摘要：焊接作为压力容器制造过程中比较重要和复杂的环节，要求技术人员根据具体情况对焊接的材料进行选择，并理解和落实相关焊接要求。通过学习标准NB/T47014-《承压设备焊接工艺评定》NB/T47015-《压力容器焊接标准》NB/T47015-《承压设备工艺评定》NB/T47016-《承压设备产品焊接试件的力学性能试验》GB/T30583-《承压设备焊后热处理规程》，书籍《焊接工艺设计与实例分析》等，使我对焊条、母材的力学性能、化学成分、焊接性能、机械性能、焊前预热、焊后热处理等有了全面认识。就此，本文根据自身工作经验，浅谈压力容器焊接材料的选择及焊接要求。
关键词：压力容器；焊接材料；选择；焊接要求
引言：压力容器是需要在其内部或者外部承受一定气体或者液体压力的密闭容器。随着高压生产工艺的出现和工业的不断发展进步，对于压力容器的承载压力、容量和可工作的温度范围的要求也越来越高，有些特定用途的压力容器还需要抗腐蚀，这些都对压力容器的质量和安全性提出了要求。而选择合适的焊接材料以及制定相应的焊接要求，是压力容器和焊接行业当中非常关注的重点问题。因此，研究压力容器焊接材料的选择及焊接要求具有重要意义。
1工作经验
2017年内蒙古京能锡林发电有限公司五间房660MW#1，#2机组高压加热器是我公司开拓市场的重点产品，以前都停留在350MW的机组，现在突破到660MW机组，不是设备简简单单的放大，而是各个参数质的提高，水室封头材质为13MnNiMoR，厚度125mm，管板材质为20MnMoⅣ锻件，厚度660mm，壳体材质为Q345R，厚度为95mm，在高级焊接工程师严工的带领下，从预焊接工艺规程→评定焊接工艺规程→形成焊接工艺评定报告→指定焊接工艺规程，通过不懈努力，最终达到标准要求。
2压力容器焊接材料的选择
1）压力容器产品焊接的重要质量基础保障便是接头的使用性能以及焊接的缺陷。接头当中的力学性能，为设计压力容器的重要基础，更是基础性的力学性能。所以，对于焊接材料的选择，最重要的依据便是对接头的力学性能进行保障，其中包含接头在各种工作情况下的低温力学性能、高温力学性能、抗动以及疲劳荷载等相关性能。2）焊接金属与母材强度之间的匹配，是压力容器以及焊机行业当中一直被关注的热点问题，有着很多的争论。强度型低合金钢依照具体的等级原则对焊材进行选择，可全面确保焊接接头有非常充足的韧性储备，合理的超强有益于将接头的抗脆性断裂进行提升，其强度的具体界别为700-800MPa的高强钢，焊缝金属如果有过强或者过低的情况，都会导致脆性断裂的发生，与等强比较接近的接头是最理想的。焊缝低强在实际工艺当中，可将预热的温度降低，将冷裂纹的敏感程度进行降低。所以，ASME规范、GB150当中，在对等强的匹配进行坚持的同时，也会允许低匹配或者高匹配在需要的场合中进行使用。3）焊材当中的焊剂性，为利用焊接，将其中的焊件进行充分的连接，这样焊接接头能够有效满足结构的使用需求，即焊材实施焊接时，产生气孔、裂纹以及凹痕等不良焊接造成的缺陷程度。对于技术条件的使用，要结合压力容器当中的具体标准法规，针对焊接材料的应用性能和熔敷金属焊接缺陷的具体检测方式，详细的合格指标要增加一些规定，如药皮强度、偏心度以及扩散氢含量。此外，在材料的包装以及储运的过程中，也有相应的法规要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3压力容器焊接要求
3.1压力容器工艺层面焊接要求
