论文部分内容阅读
【摘 要】 焊接质量在压力容器的制造质量中起决定性作用。焊接质量的优劣除了与焊接工艺的先进与否有关外，还取决于工厂的焊接质量管理工作，因此，只追求先进的工艺，忽略了质量管理工作时，将得不到高的质量。
【关键词】 压力容器；焊接；质量
压力容器作为工业中的重要工具，其工作过程要承受高温、高压、腐蚀等多种环境。因此对焊接工艺有很高的要求。我国对于压力容器制造的质量控制已经取得了一定的成绩，但是压力容器的特点决定了制作的整个过程都容易出现质量缺陷，因此必须进一步加以控制。
一、压力容器焊接性能
压力容器的质量很大程度上决定于其焊接工艺的质量，压力容器的焊接性能很大程度上直接决定了压力容器的质量和安全性能，同时对生产制造过程中的成本和生产效率都有极大的影响。压力容器焊接过程十分复杂，焊接工艺要求高，因此通常在压力容器焊接施工的过程中容易出现一些常见的质量问题。
就目前压力容器制造现状来看，压力容器因焊接造成的质量缺陷主要有内外两种缺陷，具体上讲主要有焊接尺寸不合格、表面飞溅、咬边、气孔、裂纹、熔合度差等。压力容器焊接过程中的内部缺陷主要由于人为操作和其它因素造成。周围环境对焊接过程也会造成一定的影响，在潮湿的环境中，空气中的水汽或液体在熔渣中形成气泡导致焊接过程中的质量影响，严重的内部缺陷最后可能导致压力容器在高压环境下演变成裂纹，形成巨大安全隐患。总之在实际焊接过程中，从人员操作到环境影响，从材料到设备的性能都可能造成焊接质量的缺陷，各种因素综合在一起构成了影响压力容器焊接质量的影响因素。因此要控制压力容器焊接过程中的质量，优化压力容器焊接过程中的对策就要控制以上影响因素。裂纹对压力容器的影响非常大，压力容器通常承受着较大的压力、压强，同时伴随着腐蚀性气体或液体的影响，裂纹极易扩大，最后造成整体的崩溃，严重时可能造成极大的安全事件事故，影响群众的生命财产安全，造成社会经济损失。由此可见，在压力容器的设计制造过程中，压力容器的焊接性能十分重要。
二、压力容器焊接中常见的质量问题
1、裂纹。裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种，它将显著减少承载面积，严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。裂纹主要分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。再热裂纹是近缝区金属在高温热循环作用下，强化相碳化物沉积在晶内的位错区上，使晶内强化程度大大高于晶界强化，由于应力松弛而带来的塑形变形主要由晶界金属来承担，于是晶界区金属会产生滑动。
世界上的锅炉、压力容器、压力管道事故除少数是由于设计不合理，选材不当的原因引起的以外，绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。
2、气孔。在焊接过程中，熔池中的气体在凝固时未能逸出而在其中形成的空穴叫做气孔。焊条在烘焙过程中没有按照相关规定、焊芯因久置而引发变质生锈、电弧选择过长、电流过大、电压过高都有可能造成气孔。气孔对金属的致密性影响极大，致密性小的焊缝金属在很大程度上稳定性差。小的气孔假如没扩散迹象的话，对压力容器整体影响并不大，可是一旦气孔变大，就极易产生裂纹，这对容器来说有着致命的影响。
3、夹渣。焊接完成之后残留在焊缝中的熔渣就是夹渣了。夹渣尺寸通常比夹杂物大，一般有一至几毫米长，且呈现不规则的形状，分散也极不均匀。由于外形不规则，一些夹渣通常有棱有角，存在尖角的夹渣，在尖角处会造成应力集中，因而容易在焊缝中形成焊缝裂纹。夹渣会降低焊接接头的韧性及稳定性。
三、压力容器焊接质量的优化对策
1、选择合理的耐热钢材料。耐热钢材料的质量是影响压力容器質量最直接的因素，如果没有合理的耐热钢材料，即使焊接工艺与操作技术再过硬，也无法实现压力容器质量的提高。因此压力容器焊接的材料必须与国家标准保持一致，保证焊缝的力学性能要高于原材料的力学性能，尽量选择强度高的焊接材料，同时压力容器焊接材料的选择还与容器结构以及焊接工艺有关。目前压力容器的材料主要选择低合金耐热钢，即在普通碳钢Q345等中加入一定量的合金元素，以提高原材料的强度。低碳合金钢的使用进一步改善了焊接原材料的性能，对低碳钢中合金的含量有具体的要求，一般小于0.2%。并且为了实现焊接接头的长期运行，提高其抗腐蚀性。
