陈浩 温鑫

摘要：压力容器焊接质量的好坏直接对容器质量产生影响。在焊接过程中,其压力容器的强度及气密性很大程度上取决于焊接的质量，它也是容器制造中的关键性环节,对压力容器的使用寿命及安全运行都有着极为重要的影响。如果存在焊接缺陷,就有可能使得压力容器在使用过程中发生泄露或者爆炸事故。本文分析了压力容器焊接常见问题及对策，探讨了压力容器焊接工艺改造，为日后压力容器的安全运行意义重大。

关键词：压力容器焊接问题 工艺改造

中图分类号：TK226文献标识码： A

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、关于压力容器焊接常见问题分析

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、关于压力容器焊接中常见问题的对策分析

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，以重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。

三、关于压力容器焊接工艺改造分析

1.压力容器用耐热钢焊材选用。与低合金高强钢相同，焊缝金属和母材等强度原则仍是低合金耐热钢焊材选用的基本原则，只不过此时不但要考虑焊缝金属与母材的常温强度等强，同时也要使其高温强度不低于母材标准值的下限要求。为使其焊缝金属具有与母材同样的使用性能，因此要求其焊缝金属的铬、钼含量不得低于母材标准值的下限。为保证焊缝金属有同样小的回火脆性，应严格限制焊材中的氧、硅、磷、锑、锡、砷等微量元素的含量。为提高焊缝金属的抗裂性，应控制焊材中的含碳量低于母材的碳含量，但应注意，含碳量过低时，经长时间的焊后热处理会促使铁素体形成，从而导致韧性下降，因此，对于低合金耐热钢的焊缝金属含碳量最好控制在 0.08%-0.12%范围内，这样才会使焊缝金属具有较高的冲击韧性和与母材相当的高温蠕变强度。

2.压力容器用耐热钢焊接要点

（1）预热与道间温度 在Cr-Mo钢的焊接特点中提到的冷裂纹、热裂纹及消除应力裂纹，都与预热及道间温度相关。一般来说，在条件许可下应适当提高预热及道间温度来避免冷裂纹和再热裂纹的产生。

（2）焊后热处理 对于低合金耐热钢，焊后热处理的目的不仅是消除焊接残余应力，而且更重要的是改善组织提高接头的综合力学性能，包括提高接头的高温蠕变强度和组织稳定性，降低焊缝及热影响区硬度，还有就是使氢进一步逸出以避免产生冷裂纹。

（3）后热和中间热处理Cr-Mo钢冷裂倾向大，导致生产裂纹的影响因素中，氢的影响居首位，因此，焊后(或中间停焊)必须立即消氢。一般说来，Cr-Mo钢容器的壁厚、刚性大、制造周期长，焊后不能很快进行热处理，为防裂并稳定焊件尺寸，在主焊缝(或主焊缝和壳体接管焊缝)完成后进行比最终热处理温度低的中间热处理。这类钢的后热温度一般为300-350℃，也有少数制造单位取350-400℃的。中间热处理规范随钢种、结构、制造单位的经验而异，一般中间热处理温度为(620-640℃)±15℃。

3.堆焊,顾名思义就是在工件的外表面熔敷一层保护金属层,这种保护金属层通常具有耐腐蚀、耐热等特点,这种方法很有利于提升工件的使用寿命。这对产品性能的提升以及生产成本的降低都有积极的促进作用。带极自动堆焊技术虽然起步较晚,但由于其使用范围广,效率高等特点,在国内外得到了广泛应用。为了保证使用中的质量,通常对过渡层进行埋弧自动焊接处理,这样,不仅可以使工件焊接表面光滑,还可以使得焊接性能牢固。

在压力容器制造的过程中，焊接是一种比较特殊的重要工艺，其质量的优劣直接影响到压力容器的使用寿命。因此，在焊接压力容器时，要从细微处着眼，避免违规操作，以提升压力容器的制造质量。

参考文献：

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