壓力容器異種鋼焊接常見缺陷及預防

代 峰

（北京思韻科技有限公司，河北保定 071000）

壓力容器異種鋼焊接常見缺陷及預防

代 峰

（北京思韻科技有限公司，河北保定 071000）

隨著科學技術的發展，生產裝置趨于大型化、智能化，現僅采用單重金屬材料已不能滿足產品性能的需求，而需要根據生產工程對焊件工藝、部件性能的不同要求，采用并發揮異種鋼材料或組合的綜合性能。但同時，異種鋼焊接結構存在缺陷，對此，文章將分析其常見缺陷、危害及產生原因，并提出相應的預防措施，從而加以防范和控制，以確保異種鋼焊接結構的質量達標、性能達標。

壓力容器；異種鋼焊接；常見缺陷；預防措施

裝置中的壓力容器應用廣泛，其焊接部分是容器安裝、使用、維護、壽命、安全等各方面的關鍵因素。必須保證其質量達標，同時具有高效性能，以此保證設備安全、人員安全。但由于異種鋼焊接接頭部分，由于合金元素的稀釋以及碳遷移過程，導致存在一個不均勻的過渡區，包括化學成分、金相組織、應力場分布等，從而導致接頭處物理性能、力學性能等存在較大差異，容易出現事故和危險。對此，必須加強重視并采取措施，實現對缺陷的有效預防和控制。

1 常見缺陷

異種鋼在焊接過程中常見的缺陷類型多種多樣，產生的原因也錯綜復雜，所處位置和表現形式也各有不同。但就其分辨的難度和方法，可大致分為外觀缺陷和內部缺陷兩種類型。

1.1 外觀缺陷

外觀缺陷一般較為明顯，可用肉眼或者簡單的檢查方法從外部檢查出來。如：焊縫處出現咬邊、焊穿、焊瘤、表面裂紋、表面氣孔擦傷等，嚴重時可影響到焊件的整體質量和性能，導致無法正常使用[1]。還有焊件的尺寸長度不符、平面度不能達到標準，這主要是由于焊縫收縮引起的變形，而這種焊接后的缺陷難以或者無法修復，最終導致焊件整體報廢。

1.2 內部缺陷

內部缺陷較為隱秘，只能通過破壞性檢查或無損探傷的方法進行檢查。常見的內部缺陷主要有：內部裂紋、內部氣孔、白點、夾渣、未焊透和未熔合等。大多缺陷是由于人們越來越重視工藝性缺陷，試圖避免的同時，忽視了焊件尺寸不符、接頭性能不足及化學成分等問題。由于異種鋼化學成分上的差別，容易在焊接時，在母材與焊縫之間的熔合區或過渡區形成化學成分、金相組織不均勻的區域，使焊縫在力學性能、物理性能上產生差異。

2 預防措施

由于母材之間、母材與填充之間存在物理、化學差異，還可能存在相互作用，給焊接工藝帶來影響和困難。要想盡可能的獲得良好的焊接接頭，必須采用特殊的工藝措施，并遵循以下幾點共同原則：

2.1 合理選取焊接材料

合理選用焊材是焊接成功的關鍵，也是經濟效益的前提。一般需參照母材的成分、性能，以及恰當的接頭形式、具體的使用要求來選材。而基本原則有四項：①選用材料首先應考慮其結合性能，其次再考慮使用性能。因此，在焊縫金屬的強度與塑性上，如果不能兼顧兩者，應選擇塑性強、韌性好的焊材，同時，應當參照強度等級偏低的母材進行焊材選擇，即“低匹配”原則，以此保證焊縫的塑性[3]。②焊縫金屬性能一般只需滿足兩種母材中的一種，其力學性能等不低于母材中性能較低的指標即可。但特殊情況可根據工藝、性能的具體要求。③結構鋼的異種鋼焊接，在相同強度等級下，應選用抗裂性能較強的。而如果是金相組織差異較大的異種鋼接頭，應考慮填充金屬被稀釋后的接頭性能保障。④對于多種具有相同性能條件下的焊材，多傾向易制作且經濟效益更高的品種。

2.2 合理的焊接工藝參數

焊接的工藝參數直接影響著熔合比。一般來說，異種鋼焊接要求小的熔合比，所以，通常采用小電流、高焊速[5]。焊接工藝參數的確定，如在異種鋼焊接的預熱溫度的選定上，應當根據焊接性差的選定，通過預熱來避免出現冷裂紋。如其中一種鋼焊接不需預熱，另一種需預熱時，應采取預熱措施，實現焊接。而如果一種預熱溫度高，另一個預熱溫度低時，應選擇預熱溫度較高的為規范[6]。

2.3 嚴格執行焊接工藝進程

嚴格并正確執行焊接工藝進程。首先，應當制定正確焊接工藝進程，它是一種細則文件，即要求細致度高、科學性強，以細則文件對加工細節、實踐要求做出規范統一，對焊接工藝、焊接質量做出有效評定。最終有效保證焊接的細節到位、規范操作和質量達標。同時，焊接人員應當針對不同的產品焊縫、特殊的產品性能需求、質量要求等，充分運用自身的實踐知識、理論知識，規范執行焊接工藝進程，從而給予焊接工藝、壓力容器整體質量上的最大保障。

3 結束語

綜上所述，異種鋼焊接具有難度，再加上自身具有特殊性和選擇性，可能給壓力容器的焊接增加難度，也容易出現焊接缺陷和質量隱患。從辨別難度、檢查方法上，可分為外觀缺陷和內部缺陷。對此，必須分析研究產生缺陷的根本原因，并采取預防和控制措施，同時堅持四項基本原則：合理選取焊接材料、設計合理的坡口形式、確定合理的焊接工藝參數、制定并嚴格執行焊接工藝進程，以此來有效預防和控制焊接的缺陷，最大限度地提高壓力容器的質量、性能和使用壽命等水平。

[1] 羅剛.異種鋼焊接性能分析與研究[J].科技創新與應用，2013，（10）.

[2] 周靈軍.異類異種鋼焊接問題及對策[J].化工機械，2011，（3）.

[3] 武占芳.異種鋼焊接技術在檢修中的應用[J].化工設備與防腐蝕，2002，（4）.

C o mmo n D e f e c t s a n d P r e v e n t i o n o f D i s s i mi l a r S t e e l We l d i n g i n P r e s s u r e V e s s e l

Dai Feng

With the development of science and technology，the production equipment tends to be large and intelligent，and only single metal material can not meet the requirement of product performance.According to the different requirements of the welding process and parts And play a heterogeneous steel material or combination of comprehensive performance.In this regard，the article will analyze its common defects，hazards and causes，and put forward the corresponding preventive measures，so as to prevent and control to ensure that the quality of dissimilar steel welded structure，The.

pressure vessel；dissimilar steel welding；common defect；preventive measure

TG441.7

A

1003-6490（2017）08-0084-02

2017-06-05

代峰（1980—），男，河北保定人，助理工程師，主要從事石油、石化、化工壓力容器設計多年。