压力容器制造过程中焊接质量的控制措施探析

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年3月第9期   作者:魏灿民
[导读] 压力容器被广泛应用于工业生产中
        魏灿民
        济南长城工业设备安装有限公司 山东省济南市 271100
        摘要:压力容器被广泛应用于工业生产中,尤其在一些危险行业,比如化工、工业制造、高温锅炉等,基于压力容器焊接过程的特殊性以及其使用的特殊性,焊接质量直接关系到压力容器的使用效果。如果焊接质量不过关,将会对压力容器的使用安全造成极大的影响。所以,质量管控是压力容器焊接生产管理工作中的重中之重。基于此,本文就压力容器制造过程中焊接质量的控制措施进行详细探究。
        关键词:压力容器;制造过程;焊接质量;控制措施
1 引言
        从我国压力容器安全事故的最终统计结果可以看出,绝大多数安全事故是由不合格的焊接质量引起的,需要严格地从生产过程、工业原料、热处理工艺、机械加工、物理化学和无损检测层面进行严格控制,以确保压力容器的生产符合国家要求并预防危险事故的发生。焊接质量不合格包括很多根本原因:工作人员因素、所用材料因素、焊接过程等,压力容器生产公司需要结合分析这些因素,采取有效保护措施,进一步提高焊接质量,确保压力等级,提高压力容器的安全性能指标。
2 压力容器制造过程中存在的焊接问题
        (1)气孔,在焊接过程中,熔池中未形成气泡或者逸出情况,金属表面洁净度受到不良影响,沾上油污,且在焊接过程中,若是焊接环境处于潮湿情况下,将极易导致气孔问题的发生;(2)夹渣,在进行容器焊接时,焊缝中会出现大量熔渣残留,导致焊缝平滑度受到异常影响,常见位置为坡口边缘,其主要由于焊接过程中电流不合理,或者焊接效率过高,焊接轨道缺少稳定性等因素引发;(3)未充分融合及焊透,焊接接头焊接过程中,由于并未熔融,焊接过程中,工作间融合时存在间隙,严重影响压力容器的密封性和稳定性;(4)裂纹,裂纹属于压力容器中多发性问题,极易影响压力容器的安全性,一旦材料受到外力作用影响,原子层面的结合力会受到严重不良影响,以此发生裂纹,其主要由于材料晶体结构熔点较低的杂质,外界焊接作用力的增加导致材料无法随之产生变化。
3 压力容器制造过程中焊接质量的影响因素
        3.1 材料因素
        压力容器作为一种需要长期保持内部高压状态的容器设备,对容器材料的强度、荷载能力要求非常高。几乎所有的压力容器外壳都是采用的金属材料, 当然这也是为什么一般会使用焊接工艺进行施工的原因。 而在针对压力容器进行焊接施工时,如果压力容器本身材料的质量存在问题,将会直接影响焊接质量。比如,如果压力容器金属材料中存在杂质,将会直接影响焊接工艺质量。
        3.2 人员因素
        压力容器属于特殊工具,焊接工艺也属于特种作业岗位,基于这个行业的特殊性,就需要焊接作业人员具有良好的理论知识以及丰富的实践操作经验,对于不同的压力容器的操作要求、质量要点要了然于胸,并且能够将焊接质量管理的相关规定落实到位。(1)焊接作业队伍专业技术水平参差不齐的现象还较为严重,压力容器焊接岗位较为辛苦,而且工作内容枯燥,焊接作业队伍的流动性较大,焊接岗位频繁更换作业人员不利于质量管理制度的实施,再由于一些焊接人员由于受自身意识以及文化水平的限制,对于提升专业技能接受焊接新工艺的意愿有限,导致焊接水平不高。(2)企业对焊接作业人员缺少相应的培训,不同的容器焊接要求,焊接工艺都不同,质量管控的重点也会有较大的差异,但是企业对从业人员的专业技能培训力度不足,有些新进人员对容器焊接的要点和重点掌握不到位,且质量意识淡薄,如不按焊接工艺要求操作,电流的调节和掌握不到位,焊接过程随意化,对焊接过程中的质量要求不明确,盲目焊接导致质量隐患,这些都是影响容器质量的典型问题,也是焊接质量管理中的拦路虎。


        3.3 焊接过程