2、选择合理的焊材。对焊缝金属材料及母材上的选择与上文中低碳合金钢的原则保持一致。在焊缝金属合金选择上（通常为鉻或钼）时要使其合金含量高于母材合金含量。同时为了确保焊缝金属同样具有较小的回火脆性，应对焊材中的硅、氧等微量元素进行控制。最后，焊材的选择要使焊缝金属具有较强的抗裂性，要做到这一点，就要严格控制焊材中的含碳量，使其低于母材。但是对于含碳量是有一定规定的，不能过低，如果过低就会使韧性较低。一般要求其含碳量主要控制在0.1%左右。
3、对焊接工艺进行优化。焊接工艺是对焊接标准进行规范、对焊接过程进行指导、标准化焊接流程的一个非常重要的工艺，是保证焊接质量的一个重要技术指标。焊接工艺主要由焊接操作的方法、焊接使用的材料、焊接接头的形式、使用母材的型号、焊接质量验收的方法、焊接操作的技术流程等构成。在对压力容器进行焊接的过程中，要根据焊接的关键点和难点对工艺流程进行制定。在选取焊接材料时要根据压力容器的使用范围和母材的厚度进行选择，焊缝的形状和焊接接缝的坡度是根据压力容器的使用特性来决定的。另外焊接工艺的控制也可以利用焊接工艺的评测来进行，通过对焊接工艺进行评测，对焊接过程中各项工艺都进行了有效的控制，使得作业人员可以认真按照焊接的详细工艺要求进行焊接，有效的防止了焊接缺陷进入到下一道工序中。
4、焊接质量检验的优化。焊接质量检验是压力容器制作过程中不可缺少的一部分，是确保容器质量的重要手段。焊接过程受人为因素、设备因素等影响较大，在焊接过程中出现这样或那样的质量问题在所难免。因此在制定合理的焊接工艺，严格遵守焊接规范的同时，还要进行焊接检验，焊接检验主要分为焊前、焊中和焊后三个过程。其中焊前检验主要负责焊件的装配情况和焊接材料等问题；焊中检验是检验过程的重点，即随时对焊缝的宽度、平整度等进行检验，对不符合操作的焊缝要及时督促返工；焊后检验是确保焊件的质量的最后一道工序，主要方法有目测，无损探伤。要针对不同压力容器的特点和用途，进行全面的综合的检查，确保压力容器的焊接质量。
在压力容器的实际生产中，必须严格执行国家相关标准和行业标准规范。同时还应加强有关人员的培训，提高素质和责任心，使质量控制落实到每个人员。只有这样，才能保证压力容器的焊接质量，提高压力容器产品的安全性能。
参考文献：
[1]田立志.压力容器焊接质量分析及控制[J].应用技术，2012（8）.
[2]刘彩梅.压力容器焊接质量控制[J].化学工程与装备，2010（8）.
【关键词】 压力容器；焊接；质量
压力容器作为工业中的重要工具，其工作过程要承受高温、高压、腐蚀等多种环境。因此对焊接工艺有很高的要求。我国对于压力容器制造的质量控制已经取得了一定的成绩，但是压力容器的特点决定了制作的整个过程都容易出现质量缺陷，因此必须进一步加以控制。
一、压力容器焊接性能
压力容器的质量很大程度上决定于其焊接工艺的质量，压力容器的焊接性能很大程度上直接决定了压力容器的质量和安全性能，同时对生产制造过程中的成本和生产效率都有极大的影响。压力容器焊接过程十分复杂，焊接工艺要求高，因此通常在压力容器焊接施工的过程中容易出现一些常见的质量问题。
就目前压力容器制造现状来看，压力容器因焊接造成的质量缺陷主要有内外两种缺陷，具体上讲主要有焊接尺寸不合格、表面飞溅、咬边、气孔、裂纹、熔合度差等。压力容器焊接过程中的内部缺陷主要由于人为操作和其它因素造成。周围环境对焊接过程也会造成一定的影响，在潮湿的环境中，空气中的水汽或液体在熔渣中形成气泡导致焊接过程中的质量影响，严重的内部缺陷最后可能导致压力容器在高压环境下演变成裂纹，形成巨大安全隐患。总之在实际焊接过程中，从人员操作到环境影响，从材料到设备的性能都可能造成焊接质量的缺陷，各种因素综合在一起构成了影响压力容器焊接质量的影响因素。因此要控制压力容器焊接过程中的质量，优化压力容器焊接过程中的对策就要控制以上影响因素。裂纹对压力容器的影响非常大，压力容器通常承受着较大的压力、压强，同时伴随着腐蚀性气体或液体的影响，裂纹极易扩大，最后造成整体的崩溃，严重时可能造成极大的安全事件事故，影响群众的生命财产安全，造成社会经济损失。由此可见，在压力容器的设计制造过程中，压力容器的焊接性能十分重要。
二、压力容器焊接中常见的质量问题
