压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨
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【摘 要】压力容器是工业生产过程中不可缺少的一种重要设备，它广泛应用于石油化工、科研、国防、医疗卫生和文教体育等各部门。压力容器具有数量多，类型复杂等特点。压力容器不仅要承受罐内介质的贮存压力，而且还要常常受到容器内介质的影响，稍有不慎，极易发生安全事故。为此，压力容器的焊接质量成为压力容器制造过程中的一个重要环节，是保证压力容器安全运行的重要条件。把压力容器的焊接缺陷控制在一定标准范围内，对确保压力容器的安全运行和保障人民生命财产安全、加快现代化建设具有十分重要的意义。
【关键词】压力容器焊接缺陷；防治措施；
压力容器所选用的焊接方法、焊接工艺、焊接材料和焊接设备首先应保证焊接接头的高质量，同时必须满足高效、低耗、低污染的要求。压力容器承受着容器内高温、高压和腐蚀性的化学成分的多重影响，因此对焊接工艺质量的要求十分高，压力容器的焊接质量直接影响其安全运行。
一、压力容器焊接常见缺陷
1.裂纹。近些年因为裂纹缺陷造成的压力容器事故比较多，裂纹具有预见性较低、形成因素复杂、形态不一等特征，在压力容器中焊接中不允许存在裂纹。在发现浅表裂纹的时候要扩大检查比例，并采用磨法消除，超过规定尺寸的裂纹，应采取补焊法处理，这样可以有效的降低裂纹的危害性。
2.焊接变形。避免焊接变形与焊工的经验和专业知识息息相关。尤其是大型
压力容器或瓣片式、组合式的压力容器极易产生焊接变形。焊工在焊接的时候应当对焊接工艺和焊材有相应的认识，在实际操作中判断会不会产生变形及变形的大小，在焊接前提前采取合理的防变形措施，以抵消产品的实质变形。
3.气孔和夹渣。气孔是深埋问题，通常是由于在焊接的时候有锈迹、水渍和油污等原因导致的。预防气孔产生的方法是：依据气孔的性质和大小挑选合适的焊接电流和焊接速度，认真清理焊缝周围一定范围内的污垢。但是只有严重的气孔才需要消除，微小气孔的危害并不大，可以不用清理。夹渣，通常是由于焊缝边缘有碳弧气刨或氧割存留了熔渣，是由焊接速度过快，焊接电流太小等原因造成的。
二、压力容器焊接缺陷的一般处理方法
1.错边和角变形。错边和角变形通常会引起几何应力集中，产生附加弯曲应力。错边和角变形在大型压力容器的组装中常常很难避免，一旦压力容器出现了错边和角变形现象，要想完全消除也是十分困难的。正确的处理方法是要严格执行压力容器制造标准，把焊接缺陷限制在条件允许的范围之内。
2.气孔和夹渣。气孔和夹渣缺陷属深埋缺陷，严重的必须要做消除处理。如果经压力容器的检查表明气孔和夹渣没有扩展迹象，在使用中变化不大、危害不大的气孔和夹渣也可以不用消除。预防产生焊接气孔的办法是：选择合适的焊接电流和焊接速度；认真清理坡口边缘的水份、油污和锈迹；严格按照规定保管、清理和焙烘焊接材料；不用变质焊条；当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时，应严格控制使用范围。埋弧焊时，应选用合适的焊接工艺参数，特别是薄板自动焊，焊接速度要尽可能减少些。防止产生焊接夹渣的正确方法是：选取合适的坡口尺寸、要认真清理坡口的边缘部位、同时要选用合适的焊接电流和焊接速度、运条摆动要适当。多层焊时，还要仔细观察焊接坡口两侧的熔化情况，每一焊层都要认真进行焊渣清理。封底焊渣一定要彻底清除，埋弧焊时应注意防止焊偏。
