王东东
（苏州丹氏机械科技有限公司， 江苏 苏州215200）
摘要：从压力容器的实际生产情况来看，焊接工艺的应用效果直接影响到压力容器的焊接质量和性能。因此，我们应该严格控制。根据质量控制的原则，压力容器的焊接工艺评定是在生产操作中必须进行的，以保证制造质量。然而，过程评价的作用并没有得到有效的发挥，需要改进和优化。
关键词：压力容器；焊接工艺评定；常见问题；解决措施
导言：根据TSG 21-2016《固定式压力容器安全技术监察规程》的规定，在生产过程中，压力容器本体必须先通过NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》进行焊接工艺评定，压力容器本体才能进行焊缝焊接，但在生产制造当中造成焊接工艺评定准确度不够或焊接工艺评定制作不具备科学性，大多是因为焊接责任师凭经验行事为对具体制品进行具体分析或对《承压设备焊接工艺评定》相关规定理解不透彻。本文结合工作实际，就《承压设备焊接工艺评定》在焊接工艺评定中的相关应用问题进行解析并提出有效的解决办法。
1 压力容器的焊接工艺
从生产实践来看，采用的焊接工艺有：（1）接管自动焊接技术。目前，埋弧焊设备大多为马鞍式。在实际应用中，该控制方法效果良好，具有较强的适应性和自动化优势。喷嘴的内径可以保证设备的功能。采用四杆夹紧法可实现自动定心。根据筒体直径和喷嘴直径，定义焊枪运行轨迹，通过焊接模型控制焊接参数，实现焊接自动化。（2） 窄间隙埋弧焊。如果壁厚大于或等于100mm，使用普通U形管会造成材料能量和工时的损失。为了保证集装箱的质量，必须做好小间隙焊缝的处理，进而提高生产效率和质量。窄间隙埋弧焊技术的应用，提高了压力容器焊接技术的整体水平，优化了传统焊接工艺。（3） 弯头内壁堆焊。以90°弯头为例，采用GMAW焊接工艺。在具体操作中，工件设置在二维定位器中，通过工件的旋转完成焊接。翻转运动的实现，使焊接处于平焊位置，同时将焊枪置于三维导轨上，完成自动移位。
2 压力容器的焊接工艺评定问题
焊接工艺评定原则上应从影响评定规则的因素入手，如焊接方法、母材种类、填充金属、热处理、试件和焊件的厚度、检验结果等。焊接工艺评定应按重要和辅助进行影响焊接工艺评定的因素。作者认为在焊接工艺评定中，应根据产品的实际需要选择合适的试样厚度，并采用最低预热温度、最高层间温度和最大线能量。
2.1焊接工艺评定的目的
焊接工艺评定是检验焊接工艺正确性和焊接单位能力的试验。保证压力容器产品的焊接质量，为焊接工艺文件提供可靠依据。压力焊接接头必须在焊接前合格。
2.2焊接工艺分析
问题：主要表现为管板与壳体或设备法兰与壳体之间的C类组合焊缝，接管与壳体之间的D类组合焊缝（C、D类焊缝主要为组合焊缝）。一般来说，厚壁和薄壁焊缝，有时厚壁要超过6倍。这种焊缝一般只考虑薄或厚的焊缝。受压元件表面焊接（不考虑焊缝金属厚度，或焊接工艺评定不科学有效，会增加焊接工艺评定成本；解决方法：评定焊接工艺时，应考虑焊接部位的厚度和焊接金属的厚度，焊接工艺评定按覆盖原则进行；另外，为科学制定焊接工艺评定标准，对产品结构和厚度大于16mm的对焊工艺，建议使用节省的材料和焊接板的数量。对焊接件采用合格的焊接方法时，根据不同的接头，可采用一种或多种焊接方法（焊接工艺），但重要因素和补充要素不得改变。焊接方法（焊接工艺）对试件的坯料进行评价，并进行综合评价。
2.3焊接工艺评定的要求
