壓力容器焊接常見(jiàn)缺陷及防治措施探討

摘 要：壓力容器焊接質(zhì)量對(duì)整個(gè)壓力容安全性能有極大的影響，本文分析了壓力容器常見(jiàn)焊接缺陷及產(chǎn)生原因，并提出了壓力容器焊接缺陷的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：壓力容器；常見(jiàn)缺陷；防治措施；焊接缺陷

1 壓力容器常見(jiàn)焊接缺陷及產(chǎn)生原因

1.1 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(shù)選擇不正確或者操作不當(dāng)引起。產(chǎn)生咬邊的主要原因有：操作方法不當(dāng)，焊接規(guī)范選擇不對(duì)，比如電弧過(guò)長(zhǎng)、運(yùn)條方式和角度不當(dāng)、電流過(guò)大、坡口兩側(cè)的停留時(shí)間不合適等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，焊絲偏移中心的距離太大會(huì)導(dǎo)致熔池停留時(shí)間增加而產(chǎn)生咬邊，同時(shí)焊速過(guò)快會(huì)導(dǎo)致收弧后不能填滿(mǎn)弧坑。

1.2 氣孔

氣孔主要是指熔池當(dāng)中的氣泡在出現(xiàn)凝固之前沒(méi)有及時(shí)散發(fā)出去，而是在焊接的縫隙處殘留，最后形成的空穴。氣孔的產(chǎn)生會(huì)使焊縫金屬的致密性受到影響。氣孔產(chǎn)生的根本原因是外界氣體或者焊接過(guò)程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)入熔池，在熔池凝固前沒(méi)及時(shí)逸出而造成的。導(dǎo)致氣孔產(chǎn)生的原因有：坡口邊緣不干凈，有銹跡等；焊條或者焊劑未按照操作規(guī)定烘焙；氣泡無(wú)法通過(guò)熔渣；焊接速度太快；焊接電壓過(guò)高；焊接的環(huán)境比較潮濕等。

1.3 夾渣

夾渣的形成主要是因?yàn)樵诤缚p處殘留了一些熔渣。夾渣的存在具有較大危害，會(huì)極大地降低焊縫的強(qiáng)度和致密性。夾渣產(chǎn)生的主要原因有：焊縫的邊緣有氧割或碳弧氣泡殘留的熔渣；焊接時(shí)速度太快；焊接時(shí)坡口角度選擇不合理；焊接時(shí)電流不夠。另外，選用堿性焊條進(jìn)行焊接操作時(shí)，因?yàn)闃O性不屬或電弧過(guò)長(zhǎng)等因素極有可能會(huì)出現(xiàn)夾渣的缺陷。

1.4 未焊透、未熔合

沒(méi)有熔透、熔合的內(nèi)部缺陷都屬比較嚴(yán)重的焊接缺陷。它們的存在會(huì)降低焊縫的強(qiáng)度，嚴(yán)重的話(huà)會(huì)致使裂紋的產(chǎn)生，從而發(fā)生生產(chǎn)事故。首先，在焊接的過(guò)程中，當(dāng)接頭的根部沒(méi)有完全熔透時(shí)就會(huì)出現(xiàn)沒(méi)焊透的情況。通常情況下，造成這種問(wèn)題的原因主要是因?yàn)殡娀∵^(guò)長(zhǎng)，其次是焊條直徑與要求不符。還有另一些原因也是導(dǎo)致這種情況的重要因素，例如電流、坡口角度過(guò)小，或者是破口氧化度交稿以及油污的存在，這些種種原因最終導(dǎo)致了焊接過(guò)程中的安全隱患。

1.5 焊瘤

在焊接過(guò)程中，金屬溢流到加熱不足的母材或前道焊縫上，金屬凝固時(shí)，在自身重力作用下金屬形成的微小疙瘩就是焊瘤。焊瘤不能和母材或者前道焊縫熔合。如果焊瘤位于內(nèi)部，會(huì)降低強(qiáng)度、減少有效截面積，影響美觀。焊瘤產(chǎn)生的主要原因是運(yùn)條不均而造成熔池溫度過(guò)高，液態(tài)金屬凝固后緩慢下墜而在焊縫表面形成焊瘤。立、仰焊時(shí)，焊接電流過(guò)大、電弧過(guò)長(zhǎng)也可能出現(xiàn)焊瘤。

