壓力容器焊接新技術與應用實踐

高圓圓 呂申濤

摘 要：在壓力容器制造中，焊接技術對于壓力容器質量有直接 的影響。隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的焊接新技術得到 了廣泛應用，對于壓力容器制造企業(yè)的發(fā)展具有重要作用。在壓力容器制造中，需要多個環(huán)節(jié)，其中焊接技術是其中非 常重要一部分。通過焊接新技術的應用可以在很大程度上保 證壓力容器質量。本文主要對壓力容器焊接新技術及其應用 進行了闡述，希望能夠提升大家對壓力容器焊接新技術認識。

關鍵詞：壓力容器;焊接新技術;應用;實踐;分析

1壓力容器焊接概述

當前工業(yè)生產中壓力容器的應用比較普遍，尤其是在煉 油廠以及冶金、化工等行業(yè)生產中，壓力容器的應用更是表 現出了極強的作用價值。從壓力容器的具體應用來看，其作 為一種應用廣泛的特種設備，主要應用于儲存、反應、運輸 液體或者氣體，需要承載一定的壓力，通常密閉性要求較高。一般而言，壓力容器的工作壓力在 0.1MPa 以上[1]，在長期使 用運行條件中往往面臨著較高的溫度和不同的腐蝕介質，以 及環(huán)境條件的差異，所以對壓力容器的運行性能必然也就有 較高的要求。結合以往壓力容器在長期運行中出現的質量缺 陷和問題進行分析，焊接區(qū)域出現泄漏或者是破損的概率相 對于其他部位更高，威脅性也更為突出，這也就必然需要重 點圍繞著壓力容器的焊接工藝和焊接技術予以高度關注，確 保焊接技術成熟，焊接工藝更為規(guī)范可靠，就能有效提升焊 接質量，避免在高溫高壓下出現異常問題。由于壓力容器的后續(xù)應用環(huán)節(jié)相對惡劣，不僅僅涉及超 高溫或者是超低溫環(huán)境，還承受著較高的壓力，相關介質也 存在著明顯的腐蝕性或者易燃易爆特點，容易導致容器在長 期應用下受損，如此也就增加了壓力容器出現安全事故的幾 率。

因此，壓力容器的焊接必然需要確保相應材料的結合度 更為理想，可以表現出較強的整體密實度，進而也就能夠較 好提升壓力容器的后續(xù)穩(wěn)定運行效果，滿足當前越來越苛刻 的壓力容器性能要求。基于此，在壓力容器的生產制造中重 點關注于焊接環(huán)節(jié)成為關鍵任務，相關技術人員需要選擇適 宜的焊接技術手段，確保壓力容器的相關部位的強度、密封 性等指標能夠滿足國家相關規(guī)范要求。隨著當前我國壓力容器焊接工藝的不斷創(chuàng)新發(fā)展，相關 技術手段越來越先進，眾多新型處理工藝的應用確實表現出 了理想的優(yōu)勢，不僅僅解決了以往壓力容器焊接中容易出現 的各類技術問題，還有助于提升壓力容器焊接的效率和可靠 性，操作便捷性同樣也越來越突出，值得進行深入探討，加大對各類壓力容器焊接新技術的研究力度，確保其能夠在壓 力容器焊接中表現出更強的積極作用。

2 壓力容器焊接新技術的探索

2.1 窄間隙埋弧焊技術

在焊接壓力容器過程中需要根據壓力容器的 類型選擇合適的焊接技術。壓力容器的壁厚度如果 小于 100mm，就可以選擇 U 型或者是 V 型坡口對 其進行焊接。如果壓力容器壁厚度大于 100mm 時[2]，采用這兩種類型的坡口不會實現預期的焊接效果，同時還會使資源得到不必要的浪費，在這種情況下 可以使用窄間隙埋弧焊進行焊接，從而有效地處理 這一問題。窄間隙埋弧焊技術是基于傳統(tǒng)焊接技術的基 礎上演變而來，通過使用特殊的焊絲和保護氣，再 加上焊縫跟蹤技術與導入技術進行工作。窄間隙埋 弧焊在運用過程中呈現出諸多的優(yōu)勢，如：焊接速 度快、節(jié)省能源等;在焊接過程中，上道工序就可以 為下一工序進行提前預熱，后道工序可以給上道工 序回火，從而使焊接接頭機械的性能得到有效保 證。雖然使用窄間隙埋弧焊技術能夠使殘余應力大 大降低，實現自動化生產等，但是在實際運用過程 中還存在一系列的問題。因為厚壁壓力容器對焊接 質量具有非常高的要求，需要花費大量的時間進行 裝配;在使用窄間隙埋弧焊技術過程中如果發(fā)生問 題就會很難修復。同時操作人員在使用窄間隙埋弧 焊技術過程中由于缺乏對相關知識的認知，感覺預 留的間隙越小越好，但是間隙越小，就會增加修復 的難度，因此需要充分的了解窄間隙埋弧焊技術。在使用窄間隙埋弧焊技術過程中，需要其具有較強 的自動跟蹤功能;同時焊道和坡口側壁進行熔合，并且要熔入適量的母材金屬量;在使用過程中要求 焊道盡量做到薄而寬，進而能夠有效地將過熱促進 區(qū)的性能進行改變。

