上海凯贤流体科技有限公司 河北石家庄 050000
摘要：目前，随着我国化工技术的快速发展，压力容器的应用越来越广泛，在压力容器制作中，焊接过程是影响产品质量的关键因素，其质量的好坏直接决定一台压力容器的质量等级和使用年限。文章对压力容器用钢的焊接技术进行讨论，对比分析各种技术的特性和条件，提出工艺关注点和施工注意事项。
关键词：压力容器；焊接；质量控制
引言
压力容器是我国工业生产中必不可少的仪器设备，压力容器的使用，能够为工业生产提供极大的便利，压力容器在应用的过程中，对于容器的质量有着比较高的要求，容器内外之所以存在压力差，是由于容器的密封性能好，而密封性能又直接受到压力容器的焊接影响，如果焊接质量不足，就容易导致压力容器的密封性能出现问题，进而影响压力容器的质量和正常使用。因此在我国压力容器的制造和生产过程中，要求相关企业必须要加强对焊接工作的重视，保证焊接质量。
1压力容器的材料选择
1.1非受压元件
在进行材料选择的过程中，容器的非受压元件材料的低温韧性必须与焊接接头的性能相匹配，在进行容器制造的过程中，支座的材料选择是非常重要的，因为支座材料的低温韧性要与受压元件选择相同的材料，在制作的过程中，设定温度不能高于-70℃。支座材料的低温韧性能力，要比受压元件低1个等级，需要确保材料适用于设定温度高于-70℃，低于-20℃的容器制作。因为在进行材料安装的过程中，会受到周边环境温度的影响，所以应该对环境因素进行重点考虑。
1.2受压元件
在进行低温压力容器制造的过程中，选用的钢材料质量会直接关系到容器的使用效果，这种材料主要分为三种类型，不同的温度下可以选用不同的材料类型。钢材料在低温的状态下会出现失效的问题，导致这种问题出现的主要原因是因为脆性断裂。钢型材料一直处于低温条件下，如果有足够的缺口，或者是缺陷问题，都会导致材料出现断裂的现象。AKV作为钢材料低温条件下的冲击值，是钢材料出现缺口或者缺陷问题，在低温条件下出现变形能力，对裂纹进行拓展的一种敏感性能，是低温韧性的一种反应值，因此在进行材料选择的过程中，应该重点关注低温韧性的选择。在进行压力容器制作时，需要在足够的低温韧性条件下，选择强度比较好的钢材料，才能提高压力容器的质量。
2压力容器焊接质量缺陷
2.1外部原因引起的缺陷
我国压力容器在焊接的过程中，其焊接质量缺陷出现的很大因素是外部因素，主要集中于焊接加工的操作中。
2.1.1焊缝尺寸
压力容器的焊接工作并不是随意进行的，对焊接的位置和焊接的尺寸都有着严格的规定。可是在实际焊接作业的过程中却发现，很多技术人员对于焊缝尺寸的控制不到位，在焊接的过程中，相关设备的操作不规范、焊接的速度过快，这些都很容易导致焊缝的尺寸出现偏差，使焊缝周围的结构和材料也受到影响，而焊缝位置存在的预应力又会影响到压力容器整体的受力均衡。
2.1.2焊缝裂隙
压力容器在焊接结束之后，焊缝位置也很容易出现裂隙，这是比较常见的焊接质量问题，对压力容器质量的影响是很大的。焊缝之所以会出现裂隙，一个重要原因是焊接时对其原有结构造成了破坏。
2.1.3焊接咬边
咬边是指在焊接过程中由于焊接参数选择不当或者操作方法不正确，沿焊趾的母材位置产生的沟槽或凹陷。咬边会减少母材的有效截面积、在咬边出可能会产生应力集中，严重的会产生裂纹而断裂。
2.2内部原因引起的缺陷
在压力容器的焊接工作中，一些内部原因也容易引发焊接质量缺陷，比如焊接夹渣或者焊接气孔现象。夹渣是指残留在焊缝中的熔渣。该问题出现的主要原因是焊接过程中层间清渣不净、焊接参数选择或焊接操作不当、焊接材料与母材化学成分不匹配及坡口加工不合适等。
焊接气孔是指熔池中的气体在熔池凝固前未能逸出而残存与焊缝中形成的孔穴。坡口附近的油污锈迹未清除干净、焊条受潮、焊接参数选择不当及保护气体纯度不足均可导致出现气孔。
