淺談不銹鋼在壓力容器的應用及焊接技術

任學洪

青海甘河化工設計研究有限公司

淺談不銹鋼在壓力容器的應用及焊接技術

任學洪

青海甘河化工設計研究有限公司

現如今，我國的冶金行業實現了良好的發展，對于壓力容器焊接技術也提出了較高的要求，盡管我國的技術水平與發達國家之間還存在一定的差距，但是在科技人員不斷探索和研究下，壓力容器的焊接技術，特別是鋼方面的焊接技術不斷發展，不銹鋼壓力容器焊接等市場需求量逐漸增大，焊接技術日漸精細，并形成了比較系統的壓力容器焊接技術體系，本文就壓力容器中不銹鋼的選材應用及焊接技術進行分析和研究。

不銹鋼；壓力容器；應用；焊接技術

壓力容器有著極為廣泛的應用范圍，其種類數量都比較多，在化工、冶金等行業中是十分重要的組成部分，鋼方面得焊接技術尤為重視，并且對不銹鋼壓力容器焊接提出了較大的市場需求量，我國的壓力容器焊接技術實現了良好的發展。我國的經濟發展需要石油充分發揮自身的作用，對石油安全存放能夠促使經濟快速發展，由于液化的石油易燃易爆，存放不當就會發生嚴重的爆炸，造成極為嚴重的危害。因此需要對壓力容器焊接技術進行深入的分析與研究，明確不銹鋼在壓力容器焊接中的應用，使得壓力容器能夠安全高效的運行，保證人員的安全，維護企業的財產安全。

一、壓力容器中不銹鋼焊接材料選擇

1、奧氏體不銹鋼焊接材料

使用奧氏體不銹鋼焊接材料，首先需要保證沒有裂紋，母材的性能與焊接金屬的耐蝕性以及力學性能是基本上一致的，或者是要比母材還高，其合金成本需要與母材相匹配。耐腐蝕性的奧氏體不銹鋼中應含有一定的鐵，提高其抗裂性以及抗腐蝕性。但是在一些比較特殊的介質中，是不能存在鐵元素的，避免其耐腐蝕性受到影響。奧氏體不銹鋼的使用，需要明確焊接金屬中鐵元素的含量，長期運行在較高溫度的環境中，奧氏體不銹鋼焊件中的鐵元素含量不能多于5%。[1]

2、鐵素體不銹鋼焊接材料

選擇鐵素體不銹鋼焊接的材料時，可以挑選與母材差不多的材料，但是如果拘束力度比較大，就會產生裂紋問題，因此在焊接之后就需要進行熱處理，使其耐蝕性得到恢復，同時使接頭塑性得以優化和調整。使用奧氏體焊接材料可以不進行熱處理，但是如果鋼材料并不穩定，其熱影響范圍中還是有敏化的現象，一般是使用鉻鎳奧氏體焊接材料。奧氏體、奧氏體—鐵素體焊縫金屬材料與鐵素體母材基本一致，[2]但是在一些腐蝕性的介質中，焊縫的耐腐蝕性會與母材之間存在差異，因此需要提高注意。

3、馬氏體不銹鋼焊接材料

馬氏體不銹鋼的性能可以通過熱處理進行調整和優化，為了提高其性能，尤其是要在耐熱環境中使用馬氏體不銹鋼，就需要保證焊縫的成分與母材比較接近。為避免出現冷裂紋，也可以使用奧氏體焊接材料，并保證焊縫強度比母材低。

二、壓力容器焊接技術分析

1、窄間隙焊接技術

對于壓力容器中的窄間隙，可以使用很多中方法進行焊接，并且在不同的壓力容器中都可以使用，使其滿足行業的生產發展需要。如果壓力容器的壁厚大于10cm，使用U型或者是V型坡口不能滿足需要，浪費原材料和人力資源，并影響壓力容器的焊接質量，使得壓力容器生產的效率受到一定的影響。

在壓力容器厚壁焊接時需要明確間隙的大小，這是極為關鍵的，但是其實壓力容器焊接技術的穩定是最為重要的，壓力容器厚壁焊接中，質量是主要的目標。若焊接縫出現不足，壓力容器的質量就會受到嚴重的影響，并且不可挽回。人們通常使用窄間隙埋弧焊技術，[3]主要是這種焊接技術的速度是比較快的，并且能夠高效率的生產產品。減少能源以及資源的消耗，使得成本得以降低。壓力容器受到殘余應力的影響也不大，能夠減少產品出現變形的效果。在焊接過程中，不僅需要明確窄間隙埋弧焊接技術的性能，還需要明確設備的特殊功能，使得這種焊接技術得以優化改進，需要明確焊接設備中自動跟蹤識別以及雙側橫向的功能。對壓力容器焊接過程中，需要保證焊接縫薄而寬，能夠為今后的焊接熱處理提供便利。

2、自動化的焊接技術

自動化的焊接技術有很多，接管焊接技術就是將接管與筒體連接，或者是接管與封頭進行連接。傳統的焊接設備已經不能滿足壓力容器焊接技術的發展需要，也不適用于厚壁并且窄間的壓力容器。近些年來，接管自動焊接技術逐漸發展，這種焊接技術的自動化水平比較高，操作起來比較便利，操作者在操作過程中能夠有效地控制。自動焊接接管與封頭時，需要使用自動化的焊接技術。焊接壓力容器時，需要焊接設備利用焊槍自動化的對接管外壁進行定心，使焊槍定位的位置位于接管中心現上，這種方法要比傳統的焊接技術花費較少的時間和人力，能夠提高工作效率。自動尋位，將壓力容器接管、封頭焊接時的接縫高度進行記錄，通過自動化追蹤保證焊接任務順利完成。

3、容器內壁彎管的焊接技術

在長時間的使用運行中，壓力容器中的內壁會受到一定的腐蝕，若壓力容器的焊接技術效果不高，必然會造成比較嚴重的腐蝕現象，使得壓力容器的使用壽命縮短，特別是化工等行業中的壓力容器。為了防止這種問題的出現，就需要在壓力容器的內部上堆焊一層不銹鋼耐蝕層，從而抵抗腐蝕問題。

結束語

當前我國的壓力容器焊接技術快速發展，其中政府政策的支持發揮著巨大的作用，同時也離不開科技人員的研究與探索，社會經濟的發展使得壓力容器生產企業也受到了一定的沖擊與鼓勵，使得壓力容器的質量以及效果實現了良好的發展與進步，在壓力容器行業中實現良好的循環。但是我國的焊接技術與西方發達國家相比其實還存在一定的差距，我國的焊接技術發展基礎比較薄弱，能耗相對較大，技術水平還有待提升，為了縮短與發達國家之間的距離就需要積極研究開發利用不銹鋼在壓力容器中的作用，優化壓力容器焊接技術，積極拓寬市場，從而取得良好的效果與成績。

[1]王鑫,姜峰,索忠源,劉春鵬,邸鷹.淺談我國鋼制壓力容器焊接新技術[J].金屬功能材料,2014,05：46-49.

[2]隋力,叢軼,于龍華.低碳焊接技術在壓力容器制造中的應用[J].金屬加工(熱加工),2011,12：20-22.

[3]陳娟,霍光明,徐楠,吳紅英,谷延輝.壓力容器焊接新技術及其應用[J].中國新技術新產品,2016,11：59-60.