浅谈压力容器焊接质量控制

来源:用户上传      作者: 洪志明

　　摘要：焊接质量控制是压力容器制造质量控制的重要内容之一，主要从焊接工艺、焊接材料和焊接检验方面阐述怎样控制焊接质量。
　　关键词：焊接工艺；焊接材料；焊接检验
　　
　　压力容器广泛用于石油、化工、机械、轻工、航天、军事等工业部门，压力容器一旦发生破坏，将对国家财产和人民的生命安全带来不可估量的损失。为保证压力容器的安全运行，防止事故发生，国家实行了一系列安全监察制度。压力容器制造厂都必须严格遵守国家颁发的安全监察制度。焊接质量对压力容器的寿命和安全运行起着关键作用，一定程度上，压力容器的质量就是其焊接质量。焊接质量的控制主要包括焊接工艺、焊接材料和焊接检验等方面控制。
　　
　　1、焊接工艺
　　
　　1.1焊接工艺评定
　　焊接工艺评定是制定焊接工艺的依据。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，并在产品焊接前完成。焊接工艺评定应按照JB 4708－2000《钢制压力器焊接工艺评定》、《固定式压力容器安全技术监察规程》、GBl50-1998 《钢制压力容器》及GBl50－1999《管壳式换热器》等标准的要求进行评定。焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告和焊接工艺指导书经焊接责任工程师审核，总工程师批准后存入技术档案，焊接工艺试样存放在焊接试验室内妥善保管。焊接工艺评定技术档案及焊接工艺评定试样保存至该工艺评定失效为止。我们在监检中发现部分制造厂在评定过程中存在不少问题，主要表现在以下几方面：首次使用的国外钢材且未掌握该钢号焊接性能，或国内标准委员会认可，但未列入国家材料标准和国家压力容器标准的材料未及时做相应的工艺评定，从评定合格的焊接位置改变为向上立焊的焊接位置时缺少焊接工艺评定，这个问题比较突出；焊接接头的坡口角度根都间隙小于型式试验件等一些焊评中变更次要因素的未及时重新编制焊接工艺指导书，这个问题比较普遍。
　　1.2焊接工艺参数
　　焊接线能量综合体现了焊接规范参数对接头性能的影响，对于低合金高强钢、低温钢和不锈钢都要求采用小线能量焊接，对于易淬火钢，采用小线能量焊接时冷却速度快，易产生冷裂纹，因此须采用焊前预热、控制层间温度和焊后缓冷等工艺措施。但仅是线能量数值控制还不够，即使相同数值的线能量，如果焊接电流、电压和速度之间配合不合理，还是不能得到好的焊缝性能，例如在焊接电流较大，焊接电压较低情况下得到深而窄的焊缝，适当减小电流提高电压则能得到良好的焊缝质量，这两者焊缝性能是不同的，因此应在规范合理的原则下选择合适的线能量。
　　1.3焊接工艺管理
　　压力容器施焊前，由焊接工艺人员根据压力容器设计图样的结构特点和技术条件等规定对焊缝编制焊接工艺方案。工艺方案内容通常包括；坡口形式、焊接方法选定、焊接材料，焊接参数及无损检测等内容。压力容器焊接工艺编制时首先确定有无相应覆盖的焊接工艺评定和受压部位焊缝的焊接是否有相应焊接资格证的焊工。重要设备的焊接施焊前，由焊接工艺人员到车间班组对焊工进行焊接工艺技术交底。
　　
　　2、焊接材料
　　
　　2.1要选用好焊接材料
　　焊接材料的选用原则是：应根据母材的化学成分、力学性能、焊接性能，并结合压力容器的结构特点、使用条件及焊接方法综合考虑选用焊接材料，必要时通过实验确定。对于碳素钢及低合金钢制压力容器，一般按等强性原则来选用；有些制造厂在选用焊材时，为保证焊缝的强度不低于母材，存在宁高勿低的倾向，致使塑性降低；在低合金高强度钢选材时应特别注意这个问题；低温容器需保证接头的低温韧性不低干母材；高温容器和有耐腐蚀容器，焊材的选择应与母材化学成分大致相同，不同强度级别的钢材，原则上应选择低强度等级的焊接材料-形状复杂，结构刚性大以及大厚度的焊件，由于焊接过程中产生较大的焊接应力，容易产生裂纹，应选用抗裂性好的低氢焊条。
