压力容器焊接中的缺陷成因和应对措施研究

2018-08-20胡玉良

山东工业技术 2018年12期

摘要：随着我国工业化进程的推进，液体物质原料以及石化产品贮运领域获得充分发展，而压力容器作为贮运的关键性设施，得到了行业的广泛关注与重视。本文分析了压力容器焊接中的缺陷成因，并提出了有若干针对性的应对措施，以期为压力容器焊接技艺的完善提供参考借鉴。

关键词：压力容器；焊接；缺陷；成因；应对措施；研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.016

0 序言

改革开放以来，我国工业发展愈发迅速，工业生产规模逐渐扩大，使得压力容器的作用得以充分发挥，也拓宽了压力容器的使用范围。压力容器属于重要的工业生产工具，其抗腐蚀与抗高温的能力极高，但是由于压力容器往往依靠材料焊接形成，因而焊接质量成为关系压力容器使用性能的关键要素，故需要全面把控压力容器焊接质量，针对焊接缺陷需要找准形成原因，并对症下药进行治理解决。可见，研究压力容器焊接中的缺陷成因和应对措施非常重要。

1 压力容器焊接中的缺陷成因

1.1 夹渣及其成因

夹渣作为较为常见的压力容器焊接缺陷，其表现为焊接过程中在焊缝处残留着部分杂质，形成夹渣的原因很多，主要表现为：其一，焊接过程中，在液态金属熔池中掺入熔渣时，因为采用小剂量电流焊接，使得熔池受热缓慢且温度较低，由于液态金属粘性较大，且整个焊接过程速度快，导致熔渣无法在液态金属凝固前有效浮于表面，从而混杂于金属熔池中，形成熔渣；其二，在使用酸性与碱性焊条时，由于电流把控不当或操作流程不规范等情况都会造成压力容器产生夹渣现象；其三，多层焊接压力容器时，由于熔渣以及焊剂的残余物等清理不彻底，便遗留于焊接缝隙处形成夹渣。

1.2 气孔及其成因

在压力容器焊接时，由于液态金属熔池在作业中容易产生气体或存在外界气体混入现象，气体一旦无法在金属熔池凝固前有效排出，则会形成气孔。气孔有的分布在压力容器表面，则称之为表面气孔；部分气孔分布在压力容器内部，称之为内部气孔。其实产生气孔的原因主要是：其一，压力容器焊接过程中，未能有效防止风力影响，导致气体随风混入液态金属熔池，由于气体未能及时排出，形成了气孔缺陷；其二，原材料未仔细清理，原材料中残留的杂质在焊接作业时形成气体混入液态金属熔池，当气体无法有效排除时，便产生了压力容器气孔缺陷；其三，液态金属熔池凝固迅速，导致气体排出时间紧迫，使得部分气体无法及时排出，从而形成气孔缺陷。

1.3 咬边及其成因

压力容器焊接边缘会呈现出凹陷现象，该现象被称为咬边，咬边作为压力容器较为常见的缺陷，其形成原因很多，综合分析其成因主要有：其一，焊接过程不够规范。如：选择的焊接方法不够科学，焊接电流把握不准，焊接角度定位不当等。其二，选用熔化焊接法时，液态金属熔池在表面张力影响与自身重力影响下，在仰面焊接以及立起焊接时往往引发咬边现象。同时，在压力容器角落缝隙焊接时，由于重力与张力的影响也容易出现咬边缺陷；其三，应用电流进行压力容器焊接时，当发生工件接线回路位置偏差情形，容易引发电弧偏离焊接轨道，进而形成咬边缺陷；其四，焊接速度过迅速，导致焊接处形成相应深度，由于液态金属熔池填充不及时，从而形成咬边缺陷。

2 压力容器焊接中缺陷应对措施

2.1 夹渣的应对措施

（1）仔细清理压力容器焊接缝隙边缘，针对焊接缝隙处留存的残渣进行彻底清理，关注焊缝处的清洁清理工作，有效降低夹渣缺陷对压力容器使用性能的不利影响。

（2）选择适宜的电流强度，配合合理的焊接速度，使得液态金属熔池升到特定温度，以便溶液渣有效浮于表面，便于熔渣的清理，从而减少压力容器夹渣缺陷的发生机率。

（3）在使用焊条焊接时，需要选择性能强、工艺好的焊条，规范焊接程序，注意焊接要点，要全程把控焊接效果，确保熔渣有效分离。

（4）多层焊接压力容器时，针对焊接的每一层都需要进行仔细清理，确保每一层都未残留下熔渣以及焊剂的残余物，从而有效降低压力容器夹渣缺陷的发生。

2.2 气孔的应对措施

（1）切实做好防风措施，防止压力容器焊接过程中出现风力影响，可以通过控制焊接速度，或者在焊接区域设置相应防风设施，防止风力产生将气体吹入液态金属熔池。

（2）严格把控原材料采购与检验工作，选择质量优、工艺好的原材料，对于检验出的变质、剥落以及生锈等问题焊条，需要重新处理后才能应用，要做到从原材料上降低杂质含量，从而在焊接作业时减少产生的气体含量，有效避免压力容器气孔缺陷的发生。

（3）应用适宜的焊接速度以及电流强度，有效控制液态金属熔池凝固速度，尽可能为气体的充分排出争取足够的时间，从而减少压力容器气孔缺陷的发生机率。

2.3 咬边的应对措施

（1）规范焊接操作过程，选择科学合理的焊接手法，准确把控电流强度，准确定位焊接角度，使得焊接标准科学、规范合理。