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摘要:压力容器在现代工业生产、材料存储等工作中发挥着重要作用,同时也对其焊接技术提出了较高要求。基于此,本文分别就压力容器的焊接技术、压力容器的焊接对策展开分析。
关键词:压力容器;制造过程;焊接控制
1压力容器制作特点
1.1安全性要求很高
使用压力容器的环境通常都比较恶劣,很多都处于压力大、温度高且腐蚀性强的环境当中,盛装的绝大多数物质也具有易燃、易爆、易腐蚀等特点,要求在制作时必须保证压力容器的使用安全,各项参数都必须满足强制性标准与技术规范的要求。如电站设备领域的换热装置、反应装置、分离装置的外壳、气液贮罐、锅炉系统气包等均是压力容器,这些设备均面临很高的安全性要求。
1.2制作专业性很强
在哪一个领域、哪一个行业使用压力容器,就需要压力容器具有满足对应需求和环境条件的特点,因而制作人员不但要加强学习机械知识,还要提高压力容器使用方面的专业知识与能力水平。如应用于电站设备的压力容器就应在制作时满足电站设备的整体性要求,掌握电能行业安全生产规范和标准,确保制作出安全性和质量都达标的压力容器。
1.3结构与种类繁多
使用压力容器时广泛涉及国防、工业以及领域等诸多领域,使用领域和行业的差异性也使得压力容器的类别、结构、功用等存在多样性特点,即使压力容器被用于同一领域,也会在功能需求、环境条件等的差异上影响制作特性,需要制作人员基于现场实际情况制作压力容器,赋予压力容器的结构、种类与参数繁杂多变的制作特点。如换热器,因其功用与内部介质的不同被分成管壳式余热锅炉、冷却器、热交换器、蒸发器、冷却器等。
2压力容器的焊接技术
2.1多丝多弧焊接技术
多丝多弧焊接技术可以提高工作效率、增加熔敷率,广泛应用于各类弧焊方法中。目前较为常见的是熔化极焊接法。该方法下的多丝多弧焊接技术可以分为两大类,一类是多丝共电,另一类为多丝多电。多丝共电是多根焊丝共用一个电源和一个导电设备,而多丝多电是每一根焊丝应用一个电源,送丝结构和调节设备也均是独立工作的。多丝多电情况下,技术人员可以通过改变焊丝位置进行焊接作业,完成一道、多道焊缝的同步施工。多丝共电可以用于中厚板、厚板、长焊缝焊接,焊接速度可以达到 4 ~5m/min 的水平,可以满足三根以上、六根以下焊丝的同步工作,熔敷率能达到100kg/h 以上的水平。
2.2窄间隙焊接技术
窄间隙焊接技术主要用于厚板焊接,能够满足大焊接量作业,也能有效的保证焊接质量。在压力容器的设计中,随着设计温度、设计压力的增加,设备厚度需求高,但厚板材焊接难度也较大。窄间隙焊接技术解决了厚板材焊接难度大的问题,例如,80 ~ 280mm 的厚板材,将其间隙标准设定为 20mm左右,如果采用多丝多弧等焊接方式则存在较大难度,无法满足作业要求,但是可以应用窄间隙焊接技术进行加工。通常窄间隙焊接技术的加工效率可以提升 40% 以上,熟练技术工人可以提升加工效率 70%,焊丝消耗降低约30% ~ 45%,焊剂也可以对应减少 50% ~ 60%。
2.3气体保护焊接技术
压力容器焊接涉及到一个基本问题,即焊接过程中的金属氧化。为解决这一问题,气体保护焊接技术得到重视,目前最常用的保护气体是二氧化碳。应用二氧化碳进行焊接保护,成本较低且材料形变小,可以借助设备实现高度自动化作业。以焊丝作为划分标准,将常用二氧化碳保护焊接技术划分为药芯焊丝保护焊和实心焊丝保护焊两种。以药芯焊为例,该方式能够满足不同钢材的焊接作业,具有較高的适应性,而且焊剂的比例可以方便快速的调节,在焊接过程中应用气渣实现联合保护使熔滴过渡均匀。此外,药芯焊的熔敷率高、速度快,在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大,其熔敷率为 85% ~ 90%,生产率比焊条电弧焊高 3 ~ 5倍。目前压力容器的制备中,美国、德国、日本均大量应用药芯焊丝保护,占其生产总比例的 25% 以上。