压力容器产品焊接前，压力接头和补焊的焊接工艺应符合标准，或焊接单位应有合格的焊接工艺规程。压力容器焊接工艺评定应符合Nb/t47014标准的要求，焊接工艺评定的全过程由驻厂监理监督。焊接工艺评定完成后，应提交焊接工艺评定报告。焊接工艺规程等文件由资质单位焊接监督员审核，技术负责人批准，监督检查人员签字确认。WPQ的技术文件应保存到WPQ实际生效为止，WPQ样品至少保存5年。
3压力容器焊接工艺评定的优化措施
当焊件厚度相同时，不能认为焊件厚度不相等。焊接工艺评定的科学性和合理性应引起高度重视。当对接焊缝厚度大于16mm时，应严格遵守节约试样材料和焊接板数量的原则，并根据压力容器的结构和选用的焊接工艺进行综合评定。焊接工艺组合的评定和形式，应注意保证影响焊接过程的重要因素和辅助因素的条件保持不变。在这种情况下，可采用一种或多种焊接方法进行焊接。评定试件母材厚度只需一种焊接工艺即可确定焊件母材厚度的有效范围。在确定焊接点的厚度时，需要考虑以下焊接点的厚度：
（1） 在对焊件进行冲击试验时，应考虑焊接工艺完成后焊件的焊缝厚度大于或等于6mm，以确保其满足补充因素和冲击试验规范的要求：用长度5mm，宽度10mm，高度55mm，符合冲击试验规范。
（2） 对选用的制造产品要严格检验产品厚度，确定常用的焊接方法。当考虑焊接方法时，应满足相应的焊缝金属厚度。
（3） 焊接工艺按《承压设备焊接工艺评定》的规定确定。当焊缝厚度小于20mm时，焊缝金属厚度的有效范围不应超过t的两倍或200mm，即2T。在确定焊缝金属厚度范围时，应确定焊缝厚度。
4存档的焊接工艺评定文件应记录清楚
“焊接工艺规程”文件应包括影响焊接状态的所有因素和影响判断的特殊因素，即焊接方法、重要因素和辅助因素。此外，应注意的是，该表并未包括各种焊接方法的所有焊接工艺评定因素。焊接工艺评定报告以评定工艺试验和焊接工艺评定检验结构为依据。焊接工艺评定时应记录焊接数据。报告需经认证机构批准，并经监理人员签字后归档。根据产品设计图纸和合格的焊接工艺评定报告，编制焊接工艺规程。WPS中的次要因素已更改，无需重新评估。
5避免因热处理时间不足造成焊评不能覆盖的问题
“试件的焊后热处理应与制造过程中焊件的热处理基本相同。当焊后热处理在下转换温度以下进行时，试件的保温时间不应小于制造过程中焊件累计保温时间的80%。”。当试样的温度低于下转温度和焊后热处理时，称其温度低于A1，通常称为焊后消除应力热处理（SR）。试样的热处理时间应严格按照规范中的焊接材料厚度确定。当焊件厚度较厚或多次返修，焊后热处理低于下转换温度时，焊件热处理时间应长于试件，并出现“试件保温时间不低于制造过程中焊件累计保温时间的80%”的情况，此时的焊件不宜进行焊接处理，需要热处理时，保温时间较长。如压力容器小接管壁厚小于12mm时，应消除压力容器焊后应力热处理。与较厚筒体焊缝一样，接管焊缝需要在较低的转变温度下进行热处理，保温时间较长。此时，焊接评定中试件的热处理时间小于容器接管热处理时间的80%，因此容器接管焊缝的焊接工艺不再采用试件的焊接评定，需要进行保温时间较长的试件焊接评定。为了防止这种现象的发生，在制定焊接工艺规程时，如果壁厚小于或等于6mm，应延长低于较低转变温度的焊后热处理保温时间，以避免热处理保温时间不足。一般情况下，试样的保温时间需要2-3小时。如果试样壁厚大于6mm，保温时间应控制在3-5小时内。
结束语
总之，压力容器焊接工艺评定可以指导焊接工程的应用。从目前的评价实践来看，还存在诸多问题，难以保证评价效果。在实践中，应采取一系列措施和手段来控制评价，保证生产的有效发展。
参考文献
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