        除了上述主要因素外,焊接过程也是直接影响焊接质量的重要因素。一般而言,焊接过程对焊接质量的直接影响主要包括两个层面:一个是工艺过程的合理性;另一个是严格全面实施该过程。在焊接之前,相关工作人员应先评估产品的焊接过程,然后依据工艺的技术要求,技术要求的报告以及图表,按照焊接程序规范和焊接程序卡进行操作。根据类似生产条件的模拟,长期知识经验的积累和产品的特定技术要求,再依据测试准备,这一切都是确保焊接质量做优良的基础,这是严肃而谨慎的。焊接程序规范和焊接程序卡通常由经验丰富的焊接技术人员制定,以确保其正确性和合理性。另一方面,由于焊接方法和手段的不同可能会修改或改变一些焊接过程的参数值来达到预期的要求。如果采用不合理的焊接过程,则无法获得合格的焊接品,这将直接影响整个产品的焊接质量。
4 压力容器制造过程中焊接质量的控制措施
        4.1 焊接材料质量控制
        焊接材料本身的质量将会直接影响焊接施工质量,因此焊接材料控制是压力容器焊接安装中的首要质量节点。考虑到焊接材料本身具有不同的性能,相应的指标参数也各有不同,而采用不同的焊接工艺产的效果也存在较大的差异。在各个产业中,对压力容器材料质量、整体性能的要求普遍较高,国家对这类设备的材料质量标准也有严格的规定。因此,在焊接材料选型、进料、验收、储存以及预处理等环节中,都需要做好质量控制。比如,在焊接材料的存放保管过程中,要严格按照材料类别、型号、参数进行分类存放,并做好相应的防护,避免不同材料之间以及材料与外界环境之间互相产生影响。另外,现场管理人员需要对每一个材料进行追踪管理,从其出产、运输、到库、存放到实际加工使用,建立全生命周期的信息追踪机制,便于在进行施工及保养管理时有可靠性的数据信息依据。
        4.2 提升人员专业技能
        要从根本上提升压力容器的焊接质量,就需要通过加强焊接工艺,提升焊接人员的专业技能水平上着手。(1)要对焊接工艺进行优化,尤其是在设备参数比如电流调节,焊接手法、角度等方面进行经验总结,并形成规范化的文字,全面系统地落实到位。(2)要加强焊接作业人员的专业技能培训,焊接是一门综合性较强的专业技术,材质、设备、工艺的因素都会影响到最终的焊接质量,通过系统性、针对性的培训帮助作业人员掌握不同容器、材料等所应用的焊接工艺差别,切实提升其专业水平。
        4.3 加强过程质量管控
        焊接时,焊接机需要依据适当的程序和标准操作,并且完整的焊接过程通常满足相应的关键技术要求的质量,包括所有焊接参数值,如焊接方法,钢数,厚度范围,关节形式,焊接位置等。当焊接参数值变化时,焊接接头的性能参数也将受到直接影响。对于淬火钢,不适合使用小型能量焊接,因为小型能量焊接钢的表面温度冷却快,将导致淬火钢表面上出现裂缝,这将直接影响焊接单位质量。因此,当焊接时,可以首先预热焊接钢并且可以控制中间层的表面温度,但仅控制温度是不够的,在焊接过程当中,还应适当控制焊接电流和焊接电压进行焊接,要灵活掌握相应的焊接方法和手段。
5 结束语
        综上所述,工业生产中压力容器的应用范围广泛,安全性与工业生产安全稳定存在密切联系,在安装压力容器过程中,必须合理进行焊接质量的把控,降低由于焊接质量问题而引起的压力容器故障发生几率,可通过焊接材料把控、焊接人员把控和焊接质量把控方式,确保焊接质量的合格性,促进压力容器应用安全性和实用性能的增长。
参考文献:
[1] 沈康伟 . 压力容器焊接质量控制技术探讨 [J]. 化学工程与装备,2020(5) : 138.
[2] 李子正, 赵一恒 . 压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施 [J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020(10) : 232.
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