3压力容器用钢焊接技术
3.1锈钢压力容器的焊接
不锈钢就是在钢中增加Cr、Ni等合金元素，使钢处于钝化状态不易发生氧化的钢材，其具有不易生锈的特点。按相组织可分为铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢、双相不锈钢等。
压力容器中最为常见的是奥氏体不锈钢，由于奥氏体不锈钢的膨胀系数小，热导率小，焊缝易形成粗大的柱状晶粒组织。其粗大组织在受力时，易发生裂纹，该裂纹为热裂纹。在焊接过程中应注意以下几点：1.由于奥氏体不锈钢热导率小线胀系数大，应尽可能选用焊接能量集中的焊接方法。2.在焊接时，焊接电流要比焊接碳钢时更小。3.尽量采用小的热输入进行焊接。4.焊接前清理坡口及母材周边，减少有害物质的污染。随着技术的提高和化工行业的发展，越来越多的压力容器使用了双相不锈钢，所谓双相不锈钢，其相组织为含量相当的奥氏体组织和铁素体相组织。双相不锈钢强度高于奥氏体不锈钢，韧性高于铁素体不锈钢，且耐孔蚀、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。其焊接性较好不易产生热裂纹，但有可能产生氢致裂纹。在焊接时，需控制焊缝金属的奥氏体组织和铁素体组织的比例。因此，在焊接双相不锈钢时，要严格控制焊接线能量，层间温度和冷却速度。为了获得最佳的焊缝金属性能，建议最高层间温度控制在100℃。
3.2低合金钢压力容器的焊接
压力容器广泛采用的材料是低碳钢、普通低合金高强度钢、奥氏体不锈钢，其中尤以普通低合金高强度钢使用最普遍。由于低合金钢不同压力、容器工作温度相差很大，因此对于不同工作温度的压力容器应选用不同的材料。
强度高、塑韧性较好是低合金钢典型特点。低合金钢与低碳钢的焊接是有所不同的，由于一定的合金元素的存在，会造成焊接接头的脆化和软化以及出现焊接裂纹。在焊接过程中应注意以下几点：1.选用低氢或超低氢高韧性的焊接材料2.降低焊接线能量以避免热影响区粗晶区的脆化。3.对于碳和合金元素含量较高、屈服点也较高的低合金钢要增加焊前预热、焊后及时后热等措施。
3.3低温压力容器的焊接
在进行低温压力容器焊接的过程中，需要对钢材料进行调质处理，处理后的钢材料有很细的晶粒度，接头组织处同样含有很细的晶粒度，并且形成了较大的晶界面积。在进行焊接的过程中，影响焊缝的强度以及冲击韧性的主要因素是焊接线能量以及焊接材料的选择，包括在焊接的过程中选用的操作方法。如果在焊接的过程中，电流增大、速度减小就会导致焊接线的能量增大，一旦能量增大，冷却凝固降低，就会使焊缝的厚度增加，导致晶界面积减小，焊缝的晶粒之间会出现连续的碳化物析出现象，导致低温冲击韧性能力下降。新焊接道对上一层的焊接道存在回火作用，正常线能量的回火作用会提高焊缝的性能，但是线能量过大会导致回火温度增高，会降低低温冲击性指标。
结语
压力容器在生产的过程中，外部因素和内部因素都很容易引发焊接质量问题，而压力容器的焊接质量出现了问题，就会给其整体密封性和质量造成严重影响，导致压力容器性能出现问题，影响工业生产。因此在我国压力容器的加工生产过程中，要求相关企业必须加强对焊接工作的重视，技术人员要控制好影响焊接质量的各项要素，控制好焊接的各个流程，以此来保证焊接的质量。
参考文献：
[1]杨朋.低温压力容器的焊接制造研究[J].化工管理，2019（28）：176-177.
[2]孟超.压力容器焊接质量控制研究[J].装备维修技术，2019（03）：32.
[3]占杰龙.压力容器焊接技术及质量缺陷分析[J].化工设计讯，2019，45（07）：93-94.