浅谈压力容器焊接质量控制因素论文_刘鑫

浅谈压力容器焊接质量控制因素论文_刘鑫

江苏省特种设备安全监督检验研究院 江苏南京 210036

摘要:锅炉压力容器在使用过程中,出现失效的概率比较大,压力容器失效后不仅会影响化工生产作业的正常进行,还会降低锅炉运行安全性,同时还会缩短压力容器使用寿命。基于实践经验可以确定,焊接部位的焊缝为造成压力容器失效的关键因素,为改善此类问题,还需要重点做好压力容器焊接作业管理,保证每个环节和每道工序实施的规范性和有效性,从根本上来排除因焊接的各项因素带来的质量隐患。

关键词:压力容器;焊接质量;控制因素

1锅炉压力容器焊接质量管理

锅炉压力容器作为常见承压类设备,在工业化生产中比较常见,是影响化工生产效率的重要因素,必须要保证其可以持续维持在最佳运行状态,减少失效问题的发生。压力容器焊接决定着压力容器致密性与强度,需要将其作为制作安装管理要点,通过有效管理来排除各项质量问题的发生,从根本上来提高焊接质量,延长压力容器服务寿命,并提高锅炉生产运行的安全性。对于锅炉压力容器来讲,如果焊接作业存在缺陷,将有可能出现渗漏、断裂等问题,情况严重时甚至会造成爆炸。基于以往经验,在对锅炉压力容器焊接作业进行管理时,要明确焊缝控制的核心地位,不仅要做好焊接作业控制,同时还需要做好检验工作,争取及时发现存在的质量缺陷,并有效处理,确保压力容器运行的稳定性与安全性。

2影响压力容器焊接质量的主要因素

2.1焊接人员影响因素

由于压力容器自身功能的不同,对其进行焊接阶段焊接人员所运用的焊接方式也不尽相同。就焊接人员手工作业来说,其主要包含焊条电弧焊以及气体保护焊。而焊接人员对于焊接工作的态度以及自身所具备的专业素质也会对焊接质量造成一定影响。就目前来说,存在部分焊接人员缺乏正确的工作意识,不能按照相关管理规范进行一系列焊接操作行为,严重影响焊接的质量。

2.2机械设备影响因素

压力容器的焊接质量一定程度上会受到机械设备的影响。假设机械设备具有非常强的机械化程度,同时能够实现自动化控制管理,或者具体操作流程相对比较复杂,则不能保证压力容器的焊接质量。一般来说,机械设备自身的稳定性、可靠性以及功能性都会对焊接质量造成影响。

2.3焊接材料影响因素

焊接材料也对于压力容器的焊接质量造成影响。通常情况下,焊接工作所需要使用的焊接材料主要包含焊丝、保护气体、焊条等相关材料。为了确保压力容器的焊接质量,需要加强对原材料的管理。然而,实际焊接阶段,管理人员对焊接材料重视程度不足,导致焊接所使用的原材料质量存在问题,或者质量远低于设计标准,不能保证压力容器的焊接质量。

2.4焊接技术影响因素

由于压力容器焊接操作对焊接技术具有比较强的依赖性,所以焊接技术也是影响焊接质量的因素之一。而确保焊接质量,则需要施工方案设计阶段,对焊接流程进行合理设计,而后选择合适的焊接技术。实际焊接阶段,应当严格依照参考图样,选择预先确定焊接技术进行加工,确保整个焊接过程具有一定的谨慎性。不能出现焊接人员根据自身经验而随意更改图纸参数的行为,应当依照相关管理规范对焊接工作进行全面管理。

2.5环境影响因素

因为压力容器焊接工作通常是在露天的环境当中进行,所以环境方面也会对其焊接质量造成一定影响。假设焊接过程中,天气出现较大幅度的变化,则会对空气中的温度、湿度、风力等造成影响,不利于焊接处缝隙的融合。而如果出现雨雪天气,则会对焊接质量造成不良影响。

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3压力容器焊接质量的控制

3.1从焊接工作人员方面

由于压力容器的焊接技术是由手工操作占支配地位的焊条电弧焊和气体保护焊,所以对操作人员的个人技能和谨慎态度对焊接质量非常重要。自动化技术很高的埋弧自动化的调节和焊接也不能完全离开人的操作,即使半自动化焊接技术中的电弧沿焊接方向的移动也是靠人员掌控。操作人员的工作态度对焊接质量至关重要。

