江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院
江苏泰州 214500
摘 要: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。本文就压力容器的焊接质量的优化对策进行探讨，对压力容器的安全运行具有重要意义。
关键词:压力容器；焊接；质量控制
一、压力容器焊接是保证压力容器致密性和强度的关键，是压力容器制造中最重要的一个环节，是保证压力容器质量的关键，是保证压力容器寿命和安全运行的重要条件，表1列出国外有关规程对于焊接的性能要求。如果存在着焊接缺陷，就有可能造成容器断裂、渗漏，甚至引起爆炸。据对压力容器事故调查表明，40％的压力容器事故是从焊缝缺陷处开始的。在对压力容器进行检验的过程中，对焊缝的检验尤为重要。因此，应及早发现缺陷，把焊接缺陷限制在一定范围内，以确保压力容器运行的安全性及可靠性；对于保障人民财产安全，加快现代化建设有着重要的意义。
表一国外有关规程对于焊接的性能要求
二 、压力容器焊接中常见的质量问题
2.1压力容器的质量受其焊接工艺的影响巨大，焊接过程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。就目前我国压力容器制造现状来看，压力容器因焊接造成的质量缺陷从变现上看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。
2.2外部缺陷一般在焊接接头的位置出现，通常肉眼就能看出来，一般表现为焊缝尺寸偏差大、焊缝截面不规整、焊缝过小或过大、表面有气孔甚至裂纹。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，影响群众是生命财产安全，造成社会经济损失。
2.3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。气孔作为焊接过程中较为常见的焊接质量问题，造成气孔的原因很多，例如在焊接过程中，焊机熔渣中以及焊接表面有油污时，可能造成气孔，此外如果焊接过程中由于操作不当，熔池过快也会造成气孔。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。
三、压力容器的组焊的主要质量要求
3.1 在压力容器上焊接的临时吊耳和拉盘的垫板等，应采用与压力容器壳体相同或在力学性能和焊接性能方面相似的材料，并用相适应的焊材及焊接工艺进行焊接。临时吊耳和拉盘的垫板割除后留下的焊疤必须打磨平滑，并应按图样规定进行渗透检测或磁粉检测，确保表面无裂纹等缺陷。打磨后的厚度不应小于该部位的设计厚度。不宜采用十字焊缝。相邻的两筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻筒节的纵缝应错开，其焊缝中心线之间的外圆弧长一般应大于筒体厚度的3倍，且不小于 100mm。
3.2 受压元件之间或受压元件与非受压元件组装时的定位焊，若保留成为焊缝金属的一部分，则应按受压元件的焊缝要求施焊。
3.3 压力容器主要受压元件焊缝附近50mm处的指定部位，应打上焊工代号钢印。对无法打钢印的，应用简图记录焊工代号，并将简图列入产品质量证明书中提供给用户。
四、压力容器焊接接头的表面的质量要求
4.1 形状、尺寸以及外观应符合热核标准和设计图样的规定。不得有表面裂纹、未焊透、未熔合、表面气孔、弧坑、未填满和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除。焊缝与母材应圆滑过渡。
4.2 焊缝的咬边要求：使用抗拉强度规定值下限大于等于540Mpa的钢材及铬、钼低合金钢材制造的压力容器、钛材和镍材制造的压力容器，低温压力容器，球形压力容器以及焊缝系数取1.0的压力容顺，其焊缝表面不得有咬边；的压力容顺的焊缝表面的咬边深度不得大于 0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的 10%。角焊缝的焊脚高度应符合技术标准和设计图样要求外形应平缓过渡。
五、压力容器的产品焊接质量检测控制措施与质量管理
5.1 原材料质量控制
①生产制造单位应通过对材料进行复验或对材料供货单位进行考察、评审、追踪等方法，确保所用压力容器材料符合标准，在投用前应检查有效材料质量证明文件，并核对材料上的有效标志。材料标志与质量证明书完全一致，否则不得使用。用于制造受压元件的材料在切割(或加工)前应进行标记移植。②用于生产制造受压元件的焊接材料，应按相应标准制造、检验和选用。焊接材料必须有质量证明书和清晰、牢固的标志。
5.2 质量控制检测
钢制压力容器产品焊接试板尺寸、试样截取和数量、试验项目、合格标准和复验要求，按产品焊接接头的力学性能检验的规定执行。对接焊接的接头试样截取、试验项目和合格标准按相关安全技术规程的有关规定执行。有色金属制压力容器的产品焊接试板的试样尺寸、试样截取和数量，可参照钢制压力容器的要求或按图样规定执行，试验项目、合格标准要求如下：
拉伸试样的搞拉强度应符合下列规定之一：①不低于母材材料标准规定值下限；②对于不同强度等级母材级成的焊接接头，不低于两个搞拉强度中较低的规定值下限。
5.3冲击试验，当设计图样有要求或材料标准规定要用冲击试验时，其合格标准应符合相应标准规定，且三个试样的平均值不低于母材规定值的下限。
5.4 焊接工艺的质量管理
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。
结语：压力容器焊接中常见的缺陷有内外表面宏观及几何缺陷，焊缝内缺陷，焊缝表面缺陷等，企业为加强压力容器焊接质量控制，需严格控制原材料选择合适的焊接材料， 规范企业机器设备的使用和管理，加强焊接工艺控制，提高焊接操作人员的专业素质，规范焊接操作流程，确保焊接工序质量。
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论文作者:王凯
论文发表刊物:《江苏科技报》2016年12期
论文发表时间:2017/4/5
标签：压力容器论文; 缺陷论文; 质量论文; 材料论文; 气孔论文; 试样论文; 表面论文; 《江苏科技报》2016年12期论文;