3控制措施
3.1无损检测
无损检测又称探伤,主要用来对压力容器进行焊缝检测。非标压力容器因其不使用通用工艺和规格、产品参数的不同,必须制作工艺卡并进行无损检测。无损检测的方法主要有超声波、射线、渗透等等,这几种方法必须要求通过国家考核的专业人士上岗操作,可以分别探测压力容器的原材料、焊缝的表面和内部,及时发现缺陷,确保压力容器的质量。
3.2控制压力容器成型误差,保证容器制作质量
在制作中,压力容器的零部件加工成型之后容易因加工误差、人为操作不当或部件制造模具存在尺寸偏差等因素,引发部件成型误差,直接造成零部件的尺寸不标准,整体装配过程势必出现变形。加热成型的压力容器封头就容易出现脱模问题,温度较高时脱模,导致封头收缩变形,几何尺寸也极有可能严重超标。也有可能是设计模具时考虑不周,在压力容器件部件成型后与要求不符。对于此类因压力容器成型误差造成的变形问题,需在制作压力容器的过程中提高重视度,采取相应策略控制成型误差,提高压力容器制作质量。
因此,在制作压力容器时必须严格执行工艺标准,依据过程与标准进行成型操作,严格仔细检查样板与模具,通过标准的模具与样板科学控制工件形位误差。在设计模具时应遵守设计原则,合理控制模具的尺寸,充分考虑压力容器部件在加工成型环节因热胀冷缩出现的变化。针对热成型部件,在模具设计中应考虑部件体积在冷却之后的收缩量;针对冷成型部件,应考虑部件成型的回弹量。在制作压力容器时应尽可能选用先进仪器实行半自动化、自动化操作,提高制作质量。
3.3切割方面
在下料切割的时候,如果尺寸小准确,又或者是在实际制造的过程中,未能应该适合的零件,都会引起压力容器的形变问题。通常,如果下料尺寸存在问题,很容易是放大样发生的误差,也或许是计算误差,并且,如果切割技术人员不能掌握全面的专业知识,态度不严肃,就会使尺寸出现误差,因此,对材料进行切割的时候,要认真负责。此外,对相关的操作人员要提供培训,提升操作人员的专业能力。并且,充分使用计算检测技术,避免误差的出现。
3.4压力容器制造程序控制
首先,压力容器的材料选择要符合标准,材料需要耐腐蚀,并且根据压力容器所需参数,考虑设备的操作条件,选用适宜的材料。操作人员在压力容器制造中,要严格执行工艺纪律,将安全责任意识深植心中,树立质量意识。制造单位要加强对工作人员相关知识和技能的培训,引入先进的生产管理经验,建立严密的工艺管理控制系统,通过优秀的操作人员现场指导教学,通过进一步的实践专业技能培训,验证整个制造过程中需要控制的重要参数和产品特性,再进入制造流程。在制造过程中要严格执行工艺要求,严格遵照生产流程,明确质量责任,保存完整的生产过程的原始数据,严禁弄虚作假。建立完整的工艺管理体系,各环节严格遵照流程体系。
结语
通过分析压力容器的焊接技术与对策,得到相关理论。压力容器功能特殊,对焊接要求也较高,目前常见的焊接技术包括多丝多弧焊接技术、窄间隙焊接技术、气体保护焊接技术、热丝填充技术、金属粉添加技术等。为保证焊接工作的质量,还要求推行相关对策,如自动化焊接技术的应用、设备更新、技术研发等。后续工作中,各企业也应重视压力容器焊接技术的应用,提升工作水平。
参考文献:
[1] 王亚 . 浅谈压力容器焊接过程中常见缺陷的产生原因及预防防治实践思考 [J]. 居舍,2017,(19):153.
