党凤丽 李晓刚
中国核电工程有限公司郑州分公司 河南 郑州 450000
摘要：压力容器顾名思义是能够承受一定压力的一种密闭容器，它的用途比较广泛是石油化工、航空航天、核电等领域中必不可少的设备，压力容器的发展速度直接影响一个国家的工业化进程，在对经济发展领域中起着至关重要的作用，压力容器的安全使用也关系到整个国民经济的发展与民生安全，压力容器的运行环境都是出于各种复杂的运行环境，经常与其他设备连接配合使用，压力容器在制造、安装、运行中都会因为各种原因导致容器在使用过程中产生各种缺陷，这些缺陷在压力等操作因素反复变化下使得压力容器达到使用极限最终引起压力容器产生韧性破裂、疲劳、腐蚀、蠕变等破坏，这些缺陷在很大程度上直接威胁着整个系统的安全稳定运行，因此必须防止压力容器产生缺陷。
关键词：压力容器常见缺陷分析及影响
引言
焊接在压力容器的生产制造中，扮演着非常重要的角色，是压力容器成形制造过程中一个关键的技术工艺。为了让压力容器拥有某些特定的性能，在一些部位会采用异种钢材制造。与同种钢相比，异种钢焊接接头由于母材化学成分存在差异，更容易产生焊接缺陷。因此，异种钢的焊接难度大于同种钢，在压力容器成形加工时，需要遵循相关规定，综合考虑焊接技术、工艺以及焊材等因素，以减少焊接不当产生的缺陷，从而提升焊接的质量。
1缺陷类别
1.1裂纹缺陷
裂纹缺陷是压力容器缺陷中最常见、最难以控制的缺陷，也是导致压力容器失效的因素，裂纹会出现在压力容器任何部位，主要集中在焊缝周围，有时候母材上也会出现裂纹，形成裂纹的原因多种多样，主要的原因有原材料、制造过程，运行中介质和使用参数变化导致的，根据压力容器多年检验经验来看大多数裂纹都发生在焊缝周围，裂纹首先是初步形成当深度发展到一定程度就会导致容器失效，因此，对压力容器检验中裂纹的检验最为重要。
1.2焊接缺陷
内部缺陷在压力容器焊接时只能用无损探伤的方式检测出来，可以分为气孔、夹渣、未熔合、未焊透以及内部裂纹等。气孔缺陷是由于焊接时母材表面不干净，或者外表存在少量的油污所致。此外，当外界环境的湿度较大、焊接作业操作不标准时，也会导致气孔的产生。夹渣常在坡口边缘等不平滑的位置出现，主要是由于运条速度过快、电流过小以及运行轨道不平稳所致。未熔合或未焊透缺陷则是由于焊接电流过小、坡口设计不合理等原因，造成母材两端不能完全融合在一起，从而产生一定的间隙而形成的，这两种缺陷会显著影响压力容器的密封性。裂纹是焊接应力以及其他致脆因素的共同作用破坏了部分金属原子间的相互作用力，而产生缝隙并形成的两个新界面。裂纹的产生，意味着承载面积显著减少，当裂纹扩展时，会直接增大金属材料发生断裂的可能性，所以裂纹在压力容器焊接中是最不容忽视的缺陷。
1.3焊接气孔
焊接气孔是待焊母材表面处理不好及焊接工艺参数选择不当引起的。焊接之前要清理焊接表面上的氧化膜和污垢，倘若清理不干净很容易产生焊接气孔。Warnken等学者普遍认为焊接气孔的产生与焊接所产生的气体密切相关，特别是氢元素。认为焊接气孔是在激光焊接中深熔焊中匙孔存在波动，波出现衰竭和收缩引起的焊接气孔。焊接气孔是在焊接操作过程中熔池中气体逸出速度比金属凝固速度慢，从而部分气体未逸出留存在金属中导致空穴的形成。此外，导致焊接气孔产生的原因远不止上述情况，如焊接之前对坡口边缘的污垢清理不彻底；坡口表面残留水滴、油滴、锈迹；焊条和焊剂没有进行烘干，保存措施不严格，导致焊条焊芯有锈蚀现象；药皮放置时间过长出现变质。这些因素都会使得气体逸出的难度增加，部分气体滞留在焊缝金属中导致气孔产生。在焊接操作时，焊接操作人员的水平也有可能导致焊接气孔产生。
1.4压力容器腐蚀缺陷
其主要由于压力容器的应用时间过长，在油田高强度、持续性的工作状态下，在用压力容器缺少间隔休息时间，压力容器服役时间的延长将直接导致防腐绝缘层的压力容器服务时间也随之加长，所以压力容器老化、破损、运行故障等情况时有发生，腐蚀的风险也大大提升。由于压力容器内介质的腐蚀性各不相同，但是受到温度、介质流动速度、介质自身温度的影响，极易对压力容器应用的安全性产生不良影响，加剧压力容器内部腐蚀风险，且大量的液体在大罐底部沉积，直接加剧金属容器腐蚀速度，缩减容器使用寿命，影响其预先的承载能力，对油田的顺利和长久生产产生不良影响。
2压力容器异种钢焊接缺陷的应对措施
2.1合理选择焊接材料
为减少焊接缺陷的产生，防止焊件力学性能下降，合理选用焊接材料极为重要。选择焊接材料时，可以根据母材的原始成分、设备性能以及焊接工艺参数选定。当两种异种钢的金相组织相似时，焊接材料一般依据“低强度”原则选用，即焊接材料的选择按照焊接性能较差的母材一方来确定。但是，在某些特殊情况下，为保证焊接质量，会按照“高强度”原则进行选择。当两端母材的金相组织相差较大时，需考虑填充材料在焊接时被母材稀释后，焊接接头性能能否得到保障，以此来选择焊接材料。需要强调的是，如果接头的工作环境相对恶劣，优先采用镍基合金焊条，以减少碳迁移现象，改善接头的力学性能。
2.2施工人员技术控制
在压力容器焊接安装施工中，焊接工人扮演着关键角色，其专业技术水平、职业素养将直接影响施工质量，因此压力容器焊接安装施工环节对焊工的要求非常高。在具体施工前，需要提高焊工的准入门槛，除了对其专业技术进行考核，还需要关注其职业态度、责任心等方面的素质水平。同时，在焊接施工前，要针对压力容器的设计方案、施工方案与焊工进行技术交底，必要时进行专业化培训，确保焊工全面了解相应的施工技术要求和质量控制标准。
2.3合理选用焊接工艺参数
焊接工艺参数通常指焊接速度、电流、电压等物理量，一般情况下，其大小可依据熔合比而拟定。对于异种钢来说，熔合比不宜过大，在焊接时，通常使用的焊接电流较小，同时需要较快的焊接速度，还可以采用多层及多道焊的焊接形式。此外，如果母材的焊接性能较差时，需采用焊前预热避免在焊接时产生裂纹，并将焊前预热的相关参数，作为焊件的整体预热工艺参数。总之，焊接工艺参数的选择是否合理会直接影响焊接接头的质量，应结合实际情况，合理选择。
结束语
压力容器是特种设备中常用的设备，它的应用环境具有一定的特殊性，一旦出现失效事故，其后果非常严重。因此，为了保证压力容器能够在规定条件下安全稳定使用，对其常见的缺陷问题进行有效的解决非常必要，尤其是焊接方面的。只有从源头上认识压力容器焊接中存在的缺陷，才能找出缺陷产生的原因，也就有目的的选择解决问题的方法，进而保证压力容器的焊接质量，确保压力容器的安全性。
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