2.2 接管自動焊接技術及應用

在制造壓力容器的過程中，接管焊接技術出現的情況主要 有兩種：接管與封頭焊接、接管與筒體焊接。當遇到這兩種情 況時，可以運用接管自動焊接技術進行處理。對于接管和封頭的自動焊接可以分為兩種，分為向心接管 焊接和非向心接管焊接。在進行焊接工作前，首先要做的準備 工作是對使用該技術的設備進行自動定心，一般來說是運用焊 槍來對接管的管外進行自動定位，可以將焊槍的中心直接定位 在接管的中心，這與人工定位相比，減少了誤差，提高了精準 度，提高了工作效率。在以往的焊接過程中，經常使用的是馬鞍形狀埋弧焊接設 備[3]，可是該技術并不能運用到如今的壓力容器制造工藝中，主 要是因為運用在壓力容器厚度比較大時，馬鞍形狀埋弧焊接技 術無法對其進行操作，這時就可以采用新型的自動化技術與設 備進行處理，該技術與傳統(tǒng)的技術相比，擁有著較強的適應力，且自動化的設備可以精確焊接參數，運用標準的數學模型進行 自動焊接，通過機器與操作人員的相互配合，更好地提高工作 質量以及工作效率。

2.3 彎管內壁堆焊工藝

壓力容器的內壁焊接是確保容器能夠在長時間使用 下保持內壁完整性與穩(wěn)定性的重要技術之一。焊接人員 需要通過接管內壁堆焊的方式，使用不銹鋼的鍍層對內 部進行貼合，實現內壁的防銹隔熱效果。直管焊接與彎管焊接是在壓力容器的焊接過程中的 兩種主要焊接類型。相比于焊接工藝簡單的直管焊接，彎管的焊接過程更為復雜，而傳統(tǒng)的焊接技術對壓力容 器彎管內壁的焊接效果并不理想，其內壁的彎管弧度導 致傳統(tǒng)焊接過程較為拖沓，焊接人員需要在彎管切割后 進行焊接，其過程常常會消耗大量的人力資源。因此，彎管內壁堆焊技術的使用是極有必要的。現階段的彎管內壁堆焊技術已經實現了多種角度的 焊接技術，包括較高角度的深度彎管焊接。通過對壓力 容器的彎管內壁的曲率半徑和內徑等指標進行測量，焊 接人員能夠利用彎管內壁堆焊技術構建相關的數學模型 并設置相關技術參數，最終使用自動焊接儀器完成內壁 的勻速環(huán)繞自動堆焊。

2.4 壓力容器的激光復合焊接技術運用

在當前的壓力容器生產制造中，鎢極填絲焊接技術主 要用于無法采用純氬氣保護的保護焊，使電弧在純氬氣中得 到有效控制，保障穩(wěn)定性，提升其運用效率[4]。且隨著科技發(fā) 展進步，激光電弧復合熱源這項新型焊接技術被發(fā)明出來，其能夠直接取代鎢極填絲氬弧焊在壓力容器中的作用，且一 般來說，其在應用過程中會在電弧熔池中形成獨特的空隙，其中會充滿金屬蒸汽，同時也能夠發(fā)出等電力離子體，進而 起到吸引電弧的效果。所以當前科技背景下的激光電弧復 合熱源焊接中，能夠直接采用純氬作為焊接時的保護氣體使 用，且此時的電弧能夠支持穩(wěn)定燃燒，并對壓力容器的焊接 具有高效性作用，在一定限度上提升了壓力容器焊接的質 量。數字化焊接電弧技術以及激光復合焊接技術的出現使得 壓力容器焊接技術工藝得到了長足的發(fā)展，并促使壓力容器 的生產質量得到提升，使其能夠逐漸應用于各類壓力容器的 焊接作用，進而發(fā)揮出壓力容器生產的經濟效益，滿足我國 工業(yè)發(fā)展所需。

3結束語

隨著科技的不斷發(fā)展，新型焊接技術不斷得到應用，在 很大程度上提升了壓力容器質量。但是我國壓力容器焊接技 術和發(fā)達國家還有一定差距，需要加強研發(fā)，縮小和發(fā)達國 家的距離，更好提升壓力容器焊接質量。

參考文獻

[1]梁青.壓力容器焊接新技術及其應用[J].化工管理，2017（15）：124-125.

[2]王新梅.壓力容器制造中的焊接新技術及質量控制[J].化工管理，2017（11）：271.

[3]周吉軍，林文舉.壓力容器焊接新技術及其應用[J].中國設備工程，2017（06）：113-114.

[4]鞠彪，翟沛.壓力容器焊接新技術及其應用[J].石化技術，2017，24（01）：274.