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压力容器制造过程中焊接质量的控制途径

发表时间：2021/5/28 来源：《基层建设》2021年第2期作者：陈蕾陈艳刚

[导读] 摘要：现如今，压力容器在人们的日常生产生活工作中是较为常见的。压力容器是一种特殊结构设备（高压、高温下的介质一般易燃易爆），在制造过程中出现的任何质量问题，都有可能发生现场泄漏、爆炸事故。

        山东蓝天锅炉有限公司山东省临沂市 276027
        摘要：现如今，压力容器在人们的日常生产生活工作中是较为常见的。压力容器是一种特殊结构设备（高压、高温下的介质一般易燃易爆），在制造过程中出现的任何质量问题，都有可能发生现场泄漏、爆炸事故。对此，文章对压力容器制造检验过程中存在的一些质量问题进行分析，并提出具体控制措施进行质量风险预防。
        关键词：压力容器；制造过程；焊接质量；控制途径
        引言
        压力容器是一种特殊的密闭设备，承载着一定压力，一般是用来盛装气体或者液体，在生产生活中日趋成为一种常见的设备，在工业生产领域有着广泛的应用，因而如何保证压力容器使用得当，成为越来越多人关心的问题，其关键的一环还是在于压力容器的制造端。在制造压力容器的时候，如何降低压力容器出现变形问题成为生产者值得关注的要点。
        1.压力容器制造检验过程出现的常见问题
        1.1材料选择问题
        压力容器材料与事故的发生概率密切相关，在不同使用环境下，需要选用不同材料的压力容器，以此使其应用更加合理。当前阶段，部分压力容器生产企业未对材料进行分析，甚至为了节约成本，选择不符合规定要求的材料，为压力容器的后期应用埋下了安全隐患。
        1.2制造变形问题
        压力容器变形是由于零件尺寸与生产图纸存在一定差异，或由于受到应力的作用而出现变形。同时，压力容器在制造过程中稳定性较差也会出现变形。一旦变形需要消耗大量资源进行补救，甚至部分情况无法补救，因此需要在制造过程中注意变形控制，提高检验效果。
        1.3焊接问题
        焊接是压力容器的“生命水”，常见焊接问题有咬边、飞溅夹渣、气孔等。由于接头的根部没有完全融合，强度会大幅度降低，出现制造质量问题。
        1.4开孔划线检验尺寸偏差的问题
        压力容器制造常有开孔划线检验尺寸偏差的问题发生，直接或间接产生巨大经济损失，造成各种浪费资源的现象出现。因此，在制造过程中需有对应的措施进行预防，控制问题的发生，提高生产、检验工作的效率，提高正确性。
        2.压力容器制造过程中焊接工艺
        2.1底层焊工艺
        在锅炉压力容器焊接中，人们通常会选择氩弧焊进行具体焊接。焊接中，按照自上而下的顺序进行电焊处理，能有效地提升焊缝的均匀性，保证锅炉整体焊接质量。对于底层氩弧焊工艺，应重视以下技术要点：其一，焊接前，应开展氩弧底部测试，以此来保证氩气的纯洁性；其二，为避免自然风影响焊接质量，还需做好焊区保护；其三，焊接完成后应进行底部检查，避免出现裂缝[2]。
        2.2中层焊工艺
        完成底层焊接后，先应进行焊接杂质的清理和底层焊质量检验，确保底层焊无质量缺陷后，开展中层焊接施工。中层焊接要注意接头位置的调节，要求中层与底层的焊接接头错开距离不小于 10 mm；同时在中层焊接中，对于焊条的选择，应优先选择 3.2 mm 的焊条；此外，完成焊接后，应尽可能地保障焊缝后厚度保持在焊条直径的 8 倍～ 12 倍。
        2.3表层焊工艺
        锅炉压力容器表层焊对于焊接的平整度、美观度具有较高要求，这要求在焊接中重视焊接工艺的处理。一方面，在挑选焊条时，应考虑焊缝的已焊厚度；另一方面，对于具体焊接过程的工艺管理，应考虑焊接接头错开要求，进行起弧和收弧位置的合理控制，同时应尽可能保证焊接表面的平整性。此外，完成表层焊后，需检查并处置裂缝、熔渣等缺陷，然后通过钢丝刷清洁焊缝表面，并实施压力容器的保温及防腐处理。

