低溫鋼制壓力容器焊接工藝分析

何忠田

（珠海共同低碳科技股份有限公司，廣東 珠海 519090）

低溫鋼制壓力容器焊接工藝是焊接在低溫環境下的低應力容器，壓力容器的焊接質量對容器的密封性和安全性有著重要影響，在能源、化工行業低溫鋼制壓力容器使用非常廣泛。我國低溫鋼制壓力容器焊接工藝水平在不斷提升，其質量水平也在不斷提高。在低溫鋼制壓力容器焊接過程中，一定要根據其技術要點，滿足其質量和密封度要求，確保其符合相關行業標準。

1 低溫鋼制壓力容器焊接工藝的現狀

在低溫鋼制壓力容器焊接過程中，鋼的韌性與溫度有著正相關的關系，溫度越低的情況下鋼的韌性也低。在低溫情況下，鋼質材料極易出現破壞性的脆性斷裂。我國的低溫鋼制壓力容器在能源和化工行業中有著重要的作用，對于低溫鋼制壓力容器的抗低溫脆化能力有嚴格要求，因此低溫鋼制壓力容器的焊接工藝必須得到嚴格的控制。

（1）低溫鋼制壓力容器焊接的外部質量問題。

在我國的低溫鋼制壓力容器焊接過程中，經常出現許多質量問題，其中外部焊接質量問題包括：由于焊接操作不合理或者焊接技術不靈活造成的容器局部應力增大而出現變形，降低了壓力容器的安全性和密閉性；在焊接工作進行時如果焊接設備的電流強度不足，就會導致焊縫寬度變窄，導致焊接尺寸不符合要求，如果焊接設備的工作電流過大，焊接技術不規范，就會出現咬邊現象；在焊接結束后沒有按照相關要求進行保溫處理，焊條溫度驟然降低，會導致焊接材料出現劇烈收縮二出現裂紋或脆斷的現象；焊接工藝不規范容易使容器出現凹陷[1]。

（2）低溫鋼制壓力容器的內部質量問題。

內部環節質量問題包括：焊接池內的氣泡沒有及時溢出或者金屬表面的油污會造成氣孔；由于焊接設備電流強度不足、焊接操作太快造成焊道不平整；在焊接接頭未完全融化時，焊接部分之間會存在一定間隙，不能達到很好的焊接效果，會影響到壓力容器的穩定性和密封性；低溫環境下焊接設備使用正常溫度下的電流進行焊接，會導致焊條融化不完全，形成夾渣、未熔透等現象。

2 低溫鋼制壓力容器焊接工藝技術要點

（1）焊前預熱技術。

在焊接過程中，焊接前的溫度和焊接過程中的鋼材溫度差別較大，就會造成焊接材料劇烈的熱脹冷縮現象，嚴重影響到壓力容器的穩定性和嚴密性。要使壓力容器滿足工藝和質量要求，就要降低焊接過程與焊接前后的溫差，使得焊接材料收縮均勻，在焊接過程中使其均勻升溫。保證焊接前與焊接過程中的溫度穩定性，使壓力容器趨于穩定性。

（2）焊后熱處理的質量控制。

在焊件熱處理過程中，對焊接材料進行保溫可以減少焊接材料的裂縫，防止裂縫對焊接工藝的質量和效果產生影響。對焊接材料進行二次加熱，可以減少焊接材料斷裂的情況發生，在焊接完成后將材料進行二次加熱，可以使得焊接材料不會因為氣溫驟降產生裂紋，因此焊后加熱對焊接質量具有非常明顯的作用[2]。

（3）完善低溫鋼制材料的管理制度。

低溫鋼制材料的管理對于焊接工藝的順利實施具有重要的作用，低溫鋼材的現場管理需要制定全面的管理制度，在施工現場絕不能將低溫鋼與普通鋼材相混淆，避免埋下安全隱患，重視低溫鋼表面的質量，在存儲和運輸過程中要將鋼材表面使用顏色進行分類標記，管理人員要隨時監督，避免低溫鋼材表面做鋼標，管理低溫鋼和焊條的技術人員要熟悉低溫鋼和焊條的區別，避免混淆[3]。低溫鋼材的采購和使用必須使用專門的記錄，并做好剩余材料的管理和遷移工作，低溫鋼材料要根據批號和尺寸分類，與地面之間的距離不能小于300毫米，嚴禁直接將低溫鋼放置在地面上。

（4）選擇合適的焊接方法

低溫鋼制壓力容器的焊接方法主要包括電極電弧焊和埋弧焊，在焊條使用前必須保證其完全干燥，將其放入便攜式保溫管中，焊接材料采購前必須進行質量檢查，檢測焊接材料的質量，保證低溫焊接材料的制作符合相關的行業標準，確保材料供應商擁有合法營業執照和材料制造商的銷售授權書，低溫鋼壓力容器焊接工藝在選擇焊接材料時要保證材料具備以下要求：焊縫中含有有害雜質少的焊接材料，焊接材料的選擇要關注低溫焊接金屬的韌性[4]。

（5）低溫鋼制冷裂紋的防治措施

低溫鋼制冷裂紋的防治措施包括減少氫氣源，選擇低氫焊條，置于空氣中4h必須干燥，保證完全干燥保存并且最多干燥一次，焊前預熱后要做到緩慢冷卻，并及時進行焊后熱處理，非焊接部位不能進行點焊。

要減少裂紋的產生，減少安全隱患，就要使用正確的焊接參數，出現裂紋時要及時用砂輪完全拋光去除，避免再次進行出現裂紋，將凹坑移動到焊件外部。

（6）焊后保溫和防風技術

在焊接完成后可以采取包裹容器的方式進行保溫，減少焊接材料出現裂縫和脆斷現象，同時可以有效控制焊接后的鋼制材料的散熱，防止溫差過大影響到焊接工藝的效果。

焊接時的低溫環境會對焊條的加熱效果產生影響，出現夾渣、未熔透等現象。低溫環境下一定要注意防風，防止焊接過程出現偏差，在焊接過程中選擇適當的防風場所或防風設備，提升焊接環境溫度，減少焊接前后的溫差。

低溫鋼制壓力容器焊接是一項具有高度專業性的技術工藝，對石油、化工等行業有重要作用。在低溫鋼制壓力容器的焊接過程中，要保證壓力容器的密閉性和安全性，保證其在使用中的質量安全和使用壽命，就要嚴格按照行業質量標準和焊接流程，做好在焊接前后的材料管理和質量管理，保證壓力容器焊接質量，提高低溫鋼制壓力容器焊接工藝水平。