鍋爐壓力容器焊接技術(shù)要點(diǎn)探討

馬韜

中核工程咨詢有限公司 北京 100071

1 鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量控制存在的問題

1.1 焊接材料影響因素

影響壓力容器質(zhì)量的一個(gè)重要因素就是選用的材料，其中包括焊條、焊絲等一些用于焊接所使用的材料以及保護(hù)氣體。但是，在實(shí)際的操作過程中，也存在一定的問題，其主要原因就是相關(guān)的技術(shù)人員以及管理人員對(duì)原材料的質(zhì)量疏忽管理，直接導(dǎo)致焊接質(zhì)量不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致壓力容器焊接失敗。同時(shí)，在原材料進(jìn)入施工場(chǎng)地時(shí)，要進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)工作，只有符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行下一項(xiàng)工作，隨后也要對(duì)焊接材料進(jìn)行復(fù)檢。在對(duì)焊接材料進(jìn)行儲(chǔ)藏時(shí)，要選去干燥的環(huán)境進(jìn)行儲(chǔ)存，避免焊接材料受潮，影響下一步工序的進(jìn)行，導(dǎo)致壓力容器焊接質(zhì)量不過關(guān)[1]。

1.2 操作人員技能因素

對(duì)于自動(dòng)化程度比較高的焊接工藝，同樣需要人為對(duì)其相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。現(xiàn)如今的焊接技術(shù)人員普遍存在的問題就是相應(yīng)的技術(shù)不過關(guān)，這樣會(huì)嚴(yán)重影響焊接質(zhì)量。

2 鍋爐壓力容器焊接技術(shù)

2.1 窄間隙埋弧焊技術(shù)

其主要利用于厚板焊接方案，對(duì)于厚度大于一百厘米的母材焊接有巨大優(yōu)勢(shì)，在壓力容器制造中實(shí)現(xiàn)了廣泛利用。窄間隙埋弧焊技術(shù)能夠提高焊接材料應(yīng)用率，減少材料應(yīng)用數(shù)量，在很短的時(shí)間內(nèi)完成焊接工作。此技術(shù)在焊接中所承受的應(yīng)力比較小，發(fā)生形變的概率較低，同常規(guī)的技術(shù)相比有很多優(yōu)勢(shì)，如質(zhì)量高、成本小等。在我國焊接方面窄間隙埋弧焊技術(shù)已發(fā)展成熟，通過實(shí)踐表明，此項(xiàng)技術(shù)可以切實(shí)提升壓力容器的焊接水平，確保其在生產(chǎn)運(yùn)用中的安全性。

2.2 彎管內(nèi)壁堆焊技術(shù)

第一，三十度彎管內(nèi)壁堆焊。其是利用焊機(jī)自身的五軸協(xié)調(diào)來進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的，結(jié)合預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型，焊機(jī)三周運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接；在焊接中，焊接搖擺幅度需同工件運(yùn)作完全協(xié)調(diào)，確保運(yùn)行速度平穩(wěn)。當(dāng)焊接完成一圈后，需變動(dòng)擺角位置，在焊機(jī)移動(dòng)后展開自動(dòng)定位。在內(nèi)壁堆焊中，要高度重視焊機(jī)位置控制，正常狀況下，調(diào)整搖擺幅度，焊機(jī)工作進(jìn)入收尾階段是，再次調(diào)整搖擺幅度，確保內(nèi)壁焊接的層次及結(jié)構(gòu)。在堆焊彎管內(nèi)壁時(shí)，需利用數(shù)學(xué)模型計(jì)算所需參數(shù)。盡可能應(yīng)用斷點(diǎn)記憶性能及自動(dòng)追蹤性能的焊機(jī)，其設(shè)備可以自動(dòng)復(fù)位，確保焊接工作有序開展。第二，九十度彎管內(nèi)壁堆焊。其施工技術(shù)具有較大的難度，在以往的技術(shù)水平較為滯后的背景下，主要是通過對(duì)30°彎管的施工操作流程進(jìn)行仿照，來實(shí)現(xiàn)焊接的。在具體焊接中堆焊的焊接設(shè)施，主要利用彎管母線的結(jié)構(gòu)，通過變位機(jī)旋轉(zhuǎn)焊接對(duì)應(yīng)的焊接點(diǎn)。此種焊接手段大大的提升了壓力容器內(nèi)壁焊接工作水平[2]。

2.3 自動(dòng)化技術(shù)

