談壓力容器焊接與質量控制

孫忠國 馬蕊 暴春娟

摘 要：壓力容器在許多領域之中都有著廣泛的應用，而在壓力容器進行生產的過程中，往往離不開焊接作業，焊接的質量對于壓力容器的質量有著非常重要的影響，所以必須要注重對于焊接質量的控制。所以本文將重點探討壓力容器焊接時容易出現的問題，造成的缺陷，以及如何保證壓力容器的焊接質量，實現對焊接質量的有效控制，進而提出以下內容，希望能夠為工作人員提供相應的參考價值。

關鍵詞：壓力容器；焊接；質量控制；分析

1導言

壓力容器在焊接時，其強大的致密性對壓力容器焊接質量的影響很大，如果壓力容器在焊接過程中存在問題，很可能會導致壓力容器在運用過程中產生重大的安全事故，如爆炸事故或者泄露事故等。基于此，對壓力容器的焊接種類、焊接過程中可能存在的問題以及控制焊接質量的方法和措施進行研究與探討，旨在提升壓力容器焊接的質量，使得壓力容器焊接的更加穩定和安全，提升壓力容器的運行效率。

2鍋爐壓力容器焊接質量控制存在的問題

2.1焊接材料影響因素

焊接材料也對于壓力容器的焊接質量造成影響。通常情況下，焊接工作所需要使用的焊接材料主要包含焊絲、保護氣體、焊條等相關材料。為了確保壓力容器的焊接質量，需要加強對原材料的管理。然而，實際焊接階段，管理人員對焊接材料重視程度不足，導致焊接所使用的原材料質量存在問題，或者質量遠低于設計標準，不能保證壓力容器的焊接質量。焊接材料的控制：按相應制造標準，焊接材料必須滿足NB/T 47018《承壓設備用焊接材料訂貨技術條件》等國內焊接材料標準或ASME SFAXX等國外焊接材料標準要求。根據項目的具體要求，一般焊接材料入廠時還須逐批進行復驗，以確保焊接材料滿足要求。材料入廠后應對儲存、運輸等進行控制，控制要求應滿足JB/T 3223《焊接材料質量管理規程》的規定，對焊條、焊劑等，使用前需根據焊材性能選擇合適的溫度進行烘焙，烘焙后一直到使用前須控制在特定的保溫溫度下，以免受潮影響焊接質量。

2.2操作人員技能因素

在進行壓力容器焊接過程中，對操作人員提出了較高的要求，并且操作人員的理論知識、個人技能和工作態度都會對焊接質量產生決定性的影響。對于自動化程度比較高的焊接工藝，同樣需要人為對其相關參數進行調整。因此，操作人員操作時粗心大意、質量意識差、操作技能低、不遵守焊接工藝規程、操作技術不熟練等都會對壓力容器焊接質量產生一定的影響。加強對于操作人員的培訓操作人員對于壓力容器焊接質量所起到的作用是不容忽視的，同時工作人員的工作技能、專業水平和工作態度都會對焊接質量產生影響。在進行壓力容器焊接過程中，要加強對操作人員的培訓工作，具體做到以下幾點：（1）提高操作人員的專業技能。在進行壓力容器焊接過程中，操作人員需要端正自己的工作態度，充分意識到專業技能的重要性，并不斷加大對操作人員專業知識和技能的培訓工作，以便更好地提高他們的專業技能水平。（2）保持正確的工作態度。明確操作人員的基本任務和職責，逐漸培養他們的責任心，使他們對壓力容器焊接工作比較感興趣，從而對工作一心一意，并負責到底。（3）對操作人員進行嚴格考核。要求所有操作人員必須持證上崗，讓專業水平和操作技能比較高的人員來擔任壓力容器焊接工作，以確保焊接的整體質量。同時還需要定期對操作人員進行考核，只有考核符合要求的操作人員才允許開展工作。

3焊接“工藝方法”控制

3.1焊接工藝試驗

對于壓力容器選用材料，特別是工廠首次使用的應進行焊接工藝試驗，其中主要包括材料焊接性試驗、焊接方法和焊接材料的選用驗證、焊接工藝參數的確定、預熱。層間溫度、熱處理方案的確定并對焊縫和焊接接頭各項性能進行試驗和評定，在焊接工藝試驗中，應注意所確定的焊接方法和各項焊接參數對產品制造的可執行性，以及所得焊縫和焊接接頭各項性能數據的準確性和穩定性。

3.2焊接工藝規程

根據焊接工藝試驗的結果，并結合產品焊縫的具體結構編制產品焊縫的焊接工藝規程（WPS）。焊接工藝規程中應包括壓力容器上每1條承壓焊縫的各項內容，主要有被焊母材牌號及成分、母材厚度、焊接坡口形式及尺寸、焊接方法、焊接材料的牌號及其規格、焊接電流、焊接電壓、焊接速度、最低預熱溫度、最高層間溫度、熱處理方法、焊接操作程序、對焊縫的檢驗方法及合格標準等。

