到一定的探傷比例，部分探傷人員為了追求探傷比例，往往選擇環縫進行探傷，這是不正確的，應重點抽查焊縫交叉部位及縱向焊縫。二是局部射線檢測或超聲檢測的焊縫，若在檢測部位發現超標缺陷時，則應進行不少于10%的補充檢測，如仍不合格，則應對該焊縫全部檢測。耐壓試驗包括液壓試驗和氣壓試驗，其目的是檢驗壓力容器的強度和焊縫的質量。液壓試驗一般以水為介質，對于某些壓力容器由于結構或者支承的原因，不能在容器內充灌液體，以及運行條件下壓力容器不允許殘留試驗液體的，則可按設計圖樣規定采用氣壓試驗。

5.焊接環境控制

環境因素在特定環境下，焊接質量對環境的依賴程度也是比較大的。焊接操作常常在室外露天進行，必然受到外界自然條件（如溫度、濕度、風力及雨雪天氣）的影響，在其他因素一定的條件下也有可能單純因環境因素造成焊接質量問題。環境因素的控制措施比較簡單，當環境條件不符合規定要求時，可對工件進行適當預熱。

總結：

壓力容器的質量對于工業生產和民用生活都非常重要，要保證壓力容器的質量，焊接質量控制是非常重要的環節。從操作人員的工作控制，焊接工藝控制，焊接材料選擇控制，焊接檢驗控制和焊接環境控制等五個方面來對壓力容器焊接質量進行掌控。

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