壓力容器焊接常見缺陷及防治措施探討

薄 磊

海洋石油工程股份有限公司 設計公司

壓力容器焊接常見缺陷及防治措施探討

薄 磊

海洋石油工程股份有限公司 設計公司

隨著工業現代化進程的推進，壓力容器已在石油化工工業等國民經濟領域中得到廣泛運用。壓力容器的焊接質量與壓力容器的強度、致密性、使用壽命密切相關。同時，在壓力容器焊接中經常會出現一些缺陷，這些缺陷對焊接容器的穩定性以及工作均會造成巨大的影響。因此，研究和探討壓力容器焊接常見缺陷及防治措施具有重要的現實意義。文章對壓力容器在焊接中常見的質量缺陷進行了介紹，對產生原因進行了分析，并提出了相應的質量控制措施。

壓力容器；焊接；缺陷

伴隨著焊接技術的快速發展，壓力容器已經發展成現代典型的全焊接結構。壓力容器制造中最為重要的一個環節就是壓力容器的焊接。一旦焊接中存在問題，就可能出現事故，后果不堪設想。因此，壓力容器的焊接一定嚴格按照科學方法操作，控制在一定的標準范圍內，以確保壓力容器的安全運行。同時，壓力容器的安全不僅是保障人民財產安全，而且對加速我國現代化建設也有非常重要的意義。

1 壓力容器焊接安全的重要性

焊接在壓力容器的制造的工作量中占有相當大的比例，是壓力容器制造中一個關鍵工藝。焊接質量的好壞和焊接接頭可靠性都直接影響著焊接容器的質量，影響容器的可靠性和安全性除了是材料檢驗，最為主要的就是焊接。因此，焊接也是壓力容器制造中最為嚴格的工序，也是對壓力容器質量和安全性保障的關鍵，所以對焊接工作必須嚴格認真。

2 壓力容器常見焊接缺陷及產生原因

根據缺陷分布的位置不同，壓力容器的焊接缺陷可分為外部缺陷和內部缺陷，其中外部缺陷通?？梢酝ㄟ^肉眼發現。常見的焊接外部缺陷有弧坑、焊瘤、焊縫形狀和尺寸不合要求、表面飛濺、咬邊等。內部缺陷包括裂紋、夾渣、氣孔、未焊透、未熔合等，其中裂紋是影響壓力容器最致命的缺陷，是必須檢測的重點項目。

2.1 咬邊

咬邊是指焊縫邊緣的凹陷。咬邊通常是由于焊接工藝參數選擇不正確或者操作不當引起。產生咬邊的主要原因有：操作方法不當，焊接規范選擇不對，比如電弧過長、運條方式和角度不當、電流過大、坡口兩側的停留時間不合適等。通過實驗研究發現，焊絲偏移中心的距離太大會導致熔池停留時間增加而產生咬邊，同時焊速過快會導致收弧后不能填滿弧坑。

2.2 氣孔

所謂氣孔，就是在焊接過程中由于熔池中的氣泡在凝固時沒有及時逸出而導致形成的空穴。坡口邊緣不干凈，有水份、油污和銹跡；焊條或者是焊劑沒有按照標準進行烘焙以及焊芯銹蝕等都會引起產生氣孔問題。除此之外，熔渣粘度過大就會導致氣泡不能夠透過熔渣被阻擋在焊接金屬表面附近也會導致產生氣孔。

2.3 裂紋

壓力容器容易出現問題的一個原因是焊接裂紋，這對壓力容器的破壞是非常厲害的。焊接裂紋的產生，是因為在焊接過程中焊接應力和其他因素共同作用導致壓力容器材質脆弱，致使焊接部位的金屬原子遭到破壞，原本應有的原子結合力失去作用，這樣壓力容器的焊接處就會出現裂紋，而且產生的裂紋還會越來越大。工業中比較常見的裂紋類型有冷裂紋、熱裂紋、再熱裂紋、層狀撕裂等裂紋。

2.4 未焊透、未熔合

未熔透、未熔合都是比較嚴重的焊接缺陷，會使焊縫的強度降低，甚至會導致裂紋產生，從而發生事故。其中，在焊接時，當接頭根部未完全熔透便會出現未焊透的現象，而當焊縫與焊件之間或者焊件與焊縫金屬之間有一些部位沒有溶透時便會出現未熔合的現象。通常造成這些問題出現的原因是電弧過長、焊條的直徑太大、電流過小、坡口表面被氧化和有油污、焊件裝配間隙或者坡口角度過小、封底焊清潔不徹底等。

3 壓力容器焊接常見缺陷的控制措施

3.1 氣孔與夾渣的控制

一定要清除解決氣孔與夾渣的焊接缺陷。防止發生焊接氣孔的措施是：篩選適宜的焊接電流與焊接速率；仔細處理坡口邊緣的水份、油污與銹跡；嚴厲依照規則保存、處理與焙烘焊接素料；腐敗焊條不能用；如果焊條藥皮變質、剝落或焊芯銹蝕時，保證掌控在運用領域之內。埋弧焊時，要采用適宜的焊接工藝參數，尤其是薄板自動焊，焊接速度要減少些。制止焊接夾渣的措施包含：對坡口分寸實行適宜的篩選，仔細整理坡口的邊緣部位，并采取適宜的焊接電流與焊接的速率。

3.2 裂紋的控制

在上文所描述的眾多壓力容器焊接缺陷中，裂紋屬于危害性比較大的一種缺陷。焊接裂紋的成因復雜各異，且不可預見，因此在焊接過程中要對裂紋予以高度重視，嚴格避免裂紋缺陷的產生。常用的控制裂紋產生的對策有：對焊接工藝的參數、冷卻速度、焊縫形狀系數進行嚴格的控制，并多使用小電流進行多層多道焊接，從而避免裂紋出現在焊縫中心。

3.3 未焊透、未熔合的控制

針對未焊透和未熔合的缺陷，最佳的處理方式是進行一定的補焊。未焊透缺陷通常的發生位置在手工焊和自動焊的交界處，允許有一定的缺陷誤差，只要缺陷在可允許的范圍之內，就可以不進行補焊。未熔合缺陷在焊縫和坡口交界處位置發生的幾率更高，需要保證焊接電流和焊接速度得到嚴格控制，注重對坡口表面油污的清理，并在焊接過程中對焊接坡口兩側的熔合情況予以密切關注，及時進行糾正。

3.4 焊接工藝標準化

對于壓力容器的厚度和壓力容器使用途徑，要制定有針對性的焊接工藝規程和選擇合理的焊接材料，要對壓力容器接縫坡度和形狀進行嚴格控制，同時需要精確焊接參數，將焊接性能參數化。

壓力容器的質量與焊接質量密切相關。企業應當根據自身的實際情況，找出對焊接的不利因素，對勞動者加強培訓，對焊接材料、焊接工藝和規范、焊接過程控制等方面進行質量控制，可有效保證壓力容器的焊接質量。壓力容器焊接缺陷的防治既要注重從預防和控制兩個方面入手，也要從工藝的升級以及各項管理制度、工藝規范的執行方面入手。只有把握好各個環節，才能保證壓力容器的焊接質量。

[1]孫霞，姜德林.壓力容器焊接常見缺陷的產生和防治措施[J].黑龍江科技信息，2011，03：42.

[2]賈國梁.淺析壓力容器異種鋼焊接常見缺陷及預防[J].中國化工裝備，2016，01：38-42.

[3]蘭嵐.壓力容器焊接常見缺陷及防治措施探討[J].中國高新技術企業，2016，22：78-79.