化工容器設備焊接制造質量的安全控制

王玉妹

（江蘇信博特種設備有限公司江蘇 鹽城 224000）

化工容器設備焊接制造質量的安全控制

王玉妹

（江蘇信博特種設備有限公司江蘇 鹽城 224000）

化工設備焊接制造質量的高低直接對日常化工生產以及國家財產安全產生重要影響。本文主要從對焊縫金屬影響因素的分析入手，重點分析了局部加熱和迅速冷卻產生焊接應力與變形問題，并有針對性地提出來一系列安全控制措施，以供同行參考。

化工容器；設備；焊接；安全控制

1 引言

在日常化工企業生產過程中，化工管道以及容器設備等構件均需要通過焊接的方式緊密聯系起來，并未化工生產的穩定性和安全性打下堅實基礎。多以，化工容器焊接質量的高低會對化工企業的日常生產帶來決定性影響。

2 對焊縫金屬的影響因素分析

因焊接工藝、參數設計以及焊接劑等不同因素的影響，其產生CO、O2、CO2、H2O、H2、N2等氣相成分也不盡相同，其中H2、N2和O2能夠對焊縫金屬產生不利影響，具體來說主要表現為以下幾個方面：

（1）因H2主要存在于工件、焊條以及空氣中的濕氣內，一旦經過高溫冷卻操作之后，其會以氫原子的狀態在焊縫金屬中得以保存，并能夠在常溫狀態下進行自由運動，且在焊縫局部予以凝聚，導致焊縫冷裂紋的產生，大大降低了焊接接頭的韌性和塑性。

（2）多數情況下，焊縫含氧是以硅酸鹽或者FeO夾雜物的形式存在的，大大降低了焊縫金屬的硬度、強度和塑性。且極易引起焊縫金屬出現熱脆和冷脆現象，降低了焊縫的抗腐蝕性。

（3）在焊接高溫的影響下，氮原子能夠與多種金屬形成氮化物，并保存在焊縫中，有效提升鋼硬度的同時，降低了焊縫金屬的塑性，但是其在整個焊縫中的含量較低，不會造成較大影響。

3 對局部加熱和迅速冷卻形成焊接應力與變形的研究

（1）在焊接制造過程中，化工容器是一個不均勻加熱和迅速冷卻的過程。因焊縫周圍溫度下降較快，使得焊接金屬在收縮過程中出現一定的殘余應力，導致金屬出現拉伸塑性變形的情況出現，導致容器接頭處產生裂紋。

（2）對焊縫進行迅速冷卻之后，焊接區域金屬則會沿著焊縫的長度進行縱向或者橫向收縮，從而導致焊接構件多種變形情況的出現，比如扭曲變形、彎曲變形、角變形或者尺寸縮短等。具體變形的程度、方向以及形式則與焊縫長短、形式、焊接方法等有著密切聯系。

（3）提升對焊接變形種類、程度及方向等的計算能力，盡可能將焊接變形控制在合理的范圍內，并采取合理措施，提升化工容器設備焊接制造質量的安全性。

4 化工設備焊接制造安全控制措施

4.1 科學的工藝分析是選擇焊接工藝的基礎

①對主體結構材質及其可焊性進行分析，為之后的焊接工藝評定和抗裂性試驗做好充足的準備；②對主體材料的規格及其接頭形式的設計工藝進行分析，以便選擇合適的焊接方法滿足焊接要求；③對焊縫的尺寸及布置情況予以充分掌握，并對焊縫給焊接變形帶來的影響進行深入分析，以便對各個焊縫的變形方向進行判斷，從而對焊接變形大小和對整體構件的影響進行計算；④對焊接殘余應力對結構的綜合影響進行分析，必要時可以通過計算的方式實現對焊接應力的影響進行判斷，以便采取減少或者消除殘余應力的措施，有效解決問題。

4.2 對焊接工藝試驗的項目、要求、方法予以確定

具體來說焊接工藝試驗的項目主要可以分為以下幾個方面：①對尚未進行焊接的合金鋼種進行抗裂性試驗，并對材料的抗裂性能予以確定，同時采取有效的抗裂措施，預防裂縫情況的發生；②依據工藝分析，對其特殊接頭的型式、焊接方法及順序等予以確定，并對設計試件進行綜合或者分項試驗，從而確定合理的焊接工藝；③依據設備構件的基本要求進行焊接工藝評定，并對接頭型式的工藝規程予以制定；④重要且無法進行單相焊接試驗的構件應對其進行焊接模擬試驗，實現對構件接頭形式、焊接方法、工藝參數、坡口尺寸等綜合工藝的檢驗，為焊接工藝的確定提供有了強有力的安全驗證。

4.3 編制詳細的施工工藝規程

（1）下料工藝守則。在守則中，應該對材質確認、去氧化皮、標記移植、劃線或者編程試割、矯平校直、檢驗、下料以及除銹等工藝記性明確規定。同時，選擇方法的原則、相關技術及操作流程等也需要體現在下料工藝守則中。

（2）組對工藝守則。在組對工藝守則中，應對組對方法及程序、使用工裝卡具的原則、點固焊縫的質量要求、組對安全檢驗的原則和方法等予以明確規定。

（3）焊接工藝守則。在焊接工藝守則中，應對組對質量要求、接縫焊接方式、焊材選擇、焊接環境、焊接順序以及焊縫檢驗等內容予以明確規定，同時還需要對焊工資質、上崗考試內容和考核原則予以規定。

（4）工序圖表。在工序圖表中，應對各個零部件具體的設計工藝圖表、操作順序、尺寸要求、技術要求、工序之間的銜接要求、工裝量具以及使用設備、工藝參數等進行明確標注，力求做到具體、清晰，具有較強的操作性。

（5）焊接順序。對具體部位和整體構件的焊接工位數量、各個工位之間的順序、單個工位的焊接方法及焊接參數等進行明確規定。同時，還需要在進行焊接過程中某一階段中間測量的時間進行具體規定，以便對焊接順序及焊接工藝進行合理調整。

（6）熱處理工藝規程。在熱處理工藝規程中，需要對焊前預熱位置、預熱的溫度以及保溫方法、是否需要經過消氫處理及處理的時間和工藝等進行明確規定。

（7）檢驗規程。應對設備焊接制造的下料、組對、焊接檢驗內容、焊接方法及焊接手段等各個安全質量控制要點進行明確規定。

4.4 其他問題

做好相關的配套工作，加大對施工人員尤其是焊接工人的技術培訓工作，將技術準備工作予以嚴格落實。此外，還需要做到以下幾個方面：

（1）對標識不清或者產品質量不合格的原材料堅決不予使用，未經檢驗合格的組件不得進行焊接，不具備操作工藝規程規定的施工條件堅決不允許施工。在化工容易設備的焊接過程中，始終堅持“三不”原則，為焊接制造質量提供強有力的技術支撐。

（2）在外協外購過程中應做好對分承包單位的評審工作，并對其提供的產品和相關附件進行嚴格的檢驗檢查，未達到要求的不能予以接收使用。

（3）一旦發現存在一定的安全質量問題，或者無法達到規定要求的情況出現，要深入分析其原因，并采取相應的措施有效解決問題。

[1]郝保強.化工容器生產中焊接應力與變形的控制[J].內蒙古石油化工，2010（09）：12～13.

[2]杜艷華，陳立明.化工容器設備焊接制造質量的安全控制[J].河南化工，2010（10）：56～57.

TQ050.7

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1004-7344（2016）16-0259-01

2016-5-21