1.6 裂紋

焊接金屬時(shí)，其冷卻過(guò)程就是冷裂紋理形成的過(guò)程，在焊接冷卻的過(guò)程之后，焊縫之間的交接致使的裂紋，也有在其他熔合線處產(chǎn)生的可能性。裂紋發(fā)生的位置主要是集中于壓強(qiáng)較大的位置，比如咬邊與焊根處。馬氏體轉(zhuǎn)變溫度的范圍之內(nèi)會(huì)產(chǎn)生冷裂的紋路。對(duì)于焊接工作來(lái)說(shuō)，冷裂紋的產(chǎn)生，對(duì)工程的危害非常大，一般來(lái)說(shuō)，焊接之后幾小時(shí)內(nèi)亦或許是更長(zhǎng)的時(shí)間會(huì)出現(xiàn)裂紋，通過(guò)大量的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，冷裂紋的產(chǎn)生的重要因素主要有以下3個(gè)方面：（1）部件之間接頭處的拘束壓力大；（2）在焊接熱循環(huán)的作用之下，熱影響波及到了淬硬組織；（3）因?yàn)檫^(guò)剩的擴(kuò)散氫堆積在焊縫連接的地方，因此，冷裂紋濃密產(chǎn)生的情況。

2 壓力容器焊接缺陷的預(yù)防措施

通過(guò)對(duì)焊接缺陷的原因進(jìn)行分析，可以有針對(duì)性地進(jìn)行解決和預(yù)防，有效提高壓力容器的質(zhì)量和安全水平。企業(yè)可以通過(guò)這4個(gè)方面來(lái)減少焊接缺陷產(chǎn)生的可能性：

2.1 提高焊工技能

一些焊接缺陷是由于焊接人員的勞動(dòng)技能不嫻熟或操作不規(guī)范造成的，因此需要提高焊工的勞動(dòng)素質(zhì)。（1）需要聘用獲得國(guó)家承認(rèn)的上崗證的焊工；（2）針對(duì)各自企業(yè)的實(shí)際情況來(lái)培訓(xùn)焊接人員，直至培訓(xùn)考核合格后才能上崗；（3）持續(xù)地對(duì)焊接人員的勞動(dòng)素質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果較差或者不穩(wěn)定的加強(qiáng)培訓(xùn)。

2.2 焊接工藝選定及焊接規(guī)范制定

控制壓力容器焊接質(zhì)量的最關(guān)鍵因素就是焊接工藝的高低。在焊接工作開(kāi)始之前，企業(yè)應(yīng)該先對(duì)焊接工藝進(jìn)行綜合的評(píng)估，然后根據(jù)自身情況對(duì)各項(xiàng)工藝參數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。盲目仿照其他企業(yè)的焊接工藝，忽略自身實(shí)際情況是不妥當(dāng)?shù)摹Ｆ浯危线m的焊接工藝確定之后，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的焊接規(guī)范來(lái)進(jìn)行操作，以免因操作不當(dāng)造成不必要的損失。

2.3 正確選取、保存焊接材料

焊接工作的重要性不言而喻，因此，在選材上必須要選擇有質(zhì)量保證的供貨商。要保證每一個(gè)零部件的質(zhì)量都經(jīng)得起考驗(yàn)。同時(shí)焊接材料的各個(gè)方面質(zhì)量必須符合國(guó)家的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。焊條的化學(xué)成分與焊體成分需符合要求。焊材庫(kù)人員需遵循《焊條質(zhì)量管理規(guī)程》（JB3223-83）進(jìn)行管理，保證焊材滿(mǎn)足使用要求。

2.4 焊接過(guò)程控制

焊接前應(yīng)當(dāng)確定焊縫的組隊(duì)間隙、鈍邊的大小、坡口的清潔等符合要求。在焊接中，注意：（1）盡量不選擇十字焊縫；（2）不允許強(qiáng)力組裝；（3）需焊接臨時(shí)吊耳和拉筋的墊板，需將墊板割除后的焊瘤打磨光滑。焊接后，進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，包括外觀檢測(cè)、無(wú)損探傷、耐壓測(cè)試及致密性試驗(yàn)。

總之，若想從根本上改進(jìn)焊接工藝，企業(yè)就必須根據(jù)自身的現(xiàn)狀來(lái)制定相應(yīng)的改革措施。從而找出對(duì)焊接產(chǎn)生的不利因素。通過(guò)實(shí)踐，筆者認(rèn)為，首先應(yīng)該對(duì)工作人員職業(yè)素養(yǎng)與專(zhuān)業(yè)技能著重進(jìn)行培訓(xùn)，將焊接材料與工藝以及規(guī)范這3部分進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。這樣既可以使壓力容器的焊接質(zhì)量得到有效的保證，也能使工作人員的工作效率提高。預(yù)防與控制是解決壓力容器焊接缺陷的首要任務(wù)。其次工藝的升級(jí)以及各項(xiàng)管理制度也非常重要。只有把握工藝規(guī)范從各個(gè)細(xì)節(jié)入手，才能保證最終的壓力容器焊接的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[2]趙振芳.壓力容器焊接常見(jiàn)缺陷的產(chǎn)生和防治措施[J].廣東化工，2012，39（4）：261.

（作者單位：沈陽(yáng)東方鈦業(yè)股份有限公司）