3.未焊透和未熔合。未焊透通常发生在手工焊和自动焊的交界面处，主要是要确定其允许缺陷尺寸，如果缺陷尺寸允许可以不返修。未熔合通常出现在焊缝的金属与坡口的交界面上，正确的处理方法是采取补焊处理。防止出现未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸、合理选用焊接电流和焊接速度、坡口表面氧化皮和油污要清理干净、封底焊清根要彻底、运条摆动要适当，同时还要密切注意焊接坡口两侧的熔合情况。
4.裂纹。裂纹是压力容器危害性较大的缺陷之一。由于焊接裂纹成因复杂，形态各异，极易扩展，有很多不可预见的因素，因此必须要高度重视焊接裂纹的处理。防止产生裂纹的主要措施是：严格控制焊接工艺参数、减慢冷却速度、适当提高焊縫形状系数、尽可能采用小电流多层多道焊，以避免焊缝中心产生裂纹；同时要认真执行焊接工艺规程，选取合理的焊接工艺程序，以防止焊接裂纹的产生。
三、质量措施
1.优化焊接材料。焊接材料是直接影响压力容器焊接质量的主要因素，焊接材料的好坏从根本上决定了焊接过程中的焊接质量，再好的焊接工艺和焊接操作方法以及环境，如果没有符合标准的焊接材料作保障，都会影响压力容器的焊接质量。焊接材料在选择过程中必须严格按照国家标准要求进行选材，选用符合国家相关标准的产品，选择有质量保证书的材料。如果要求焊缝的力学性能不低于原材料的力学性能，应当选择高强度的焊接材料，焊接过程中，对承力、承压要求高的部位应当选择高强度焊接材料。
2.优化焊接工艺与工艺评定控制。作为指导焊接过程、规范焊接操作、将焊接流程标准化的重要工艺文件—焊接工艺，是控制焊接质量的重要技术标准。焊接工艺又叫焊接工艺规程，包括焊接的使用材料、焊接操作方法、母材的型号、焊接接头的形式、焊接操作的技术规程、以及焊接质量验收方法等等参数，几乎包含了焊接过程中的全部质量参数。针对压力容器焊接过程中的难点和关键点，要制定有针对性的焊接工艺规程，根据压力容器的母材厚度和压力容器的用途科学选择合理的焊接材料，根据压力容器的使用特性选择焊接接缝的坡度、焊缝形状；同时由于压力容器对焊接质量的较高要求，在焊接过程中，要对焊接质量的控制方法和验收标准提高要求。同时在编制焊接工艺规程时，要精确所有焊接参数，要将所有焊接性能参数优化，以从理论上充分保证压力容器焊接过程的科学、严谨。焊接过程中对焊接工艺的评定能够对焊接工艺进行控制。通过焊接工艺评定的过程保证了焊接过程符合焊接工艺规程中要求的各项技术参数，保证焊接操作人员各道工序严格按照焊接工艺规程的要求，避免将缺陷带入下一道工序。
3.优化焊接质量检验。焊接质量检验是控制焊接质量的最后一道防线。通过材料、工艺、操作规程、工艺评定重重工序，焊接质量的优劣与否就需要焊接质量检验来掌握控制。焊接质量检验包括焊前、焊中、焊后三道检验。焊前检验主要检验焊件的装配质量和焊接口的材料特性、焊缝间隙等；焊中检验要检测中间工序的焊接质量，焊缝是否工整焊接过程是否严格执行焊接工艺规程和焊接操作规程，以及焊接要求是否符合图纸尺寸和技术要求；焊后检验是通过外观检查、无损探伤检查、压力试验、外观检查等方式现场检查焊接后工件的焊接质量。针对压力容器的特殊用途，对焊接后的质量检查应当采用多层次、多角度、多方法的检查方式对其进行全面检查，一旦发现焊接缺陷立即采取补救措施，返修或直接报废。
造成压力容器焊接缺陷的原因有很多，因此对压力容器焊接缺陷的处理要从实际情况出发，理论联系实际，认真分析和总结压力容器事故发生的原因和规律，以确保压力容器安全运行。
参考文献：
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（作者单位：烟台文华成丰环保节能设备有限公司）
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