焊接自動(dòng)化主要是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)通過預(yù)先設(shè)定的一些相應(yīng)的焊接參數(shù)，對(duì)焊接的工作進(jìn)行自動(dòng)化具體應(yīng)用。自動(dòng)化的最大目的不僅在于保證焊接的質(zhì)量，使勞動(dòng)的強(qiáng)度有所減輕，還在于能有效地改善勞動(dòng)條件。現(xiàn)階段在焊接自動(dòng)化領(lǐng)域運(yùn)用最多的就是開環(huán)控制系統(tǒng)，主要就是運(yùn)用多種自動(dòng)焊接機(jī)的方法進(jìn)行焊接。但是現(xiàn)在一些比較先進(jìn)和復(fù)雜的焊接技術(shù)系統(tǒng)采用的都是閉環(huán)控制，閉環(huán)控制系統(tǒng)主要是借助一些相應(yīng)的自動(dòng)化裝置、產(chǎn)線和與焊接機(jī)相互配套的前后工序。譬如零件的成型和坡口的制造、零件的相關(guān)裝配、對(duì)定位裝配的零件進(jìn)一步的水平精密定位、對(duì)焊接后的焊口進(jìn)行清理、對(duì)完成裝配零件的搬運(yùn)工作的機(jī)械自動(dòng)化處理，為的就是讓這些工序能夠自動(dòng)進(jìn)行。現(xiàn)在生產(chǎn)商最常用的焊接自動(dòng)化系統(tǒng)大都是氬弧焊自動(dòng)化系統(tǒng)、電弧焊自動(dòng)化系統(tǒng)和電阻點(diǎn)焊自動(dòng)化系統(tǒng)、微型計(jì)算機(jī)控制焊接系統(tǒng)和比較先進(jìn)的機(jī)器人焊接，其中氬弧焊和電弧焊這兩種自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)用得比較多，微型計(jì)算機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)器人的焊接由于造價(jià)比較高，在造價(jià)資金方面一些廠家難以接受，所以在推廣的過程中就受到了很大的限制。

鍋爐壓力容器不僅包含鍋爐，也包含了壓力容器。這兩種設(shè)備都是比較特殊的設(shè)備，所以在工業(yè)的生產(chǎn)中占據(jù)的地位比較高。鍋爐，顧名思義，就是通過相關(guān)燃料的燃燒或者其他能源的轉(zhuǎn)換，使其產(chǎn)生熱能使水加熱成為熱水或者成為水蒸汽的機(jī)械設(shè)備。壓力容器是在工藝生產(chǎn)的過程中能夠承受一定氣壓壓力的機(jī)械設(shè)備。這兩種設(shè)備對(duì)焊接過程中相應(yīng)的工藝都有比較高的要求，例如焊接過程中對(duì)焊接緊密性的要求以及對(duì)焊接的牢固性的要求等。除此之外，焊接工藝的好壞會(huì)直接影響鍋爐的安全使用，因?yàn)橹挥懈哔|(zhì)量的焊接工藝才能為鍋爐壓力容器做好安全保障。

3 焊接工藝及質(zhì)量?jī)?yōu)化

3.1 底層焊

此種焊接方法一般使用氫弧焊，對(duì)底層進(jìn)行焊接，以點(diǎn)焊方式相配合，由上至下。以確保底層焊縫焊接均勻、降低焊縫裂紋的出現(xiàn)概率。但是實(shí)際的焊接工作中，可能會(huì)由于焊接工技術(shù)不熟練或者勞動(dòng)強(qiáng)度過大導(dǎo)致精神不集中，使得焊縫分布不均勻，因此在底層焊結(jié)束之后，要對(duì)焊接情況進(jìn)行重復(fù)檢查，保證質(zhì)量[3]。

3.2 中層焊以及表面焊

在中層焊作業(yè)開始之前，要進(jìn)行一些準(zhǔn)備工作，即對(duì)需要進(jìn)行焊接處進(jìn)行檢查，主要是觀察底層焊有無問題出現(xiàn)。至于對(duì)中層焊自身作業(yè)來說，主要選用直徑為3．2mm的焊條為佳，因?yàn)樵撝睆降暮笚l能夠保證焊接厚度，使其能夠達(dá)到焊條的10倍左右，以此來增強(qiáng)焊接效果。

3.3 焊后熱處理

此步驟主要是為了能夠消除焊接所殘留下來的熱量，避免在自然冷卻中產(chǎn)生冷裂紋，這對(duì)鍋爐壓力容器的質(zhì)量保證至關(guān)重要。通過焊后熱處理模式，即保證了其產(chǎn)品的高質(zhì)量，又節(jié)省了單次成本達(dá)五萬元以上。

3.4 無損檢測(cè)

利用三維技術(shù)對(duì)壓力容器質(zhì)量進(jìn)行檢查，其主要的目的就是容器壁焊接口處是否有污染物導(dǎo)致焊接出現(xiàn)縫隙。儀器檢測(cè)就是利用高科技儀器對(duì)壓力容器進(jìn)項(xiàng)全方位的掃描，其主要的利用放射線、超聲波以及聲發(fā)射檢測(cè)等電磁波。改種方法能夠快速全面的檢測(cè)出壓力容器是否有缺陷，適合廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語

綜上分析，對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)來講，合理應(yīng)用壓力容器十分重要，其同工業(yè)生產(chǎn)安全有莫大聯(lián)系。現(xiàn)如今，隨著科技水平的提升與新技術(shù)的引入，我國焊接技術(shù)水平持續(xù)提升，不斷朝著現(xiàn)代化、數(shù)字化方面前景，給壓力容器制造奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。通過合理運(yùn)用焊接技術(shù)，加強(qiáng)了壓力容器的質(zhì)量，這對(duì)我國工業(yè)發(fā)展具有推動(dòng)作用。