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        2.4焊后热处理工艺
        作为锅炉压力容器焊接中极为重要的一个环节，焊后热处理的及时性、有效性直接关系着锅炉结构整体的质量及后期的使用安全。具体而言，在完成焊接后，压力容器本身还在受焊接残余应力，这容易产生冷裂纹；出于锅炉压力容器安全性考虑，应合理选择热处理工艺，提升焊缝的整体质量。需注意的是，在焊后热处理方法选择中，不仅要考虑锅炉压力容器焊件的大小、结构，而且需考虑容器自身的性能及功能需要；这样能确保热处理工艺的针对性，提升压力容器的使用寿命。
        3.锅炉压力容器焊接质量控制要点
        3.1注重焊接材料的质量检验
        作为锅炉压力容器焊接质量控制的基础焊接，焊接材料检验包含了众多检查项目。就锅炉压力容器焊接材料而言，其包含了焊条、焊丝、焊剂等诸多内容。在材料检验中，不仅应检查材料的质保书、品名，而且需对材料的材质、规格、数量、外观等要素进行核对，确保材料端面或断口处有分层、夹杂等缺陷。在检查中，需抽选 10% 左右的样品送往检验；针对具体的材料检验结果，还需规范填写《材料进货检验单》。此外，为避免锅炉压力容器焊接中出现质量问题，还应规范焊接材料的存储管理，通常，焊接材料与地面、墙体的距离保持在 300 mm，同时焊材所存空间的室内温度应高于 5℃，同时相对湿度不超过 60%。
        3.2控制压力容器施焊过程
        锅炉压力容器施焊过程质量控制包含了焊接前、焊接过程两个环节。就焊接前质量控制而言，一方面，应对焊接接头坡口的形状、尺寸、装配间隙、错边量进行检查，确保其满足焊接容器的质量控制需要。另一方面，应确保焊接材料本身无油污、氧化皮污染，尤其是在焊接接口部位，更应重视这些问题处理。此外，应对焊材进行与热处理，并合理调整焊接设备的电流、电压，为焊接过程质量控制创造良好条件。实施焊接过程控制是锅炉压力容器焊接质量控制的关键，其施焊要点包括：其一，应选择具有丰富焊接经验的师傅操作焊接，在焊接中，应注意焊接过渡坡口的有效处理，通常对于锅炉压力容器而言，在板厚差不小于 4 mm 的对接接头时，一旦需要开设过渡坡口，则应按照 1:2.5 的要求设置过渡坡口。其二，焊接中，应注重具体焊接方法、工艺特殊事项的管理，如采用对接焊工艺时，不允许保留过焊孔等[3]。其三，在焊接中，应正确处理焊接变形，通常火焰校正或压力机是两种较为常见的校正方式。其四，针对锅炉压力容器的焊接质量，应重视焊缝表面、焊渣的有效清理。
        3.3强化焊接质量检验
        锅炉压力容器生产中，如果焊接材料板厚或型材壁厚小于10 mm，需对其进行 RT 检测。实际检验中，应重视外观检验、无损探伤、力学性能三个方面的具体检测。就压力容器焊接质量外观检测而言，不仅要检查焊缝余高、宽度等情况，而且需考虑与母材过渡的圆滑度，此外，应就材料咬边、弧坑、气孔、夹渣等情况进行系统检测。在锅炉压力容器无伤探测中，X 射线探伤、超声波探伤是两种较为常用的检测方式，应通过这些方式发现焊接缺陷的具体位置和缝补，然后针对性地进行补焊处理。此外，压力容器的力学性能检测应符合《锅规》、《容规》的检测要求，这样能有效提升锅炉压力容器焊接质量，为现代工业生产创造有利条件[4]。
        4.结束语
        压力容器具有广泛性、种类较多、对安全性及制造的专业性要求较高的特征，在生产制造的过程中容易产生并影响较大的便是压力容器变形问题，常见的导致压力容器变形的主要是材料的选择不当，焊机操作不当以及人工操作不当，因此为了在压力容器制造过程中减少变形现象的出现，可以通过合理选择材料、规范焊接操作以及加强人员培训等三个方面进行完善，对压力容器变形制定有效的控制措施，促使压力容器生产向更安全、更高质量的方向发展。
        参考文献
        [1]朱成 . 压力容器焊接质量控制的研究与实践 [J]. 化工管理 , 2018(15): 197.
        [2]王新刚 . 锅炉压力容器焊接质量控制措施分析 [J]. 建筑工程技术与设计 ,2018(13): 2512.
        [3]吴炜, 任超民. 锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[J]. 名城绘,2019(08): 116.
        [4]王国超,张劲松,张广赞.大型厚壁铝合金压力容器的制造[J].中国化工装备,2019(6):37-39.