关键词:压力容器;制造过程;焊接控制
1压力容器制作特点
1.1安全性要求很高
使用压力容器的环境通常都比较恶劣,很多都处于压力大、温度高且腐蚀性强的环境当中,盛装的绝大多数物质也具有易燃、易爆、易腐蚀等特点,要求在制作时必须保证压力容器的使用安全,各项参数都必须满足强制性标准与技术规范的要求。如电站设备领域的换热装置、反应装置、分离装置的外壳、气液贮罐、锅炉系统气包等均是压力容器,这些设备均面临很高的安全性要求。
1.2制作专业性很强
在哪一个领域、哪一个行业使用压力容器,就需要压力容器具有满足对应需求和环境条件的特点,因而制作人员不但要加强学习机械知识,还要提高压力容器使用方面的专业知识与能力水平。如应用于电站设备的压力容器就应在制作时满足电站设备的整体性要求,掌握电能行业安全生产规范和标准,确保制作出安全性和质量都达标的压力容器。
1.3结构与种类繁多
使用压力容器时广泛涉及国防、工业以及领域等诸多领域,使用领域和行业的差异性也使得压力容器的类别、结构、功用等存在多样性特点,即使压力容器被用于同一领域,也会在功能需求、环境条件等的差异上影响制作特性,需要制作人员基于现场实际情况制作压力容器,赋予压力容器的结构、种类与参数繁杂多变的制作特点。如换热器,因其功用与内部介质的不同被分成管壳式余热锅炉、冷却器、热交换器、蒸发器、冷却器等。
2压力容器的焊接技术
2.1多丝多弧焊接技术
多丝多弧焊接技术可以提高工作效率、增加熔敷率,广泛应用于各类弧焊方法中。目前较为常见的是熔化极焊接法。该方法下的多丝多弧焊接技术可以分为两大类,一类是多丝共电,另一类为多丝多电。多丝共电是多根焊丝共用一个电源和一个导电设备,而多丝多电是每一根焊丝应用一个电源,送丝结构和调节设备也均是独立工作的。多丝多电情况下,技术人员可以通过改变焊丝位置进行焊接作业,完成一道、多道焊缝的同步施工。多丝共电可以用于中厚板、厚板、长焊缝焊接,焊接速度可以达到 4 ~5m/min 的水平,可以满足三根以上、六根以下焊丝的同步工作,熔敷率能达到100kg/h 以上的水平。
2.2窄间隙焊接技术
窄间隙焊接技术主要用于厚板焊接,能够满足大焊接量作业,也能有效的保证焊接质量。在压力容器的设计中,随着设计温度、设计压力的增加,设备厚度需求高,但厚板材焊接难度也较大。窄间隙焊接技术解决了厚板材焊接难度大的问题,例如,80 ~ 280mm 的厚板材,将其间隙标准设定为 20mm左右,如果采用多丝多弧等焊接方式则存在较大难度,无法满足作业要求,但是可以应用窄间隙焊接技术进行加工。通常窄间隙焊接技术的加工效率可以提升 40% 以上,熟练技术工人可以提升加工效率 70%,焊丝消耗降低约30% ~ 45%,焊剂也可以对应减少 50% ~ 60%。
2.3气体保护焊接技术
压力容器焊接涉及到一个基本问题,即焊接过程中的金属氧化。为解决这一问题,气体保护焊接技术得到重视,目前最常用的保护气体是二氧化碳。应用二氧化碳进行焊接保护,成本较低且材料形变小,可以借助设备实现高度自动化作业。以焊丝作为划分标准,将常用二氧化碳保护焊接技术划分为药芯焊丝保护焊和实心焊丝保护焊两种。以药芯焊为例,该方式能够满足不同钢材的焊接作业,具有較高的适应性,而且焊剂的比例可以方便快速的调节,在焊接过程中应用气渣实现联合保护使熔滴过渡均匀。此外,药芯焊的熔敷率高、速度快,在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大,其熔敷率为 85% ~ 90%,生产率比焊条电弧焊高 3 ~ 5倍。目前压力容器的制备中,美国、德国、日本均大量应用药芯焊丝保护,占其生产总比例的 25% 以上。