因此,要做到压力容器的焊接质量控制,就要对操作人员的质量意识和工作素养进行培训。首先,要做到对焊接工人上岗资格的控制,组织焊接工人在焊接压力容器前按照《锅炉、压力容器、压力管道焊工考试与管理规则》进行培训、考试、获得上岗资格,才能进行压力容器焊接。单位要指定人员检查和监督焊接工作,组织经验丰富的焊接操作人员,根据实际情况和产品参数,严格执行国家标准,对焊接操作人员进行岗位培训,加强操作人员的质量意识,提高操作人员的工作责任感,专职检查焊接工序。

3.2焊接工艺的质量控制

焊接工艺是控制压力容器焊接接头质量的关键。压力容器的质量受到焊接工艺非常大的影响,很大程度上压力容器的质量由焊接工艺直接决定,无论是生产制造的成本,还是生产制造过程中的生产效率,都会产生极大的影响。在产品施焊前,对受压元件的对接焊接接头、要求全焊透的T形接头、受压元件与承载的非受压元件之间的全焊透的T形接头、受压元件的耐腐蚀堆焊层进行焊接工艺评定并根据所要焊接的压力容器情况做好相应准备工作,检查其焊接方法、保护气体、母材钢号和厚度、熔敷金属厚度、预热、衬垫等是否准备齐全。在焊接过程中要注意焊接规范参数对接头性能的影响,注意焊接电流、电压与速度的配合,焊接时速度不宜过快,对于薄板自动焊,焊接速度要尽可能地小,焊机轨道应做到尽量平整,选择适合的电流大小,稳定运条手法,严格控制焊条角度以及电弧长度,才能得到好的焊缝性能。

3.3焊接材料的选择和检验

精湛的焊接工艺远远比不上焊接材料的选择对焊接质量的影响大。焊接材料的选择要考虑综合因素,包括产品结构、焊接工艺、材料刚度等,根据不同的需要,选择不同的材料和工艺。不同强度级别的材料焊接,原则上应选择低强度的焊接材料,特殊情况下可以采用高强度的焊接材料。焊缝金属合金的选择,要使其合金含量高于母材,控制焊材中的硅、氧等微量元素,使其具有较小的回火脆性,严格控制焊材中的含碳量,使其符合国家标准,含碳量在0.1%左右,使焊缝具有合格的抗裂性。在焊接前的检验程序中,要检验材料的质量、焊缝组对的间隙、钝边的大小、坡口是否清理干净,以免产生未焊透、焊瘤、气孔等,影响压力容器的质量。焊接过程中,不要选用十字焊缝,相邻筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻的筒节间的纵缝应错开,其焊缝中间线之间的外圆弧长一般大于筒体壁厚的三倍,并不小于100mm。清理坡口边缘的水分和油污,严格按照规定保存和烘焙材料。焊条变质、锈蚀甚至剥落时,应严格控制其进入焊接过程。调整焊剂的化学成分,焊剂变质时要及时清理处理。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑,表面无裂痕。选择合理的耐热钢材料,材料也符合国家标准,尽量选择强度高的焊接材料,保证焊缝的力学性能比原材料的力学性能要高。焊接后要进行无损检测,主要包括外观检测、无损探伤、耐压和致密性检验。

3.4焊接环境的控制

由于压力容器的焊接经常在室外露天进行,经常受到外界环境的影响,可能造成焊接的质量问题,当外界环境不符合规定要求时,可以进行适当预热。应避免在潮湿环境中作业,以免空气中的水汽进入熔渣形成气泡,造成严重的隐藏缺陷,甚至可能形成裂纹。

结语

锅炉压力容器焊接过程中,经常会因为各项因素的影响而出现质量缺陷,不同缺陷产生原因不同,且表现形式差异较大,这需要结合锅炉压力容器缺陷的实际情况以及以往焊接和对类似问题的处理经验,来对各类缺陷原因和预防措施进行总结,作为后续焊接施工作业开展的技术指导。

参考文献:

[1]马园.锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[J].工程建设与设计,2018(16):145-146+153.

[2]刘宁岗.锅炉压力容器焊接质量控制措施分析[J].世界有色金属,2017(13):251+253.

[3]王建勋,蔡建刚,王春华.压力容器焊接质量控制的研究与实践[J].电焊机,2012,42(07):83-85.

论文作者:刘鑫

论文发表刊物:《防护工程》2019年9期

论文发表时间:2019/8/10

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