1）底层焊工艺手段要求。底层焊主要使用氢弧焊，使用从上到下、以点焊接方式进行操作。在底层焊中，为了提升焊缝整体均匀性，减少裂纹产生，需要进行焊接操作的相关系统检测。2）中层焊工艺手段要求。中层焊要使用直径3.2mm的焊条，焊缝厚度应为直径的8到12倍，使用自线型运条方式进行操作。进行中层焊之前，应对现有焊缝进行检查和清理，若需重新焊接则应保证焊接接头与底层焊缝的接头距离大于10mm。3）表层焊工艺手段要求。表层焊使用的焊条直径大小，需要参考现有的焊缝厚度。需要保证焊条实际的起弧位置与收弧位置错开接头，以保证完整性和压力容器本身的圆滑性。4）焊后热处理操作要求。焊后热处理主要为消除焊接后残留的相关应力，可有效避免冷裂纹的出现。焊后热处理的技术也有不同的种类，应结合具体情况选用最科学的处理方法。5）无损检测要求。无损检测是整个焊接工艺的最后一步，其通过对焊缝的表面和内部进行检测来确定压力容器焊接工艺的整体质量。无损检测应根据相关质量要求进行严格把关，不符合要求的压力容器绝不可以出货。
3.2压力容器实际操作层面焊接要求
1）焊接准备工作的相关要求。在进行焊接之前，应首先检查受压元件焊缝坡口的加工与尺寸是否符合焊接工艺卡的规定，检查合格才能进行组合焊接。坡口表面的油和污物应当在焊接前就清理干净，坡口两侧（手工焊时两侧各10mm，自动焊时两侧各20mm）杂物也应清除至外露金属光泽。以火焰切割的所有焊接的坡口必须将氧化物和淬硬层全部打磨掉，坡口不能留下任何油渍、润滑油、污物和其他污染物。焊接使用的焊条在使用之前必须进行烘干，并使用焊条保温桶进行存放，随用随取。在进行定位性焊接的前置作业时，选用焊条应为与相应焊缝规定相同的内径3.2毫米的焊条，焊接的工艺参数不得超出第一层焊缝的规定值。纵缝和环缝的定位焊其长度应在30至50mm之间，间距应小于350mm，焊层厚度应小于3到5mm。完成定位焊后应确认是否存在缺陷，如有缺陷必须清除后使用砂轮将两端部位打磨为缓坡过渡，方能进行正式的焊接。此外，进行正式焊接之前技术人员必须完成对工艺参数和规范的调整，严格禁止在正式产品上进行调试。2）焊接中的操作相关要求。进行焊接时，表面的焊道宽度应比坡口的宽度单面增加2到4mm，焊缝的宽窄差应小于2mm。完成每一层后都必须彻底清渣，经检查没有缺陷后再进行下一层的焊接。所有坡口表面与双侧20mm范围之内，不得存在铁锈、油污、氧化皮、积渣和其他污物。进行受压元件的焊接时，必须严格按照工艺卡规定的参数。与受压元件相互焊连的附件如吊耳和垫板，同样应当按照工艺卡中规定的参数进行焊接。在进行附件或者工装卡具、拉筋等部件的焊接时，应使用和壳体完全相同的材料和工艺，其焊道长度不可小于50mm。对接焊接头同接管和管体或者封头焊接的接头，应使用全焊透的结构，接管和壳体焊接时应保证接管与壳体的内表面齐平，接管的内侧要打磨成圆角，实现光滑过渡。此外，在对引弧板、引出板、产品焊接试板等相关辅助部件的拆除中，不得使用锤击拆除。
结束语：
焊接工艺作为直接影响到压力容器质量与安全性的关键工艺环节，所使用的材料应当根据母材与焊接要求进行严格甄选，采购焊材的过程中，一定要依据各项标准法规、焊接工艺等进行选购，技术人员应完全理解和落实焊接要求，做好相应的焊接工作，从而保证压力容器的质量和使用安全。
参考文献：
[1]孙鹤伟.压力容器焊接过程中的常见问题分析与防范方法[J].南方农机，2017，48（10）：92.
[2]刘治前.压力容器焊接质量控制探讨[J].科技创新与应用，2017（13）：139.
[3]宋艳.压力容器制造过程的焊接材料管理[J].城市建设理论研究（电子版），2016，5（5）：135.
论文作者:张伟祥,肖东琴
论文发表刊物:《电力设备》2018年第32期
论文发表时间:2019/5/17
标签：压力容器论文; 焊条论文; 材料论文; 焊接工艺论文; 工艺论文; 厚度论文; 壳体论文; 《电力设备》2018年第32期论文;