3控制措施
3.1无损检测
无损检测又称探伤,主要用来对压力容器进行焊缝检测。非标压力容器因其不使用通用工艺和规格、产品参数的不同,必须制作工艺卡并进行无损检测。无损检测的方法主要有超声波、射线、渗透等等,这几种方法必须要求通过国家考核的专业人士上岗操作,可以分别探测压力容器的原材料、焊缝的表面和内部,及时发现缺陷,确保压力容器的质量。
3.2控制压力容器成型误差,保证容器制作质量
在制作中,压力容器的零部件加工成型之后容易因加工误差、人为操作不当或部件制造模具存在尺寸偏差等因素,引发部件成型误差,直接造成零部件的尺寸不标准,整体装配过程势必出现变形。加热成型的压力容器封头就容易出现脱模问题,温度较高时脱模,导致封头收缩变形,几何尺寸也极有可能严重超标。也有可能是设计模具时考虑不周,在压力容器件部件成型后与要求不符。对于此类因压力容器成型误差造成的变形问题,需在制作压力容器的过程中提高重视度,采取相应策略控制成型误差,提高压力容器制作质量。
因此,在制作压力容器时必须严格执行工艺标准,依据过程与标准进行成型操作,严格仔细检查样板与模具,通过标准的模具与样板科学控制工件形位误差。在设计模具时应遵守设计原则,合理控制模具的尺寸,充分考虑压力容器部件在加工成型环节因热胀冷缩出现的变化。针对热成型部件,在模具设计中应考虑部件体积在冷却之后的收缩量;针对冷成型部件,应考虑部件成型的回弹量。在制作压力容器时应尽可能选用先进仪器实行半自动化、自动化操作,提高制作质量。
3.3切割方面
在下料切割的时候,如果尺寸小准确,又或者是在实际制造的过程中,未能应该适合的零件,都会引起压力容器的形变问题。通常,如果下料尺寸存在问题,很容易是放大样发生的误差,也或许是计算误差,并且,如果切割技术人员不能掌握全面的专业知识,态度不严肃,就会使尺寸出现误差,因此,对材料进行切割的时候,要认真负责。此外,对相关的操作人员要提供培训,提升操作人员的专业能力。并且,充分使用计算检测技术,避免误差的出现。
3.4压力容器制造程序控制
首先,压力容器的材料选择要符合标准,材料需要耐腐蚀,并且根据压力容器所需参数,考虑设备的操作条件,选用适宜的材料。操作人员在压力容器制造中,要严格执行工艺纪律,将安全责任意识深植心中,树立质量意识。制造单位要加强对工作人员相关知识和技能的培训,引入先进的生产管理经验,建立严密的工艺管理控制系统,通过优秀的操作人员现场指导教学,通过进一步的实践专业技能培训,验证整个制造过程中需要控制的重要参数和产品特性,再进入制造流程。在制造过程中要严格执行工艺要求,严格遵照生产流程,明确质量责任,保存完整的生产过程的原始数据,严禁弄虚作假。建立完整的工艺管理体系,各环节严格遵照流程体系。
结语
通过分析压力容器的焊接技术与对策,得到相关理论。压力容器功能特殊,对焊接要求也较高,目前常见的焊接技术包括多丝多弧焊接技术、窄间隙焊接技术、气体保护焊接技术、热丝填充技术、金属粉添加技术等。为保证焊接工作的质量,还要求推行相关对策,如自动化焊接技术的应用、设备更新、技术研发等。后续工作中,各企业也应重视压力容器焊接技术的应用,提升工作水平。
参考文献:
[1] 王亚 . 浅谈压力容器焊接过程中常见缺陷的产生原因及预防防治实践思考 [J]. 居舍,2017,(19):153.