　　2.2加强焊接材料的验收和保管
　　不同厂家生产的同一型号或牌号的焊条，其工艺性能有可能存在着差异，因此制造厂应根据自己的实际使用经验，选定相对固定的焊条生产厂家。焊接材料进厂验收时要具有正确、齐全的合格证和质量证明书，且包装完整、生产批号清晰，合格后及时办理入库手续，入库后按类别、型号、牌号及批号分别排放位置保存。焊条和焊剂在使用前必须严格按规定的温度和时间烘干并保温。烘好的焊条在空气中放置时，药皮将吸收空气中的水分，时间越长吸收的水分越多，而且随着焊条强度等级的提高，焊条在大气中允许存放的时间越短。因此领用焊条时要使用保温筒并且要做到随用随领。
　　
　　3、焊接检验
　　
　　焊接检验包括焊前、施焊过程中和焊后三方面的检验。
　　3.1焊前检验
　　焊前检验主要注意一下焊工的资格问题。施焊压力容器的焊工必须按《锅炉压力容器压力管道焊工考试与管理规则》的规定考试合格并取得资格证方可施焊。焊工合格证必须具有与焊工所施焊的焊缝相对应的项目，不可无证施焊。制造厂应经常检查焊工持证上岗情况，焊工施焊时必须严格执行焊接工艺；焊接工作结束后，焊工或检验员应在规定部位打上施焊焊工的钢印，并在相应的检验记录上记录。焊接坡口、接头装配及清理工作也应注意，因为这些方面有缺陷将直接影响到焊缝性能。焊工技术水平的高低直接影响产品的焊接质量，因此必须认真组织好焊工的培训及考试，不断提高焊工的理论水平和实际操作技能，建立焊工质量档案，实行奖罚制度，鼓励焊工提高操作水平。
　　3.2施焊过程中的检验
　　施焊过程中的检验主要是检查焊接工艺、技术标准、图样规定等方面的执行情况，焊工持证上岗情况，产品试板及焊缝外观质量检验等。焊缝外观检查在一定程度上有助于分析和发现内部缺陷，这就要求焊工都要了解外现检查的要求，以及表面缺陷产生的原因和防止措施，认真操作，这对保证焊缝质量起着重要的作用。产品焊接试板是焊接过程中质量检验的一种重要手段，是对产品的主体材料包括主体焊缝的焊接材料、焊接工艺和焊工技能的综合检验。因此要求产品试板必须与主体焊缝同材料同工艺且连接在第一筒节的纵缝上，由施焊该焊缝的焊工施焊；有热处理要求的产品，其试板必须与筒体同炉热处理。
　　3.3焊后检验
　　焊后检验是焊接质量检验的最后步骤，在焊接完成后即可进行，但对有延迟裂纹倾向的高强度钢应在焊后延迟一段时间(通常24h后)进行或复查。焊后检验以无损检测和耐压试验为主要手段。无损检测是在不损坏试件的前提下，以物理或化学方法为手段，借助先进的技术和设备器材，对试件的内部及表面的结构、性质、状态进行检查和测试的方法。无损检测时要注意探伤部位必须具有代表性。包括“T”形焊缝，可疑部位及设计要求的特殊部位。焊缝经局部无损检测发现有不允许的缺陷时，应在该缺陷两端的延伸部位增加检查长度，增加的长度为该焊接接头长度的10％，且不小于250。若仍有不允许的缺陷，则对该焊接接头做百分之百的检测。耐压试验包括水压试验和气压试验，其目的是检验焊缝的致密性及受压元件的强度。耐压试验是所有工序都完成之后进行的。耐压试验的具体要求按《容规》和GBl50-1998及相关标准的要求执行。
　　综上所述，压力容器制造厂应加强焊接工艺、焊接材料和焊接检验等方面的质量控制，从而保证压力容器产品的焊接质量，提高压力容器产品的安全性能。
　　
　　参考文献：
　　1.廖朝晖锅炉、压力容器焊接质量控制【J】.企业技术开发，2005(6)
　　2.单利压力客器制造焊接质量控制【J】机械工人，2006(3)
　　3.苏琳，周恒洋浅谈压力容器焊接质量控制『J1，低温与特气，2006(6)

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