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摘要:随着我国社会经济的不断发展,对压力容器焊接工艺的要求也逐渐提高,压力容器在品质和品种的方面已经开始向系列化发展,进一步缩短了开发到应用的周期,并且压力容器在钢开发的方面也逐渐开始显现,因此该文主要对压力容易焊接工艺的选取和应用进行了研究,希望能够提供一点参考价值。
关键词:压力容器;焊接工艺;选取及应用
引言
压力容器是工业生产中的常见特种设备之一,其在物质和能量存储、运输和回收等方面有着重要的应用价值。由于在实际生产中,压力容器往往存在一定的爆炸风险,因而其质量要求都很高。同时,受到焊接技术、制造设备、加工工艺和人员技能等多种因素的影响,压力容器的制造也往往会存在一定的安全隐患。尤其是,在焊接过程中,若是一些变形没有得到及时控制和矫正,就会严重影响压力容器的质量和安全性。因此,对焊接变形的控制和矫正就十分有必要。
1压力容器焊接质量影响因素
1.1操作人员技能因素
压力容器对于焊接工艺具有较高的要求,这也要求焊接操作人员要具有高超的专业技能,同时还要具备认真负责的工作态度,这才能在一定程度上保证焊接的质量。部分焊接工艺具有较高的自动化程度,但部分参数还是需要人为进行调整,因此操作人员技能、质量意识、工作态度、操作熟练度等都会影响到压力容器的具体焊接质量
1.2焊接设备质量的影响
在针对压力容器焊接操作过程中,焊接设备具有不可或缺性,因此焊接设备的稳定性、可靠性和性能必然会影响到压力容器的焊接质量。而且在具体压力容器焊接过程中,当焊接设备结构越复杂、自动化和机械化程度越高,则压力容器焊接质量受设备的影响也越大。因此在实际焊接过程中,针对于一些重要部位及部件的焊接,需要提前针对焊接设备进行具体的检验,确保焊接设备的性能。
1.3焊后热处理的因素
压力容器焊接质量还会受到焊后热处理效果的影响。当压力容器焊接完成后,需要针对焊接工件或是焊接区域进行热处理,以此来将焊接残余应力消除掉,进一步对焊接区的性能进行改善。在具体针对压力容器热处理时,可以采取的方法大致包括正火、回火、退火、固溶、析出热处理、低温消除应力等。
2我国压力容器焊接技术存在的问题
随着我国社会的不断发展和进步,我国的冶金装备也在不断地发展当中,其中压力容器钢开发方面的发展也比较好,在此基础上,储存类的压力容器的钢开发也在不断地发展,目前的社会环境中,全球的经济交流越来越频繁,其中石油的安全已经成为各个国家在经济发展过程中的重要战略,只有保证石油的储存量才能在很大程度上提高其综合实力,在大型的原油储存的装备中,由于其在施工的过程中采用的是大热高效的输入式的焊接技术,这种焊接技术会使接热的影响区的强度以及韧性降低,并且随着输入的焊接热不断增加,其强度和韧性也在不断下降,从而使储存工作受到严重的影响,因此要有效克服接热影响区面临的问题,不断提高压力容器焊接的工艺,才能促进我国相关产业的进一步发展。
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3容器焊接工艺的选取和应用
3.1焊接变形矫正
在实际焊接中,尽管采取了一定的措施控制压力容器的焊接变形,但由于影响焊接变形的因素过多,施焊后,很难保证压力容易不会出现一处焊接变形问题。因此,做好焊接变形的矫正工作,对压力容器的质量保证也极为重要。尤其是,一些地方的焊接变形过大,超过技术标准,这个时候,就必须通过变形矫正,减小因变形问题带来的隐患。对于压力容器的焊接变形而言,常见的矫正方法有两种。一是热矫正方法。这种方法是通过局部加热的方式,使得焊接处进行反向变形。通过反向变形,可以抵消该处原有的变形,从而实现对变形部位的矫正。热矫正方法在使用过程中应该注意严格控制加热温度,一定要避免温度过高,避免导致材料金相结构的改变;二是冷矫正方法。冷矫正方法主要通过机械或者手工的方式矫正变形处。利用千斤顶、液压机等机械设备,对变形处施加压力或者拉力,从而实现对变形的强行矫正。