3.3焊接工藝評定

壓力容器焊接必須依據經過評定合格的焊接工藝規程，并根據相關產品的焊接評定標準進行焊接工藝評定試驗，編寫焊接工藝評定記錄（PQR）。若工藝評定試驗的結果全部符合預定的評定要求，則認為評定合格，可用于壓力容器焊接，若工藝評定試驗的結果未能達到預定的評定要求，則認為該評定的WPS不合格，不允許應用到產品焊接，應進一步分析工藝試驗結果，對焊接工藝規程進行修改和補充，再進行一次工藝評定試驗。

3.4加強焊接質量工藝員工作

首先，要做到對焊接工人上崗資格的控制，組織焊接工人在焊接壓力容器前按照《鍋爐、壓力容器、壓力管道焊工考試與管理規則》進行培訓、考試、獲得上崗資格，才能進行壓力容器焊接。單位要指定人員檢查和監督焊接工作，組織經驗豐富的焊接操作人員，根據實際情況和產品參數，嚴格執行國家標準，對焊接操作人員進行崗位培訓，加強操作人員的質量意識，提高操作人員的工作責任感，專職檢查焊接工序。

3.5加強無損檢測控制

無損檢測技術的常用方法無損檢測技術常用的檢測方法主要有兩種形式，首先是目視檢測，然后再借助高端儀器。目視檢測的范圍主要包括來自焊接部位表面的缺陷問題，如焊縫表面裂紋、凸凹、漏焊點、焊位銜接誤差等；目視檢查的第二項是壓力容器的內部，表面裂紋、起皮、拉線、劃痕、凸凹、斑點、腐蝕等缺陷；第三項則是按照技術要求規定的項目對壓力容器工作后的狀態進行內窺檢測；第四項是使用三維工業視頻內窺鏡對裝配質量進行檢查；第五項是多余物檢查，主要是檢查產品內腔殘余屑、外來物等。無損檢測技術所應用的另外一種常用方式，也是壓力容器無損檢測的主要方式，就是用高端技術手段、借助高科技儀器進行的檢測，主要包括：射線檢測、超聲波檢測、磁粉檢測、滲透檢測、聲發射檢測、磁記憶檢測。

4“環境”因素控制

在壓力容器制造過程中應該對焊接環境進行嚴格控制，依照GB150與JB/T4709標準對焊接環境的要求：一是焊接環境溫度不得過低，不銹鋼材料焊接作業區環境溫度低于0℃時，不允許焊接作業；但可以采取保溫、升溫措施，保證焊接作業區環境溫度不低于5℃，對于一般碳鋼材料當焊件溫度為-20℃-0℃時，應將待焊接處及周邊100 mm范圍內預熱到15℃以上，當焊件溫度低于-20℃時，不宜焊接。二是焊接周邊風速限制，對于氣體保護焊焊接風速應小于2 m/s，手工電弧焊風速應小于8 m/s，超過要求或焊接作業區若有串堂風或鼓風機時，應采取防風措施。三是焊接作業區的相對濕度不得大于90%，應盡量保持干燥。四是焊接作業現場不存在導電粉塵或現場地面金屬導電物質占有系數大于20%。在不銹鋼設備加工、焊接過程中應嚴格控制鐵離子和其他有害雜志的污染，由于不銹鋼材料表面覆有氧化膜，可對母材起到很好的保護作用，但不銹鋼表面容易被鐵末、鐵粉或鐵銹污染，鐵粉與母材附近氧氣反應造成此處不銹鋼氧化膜的自然形成難度增大，鐵氧化后形三氧化二鐵等物質與空氣中二氧化碳的溶解，這就在鐵和不銹鋼之間形成了1個碳酸性缺氧環境，并伴隨著三價鐵離子的電解質環境，不銹鋼表層的不完整氧化膜在該電解質環境中，氧化膜和裸露的母材之間組成了原電池，從而使基體遭受腐蝕容易產生點蝕。

壓力容器焊接過程中變形的控制對策主要表現在以下方面：首先原材料；

建立健全原材料的檢驗手段，使不符合生產要求的原材料被拒絕在生產環節外。在符合設計要求且成本允許的前提下，選擇機械強度符合設計需求、塑性、韌性、穩定性優良的原材料；選擇具有良好的熱加工性、焊接性能，且有腐蝕性介質、耐蝕性、抗氫性；選擇在高溫下具有良好的熱穩定性，且低溫下有良好的韌性。

其法；法作為生產工序中的工程語言，具有可追塑性。在生產過程中，應實施全面質量控制，貫徹工藝文件，執行工藝紀律，監督檢查工藝紀律，對工藝技術文件進行定期及不定期的改進與考核。在某種程度上，焊接工藝是決定壓力容器質量的關鍵因素。工藝文件應符合圖紙、標準法規，具備正確性、統一性、完整性、可操作；定期對工藝技術文件的使用情況進行檢查，及時對工藝文件進行修訂完善。

5結語

隨著新焊接設備、新方法、新工藝的不斷應用，焊接質量得到更大、更有效地提升，因此做好焊接控制尤為重要，為壓力容器焊接發展奠定堅實基礎。綜上所述，在進行壓力容器焊接過程中，要對各個環節存在的焊接缺陷和影響因素進行全面的分析，然后采取有效措施來給予預防和解決，這樣不僅可以確保壓力容器焊接工作的順利開展，而且還能提高壓力容器焊接質量的控制效果，提高其安全使用性能。

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（作者單位：大連萬陽重工有限公司）