1、裂纹。裂纹是焊接缺陷中危害性最大的一种，它将显著减少承载面积，严重的是裂纹端部形成尖锐缺口，应力高度集中，很容易扩展导致破坏。裂纹主要分为热裂纹、冷裂纹和再热裂纹。再热裂纹是近缝区金属在高温热循环作用下，强化相碳化物沉积在晶内的位错区上，使晶内强化程度大大高于晶界强化，由于应力松弛而带来的塑形变形主要由晶界金属来承担，于是晶界区金属会产生滑动。
世界上的锅炉、压力容器、压力管道事故除少数是由于设计不合理，选材不当的原因引起的以外，绝大部分是由于裂纹引起的脆性破坏。
2、气孔。在焊接过程中，熔池中的气体在凝固时未能逸出而在其中形成的空穴叫做气孔。焊条在烘焙过程中没有按照相关规定、焊芯因久置而引发变质生锈、电弧选择过长、电流过大、电压过高都有可能造成气孔。气孔对金属的致密性影响极大，致密性小的焊缝金属在很大程度上稳定性差。小的气孔假如没扩散迹象的话，对压力容器整体影响并不大，可是一旦气孔变大，就极易产生裂纹，这对容器来说有着致命的影响。
3、夹渣。焊接完成之后残留在焊缝中的熔渣就是夹渣了。夹渣尺寸通常比夹杂物大，一般有一至几毫米长，且呈现不规则的形状，分散也极不均匀。由于外形不规则，一些夹渣通常有棱有角，存在尖角的夹渣，在尖角处会造成应力集中，因而容易在焊缝中形成焊缝裂纹。夹渣会降低焊接接头的韧性及稳定性。
三、压力容器焊接质量的优化对策
1、选择合理的耐热钢材料。耐热钢材料的质量是影响压力容器質量最直接的因素，如果没有合理的耐热钢材料，即使焊接工艺与操作技术再过硬，也无法实现压力容器质量的提高。因此压力容器焊接的材料必须与国家标准保持一致，保证焊缝的力学性能要高于原材料的力学性能，尽量选择强度高的焊接材料，同时压力容器焊接材料的选择还与容器结构以及焊接工艺有关。目前压力容器的材料主要选择低合金耐热钢，即在普通碳钢Q345等中加入一定量的合金元素，以提高原材料的强度。低碳合金钢的使用进一步改善了焊接原材料的性能，对低碳钢中合金的含量有具体的要求，一般小于0.2%。并且为了实现焊接接头的长期运行，提高其抗腐蚀性。
2、选择合理的焊材。对焊缝金属材料及母材上的选择与上文中低碳合金钢的原则保持一致。在焊缝金属合金选择上（通常为鉻或钼）时要使其合金含量高于母材合金含量。同时为了确保焊缝金属同样具有较小的回火脆性，应对焊材中的硅、氧等微量元素进行控制。最后，焊材的选择要使焊缝金属具有较强的抗裂性，要做到这一点，就要严格控制焊材中的含碳量，使其低于母材。但是对于含碳量是有一定规定的，不能过低，如果过低就会使韧性较低。一般要求其含碳量主要控制在0.1%左右。
3、对焊接工艺进行优化。焊接工艺是对焊接标准进行规范、对焊接过程进行指导、标准化焊接流程的一个非常重要的工艺，是保证焊接质量的一个重要技术指标。焊接工艺主要由焊接操作的方法、焊接使用的材料、焊接接头的形式、使用母材的型号、焊接质量验收的方法、焊接操作的技术流程等构成。在对压力容器进行焊接的过程中，要根据焊接的关键点和难点对工艺流程进行制定。在选取焊接材料时要根据压力容器的使用范围和母材的厚度进行选择，焊缝的形状和焊接接缝的坡度是根据压力容器的使用特性来决定的。另外焊接工艺的控制也可以利用焊接工艺的评测来进行，通过对焊接工艺进行评测，对焊接过程中各项工艺都进行了有效的控制，使得作业人员可以认真按照焊接的详细工艺要求进行焊接，有效的防止了焊接缺陷进入到下一道工序中。
4、焊接质量检验的优化。焊接质量检验是压力容器制作过程中不可缺少的一部分，是确保容器质量的重要手段。焊接过程受人为因素、设备因素等影响较大，在焊接过程中出现这样或那样的质量问题在所难免。因此在制定合理的焊接工艺，严格遵守焊接规范的同时，还要进行焊接检验，焊接检验主要分为焊前、焊中和焊后三个过程。其中焊前检验主要负责焊件的装配情况和焊接材料等问题；焊中检验是检验过程的重点，即随时对焊缝的宽度、平整度等进行检验，对不符合操作的焊缝要及时督促返工；焊后检验是确保焊件的质量的最后一道工序，主要方法有目测，无损探伤。要针对不同压力容器的特点和用途，进行全面的综合的检查，确保压力容器的焊接质量。
在压力容器的实际生产中，必须严格执行国家相关标准和行业标准规范。同时还应加强有关人员的培训，提高素质和责任心，使质量控制落实到每个人员。只有这样，才能保证压力容器的焊接质量，提高压力容器产品的安全性能。
参考文献：
[1]田立志.压力容器焊接质量分析及控制[J].应用技术，2012（8）.
[2]刘彩梅.压力容器焊接质量控制[J].化学工程与装备，2010（8）.