壓力容器工藝缺陷產生原因及控制淺析

王秀一

摘 要 壓力容器是能承受一定的溫度和壓力作用的密閉容器，廣泛應用于工業生產作業中，在使用過程中因為時間和質量問題會出現破損現象，制造產生的缺陷是壓力容器發生破損的最主要原因。本文就壓力容器常見工藝缺陷及產生的原因和防止出現工藝缺陷的控制方法進行探討。

關鍵詞 企業生產 壓力容器 工藝缺陷

在工業化生產中，壓力容器是一種常見的設備，但是其在使用過程中非常容易出現工藝缺陷，對生產安全造成威脅，因此在實際的生產過程中，只有加強對壓力容器常見工藝缺陷的原因分析，才能控制缺陷，提升設備的運行安全性和可靠性。

一、壓力容器常見工藝缺陷及產生的原因

壓力容器是工業生產的重要設備，因工作量繁重對壓力容器的工藝要求較高。

（一）裂紋缺陷以及產生的原因

壓力容器在實際使用過程中經常出現裂紋，對于裂紋，可以分成冷裂紋和熱裂紋兩種。對于冷裂紋來說，一般是在壓力容器焊接過程中或者焊接之后出現的。對于壓力容器來說，其材料主要以碳素鋼最常見，這種材料中碳的含量非常高，因此對其進行焊接時就會使鋼材出現淬硬傾向，導致冷裂紋的發生。如果應力過于集中也會導致冷裂紋的出現，這是容器本身的結構導致的。在容器的結構發生非常大的變化的部位，如容易開孔的部位，此時焊接的拉應力會比接頭的強度極限更大，接頭就不能承受，最終導致裂紋的發生。材料的選擇不當也會導致冷裂紋的發生。在焊接過程中，如果選擇焊接的材料和母材的材料不匹配，材料的強度或者性能和成分等具有較大的差異，也會導致冷裂紋的發生。另一種裂紋是熱裂紋，是在高溫的環境下產生的。材料的選擇不當同樣是熱裂紋產生的重大因素，如果壓力容器使用了一些限制鋼材和焊材，其中就會含有一些有害的物質，當含有這些物質時，在高溫下就會產生裂紋。如果焊接工藝不恰當，也會導致熱裂紋的產生。在焊接過程中，應該嚴格按照焊接的設計圖紙進行，并選擇科學的坡口設計。但是在實際的焊接過程中，人們往往焊接過于隨意，不僅沒有嚴格按照圖紙焊接，對于坡口形式也非常隨意。為了快速焊接，會使其加工口變小，形成深窄的坡口，此時就容易在焊接的中心形成裂紋。

（二）未焊透以及產生的原因

未焊透是壓力容器的一種常見工藝缺陷，是指在焊接過程中，焊接的接頭底部沒有完全熔透，尤其是在現場管道的焊接中非常容易發生。一般出現這種缺陷有三方面的原因。在焊接過程中，如果操作過于粗糙，沒有嚴格按照焊接的條件和工藝進行就會出現未焊透的情況。在焊接過程中，如果焊接使用的焊條不符合要求，操作過程發生歪斜，坡口的根部未清理干凈，存在一定的油污或者銹都會導致未焊透的情況發生。另外，如果焊接的工藝不符合要求也會導致未焊透的情況。在實際操作中，具體表現在焊接的速度太快、焊接使用的電流太小以及焊接的極性接反，使用電弧焊接時，其發生吹偏，均會導致未焊透情況的發生。

（三）未熔合以及產生的原因

未熔合也是焊接過程中的一種常見的缺陷，在實際的焊接過程中，是指焊道和焊道之間沒有完全融合。這種缺陷主要是在焊接過程中焊接的速度太快、焊接的極性接反以及焊接的電流太小等導致的。但是從主觀上來說，主要是焊接工人的責任心不夠強所致，其在焊接的過程中沒有嚴格按照焊接的規范和作業指導來完成。

（四）夾渣以及產生的原因

夾渣是指在焊接之后一些金屬夾雜物殘留在焊縫中的一種現象，主要是在操作過程中不規范導致的，熔池中的熔渣還沒有付出并進行操作，最終導致其在焊縫中出現。

（五）氣孔以及產生的原因

在壓力容器的焊接過程中，如果在凝固過程中，熔池中的氣泡沒有逸出就會殘留在焊縫中，最終在焊縫中形成一個空穴，這就是氣孔。氣孔產生的原因主要有兩個方面。首先，在焊接的過程中，如果焊接使用的焊條沒有及時烘干和保溫，就會失去保護作用，而形成氣泡。其次，如果焊接過程中的收弧太快，沒有發揮好保護作用，空氣中的氮氣就會進入其中而形成氣泡。

（六）外部缺陷以及產生的原因

外部缺陷主要是指壓力容器在使用過程中出現凹陷、焊接變形、咬邊和焊瘤等情況。外部缺陷主要是在焊接過程中焊接技術水平較低導致的。在焊接過程中，如果沒有將不同的焊件有效融合在一起，而是錯開了，就會發生錯邊。咬邊也是一種常見的外部缺陷，主要是焊接過程中焊接技術的應用不合理或者焊接參數的設置不夠合理導致的。

二、壓力容器常見工藝缺陷的控制措施

為了避免夾渣和氣孔的形成，在焊接過程中要確保準確的焊接電流，并且合理控制焊接速度，不能一味追求焊接的速度，同時確保坡口邊緣的整潔和干燥。為了避免裂紋的發生，在焊接的過程中，要控制好焊接的工藝參數，冷卻的速度要合理控制，并且要適當提高焊縫的外形系數。如果是采用小電流焊接，一定要確保多層和多道焊接的使用，才能避免中心發生裂紋。對于未焊透和未熔合的情況，則要明確允許的缺陷尺寸，一旦發現未熔合要及時補焊。焊接時要采用適宜的電流，保持焊接速度的穩定和固定。發現坡口表面具有油污和氧化皮，一定要及時處理，確保其干凈整潔。另外，我們要重視焊接前的材料選擇工作，根據壓力容器本身的力學性能設計要求選擇焊接材料。在焊接前要制定合理的焊接順序、焊縫形狀和坡度并精準嚴格規范操作，做到必要的耐壓試驗、無損探傷等外觀檢驗，以保證容器的安全使用。

總之，為了避免各種缺陷的發生，一定要做好焊接工作，加強技術管理，保證壓力容器在制造過程中的焊接質量，保證壓力容器安全運行。

（作者單位諸城蓮春天然色素提純有限公司）

參考文獻

[1] 俞海濱，劉玉梅.壓力容器常見工藝缺陷產生的原因分析[J].純堿工業，2013（02）：39-41.