3.2窄间隙埋弧焊工艺
压力容器的厚壁在焊接时如果其厚度超过了100mm,使用常会的V型或者U型的坡口,其在焊接的过程中比较困难,并且也会在一定程度上浪费能源、财力、物力等,随着我国相关技术的不断进步,窄间隙埋弧焊工艺的方法开始在压力容器焊接工作中得到使用。在对厚壁的压力容器进行焊接的过程中,保证其稳定性尤为重要,因为一旦焊接出现问题,厚壁压力容器的间隙越小,其焊缝就很难得到修复,造成了严重的资源浪费,也影响了整个焊接工作的进程效率。在使用窄间隙埋弧焊工艺时,能保证相关的设备具有双侧横向和自动跟踪的功能,并且在每一条焊道上其同坡口的内壁要保证能均匀融合,在焊接的过程中还要保证焊道薄宽度,让产生的热量能够影响前一个焊道产生的热量,并对其进行热处理,将过热出品区的功能不断改善,从而将焊接的生产率不断提高,提高相关产业的经济效益。
3.3新型激光复合焊接工艺
在传统的压力容器的焊接工作中,钨极填丝氩弧焊得到了一定的应用,因为其在焊接的过程中不会出现飞溅的现象,并且焊接的质量相对比较高,但是随着社会经济的不断发展,由于使用该项技术在一定程度上影响了焊接的效率,加上熔化极气体的保护焊不能将纯氩气作为其保护气体,所以在使用的过程中无法有效控制纯氩气,从而导致焊接中经常出现不稳定的现象,在此基础上,新型的激光复合焊接工艺出现了,并逐渐取代了钨极填丝氩弧焊工艺。新型激光复合焊接工艺在使用的过程中,会产生一些相关的离子体,能引导电弧和吸引电弧,并且纯氩气在这项工艺当中能够作为保护气体,保证电弧可以进行稳定的燃烧,从而保证整个容器焊接的高效性,也不断将压力容器焊接的质量提高了,新型激光符合焊接工艺也具有钨极填丝氩弧焊工艺中飞溅少、质量高等的特点,因此已经在各个容器的焊接工作中得到了较为广泛的使用。
3.4与封头的自动焊接
接管与封头进行自动焊接主要有2种形式:非向心接管和向心接管。其主要是先向设备进行自动的定心工作之后,再采用封头接管埋弧设备,让焊枪能够对外壁后的旋转中心自动寻位并自动定位在中心线上,并将焊缝高度方向的变化记录下来。这种焊接设备的主要优点就是能够进行较为精准且自动的定位工作,有效避免因为人工定位出现的误差,在很大程度上提高了焊接工作的效率。并且这项设备还有横向跟踪的功能,在进行焊接工作的过程中,能够跟踪接管外壁,从而使焊接过程中其坡口的侧壁以及焊丝的距离的一致性得到确保。
结语
实际应用中,压力容器的承载力往往需要超过0.1兆帕斯卡,因此,做好其焊接变形的控制和矫正工作对保证承载力至关重要。母材受热不均和冷热循环时间过长是导致压力容易焊接变形的最主要原因之一。因此,在结构设计方面,需要考虑到焊缝的位置、形状和参数等,避免热量过于集中。而在工艺参数方面,也要考虑部位的受热膨胀和冷却收缩问题。另外,可以采用热矫正方法和冷矫正方法对一些部位的变形加以矫正。未来,随着材料的改进和工艺的优化,焊接变形控制效率也会进一步提高,从而能够更好的保证压力容器的质量和安全性能。
参考文献:
[1]李兴龙,陈龙,宋修盛.压力容器焊接工艺分析[J].化工管理,2017(07):207.
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[3]郭优.压力容器焊接工艺的选取和应用[J].现代制造技术与装备,2018(2):145-146.
论文作者:张环1,赵宏贵2
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第3期
论文发表时间:2019/9/10
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