摘要：压力容器是特种设备之一，具有一定的特殊性，其焊接质量非常重要，如果焊接质量出现问题，就会埋下安全隐患，可能引发安全事故。对压力容器焊接质量进行优化，加强对各个环节的质量控制，是保证压力容器安全性与可靠性的重要措施。文章重点就压力容器焊接质量的优化对策进行研究分析，以供参考和借鉴。
关键词：压力容器；焊接质量；优化对策；研究
引言
压力容器的焊接质量的好坏直接关系着压力容器的使用性能和强度等级。因此，相关技术和管理人员应当加强对压力容器常见焊接质量问题的分析，提高焊接工艺、焊接材料、焊接检验等过程的质量控制水平，以不断改善压力容器焊接质量，提升压力容器的安全性。
1压力容器焊接质量优化的必要性
压力容器是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设备。贮运容器、反应容器、换热容器和分离容器均属压力容器，它在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用。压力容器由于密封、承压及介质等原因，容易发生爆炸，燃烧起火而危及人员、设备和财产的安全及污染环境的事故。世界各国均将其列为重要的监检产品，由国家指定的专门机构按照国家规定的法规和标准实施监督检查和技术检验在压力容器制造中，焊接工作量占总工作量的30％以上，所以焊接质量对产品质量和使用安全可靠性有直接影响。有关调查表明，90％事故是从焊缝缺陷处开始的，因此严格控制压力容器焊缝缺陷以确保压力容器的安全使用至关重要。
2压力容器焊接中常见的质量问题
2.1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。冷裂纹又称延迟裂纹，由于其延迟特性和快速脆断特性，带来的危害往往是灾难性的；热裂纹是由于焊缝凝固收缩而受到拉应力，最终开裂形成裂纹；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。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。
2.2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。气孔形成的原因多种多样，在坡口边缘存在的污渍、水迹等都有可能在焊接过程中转化为无法溢出的气体。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。
2.3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。夹渣产生的原因不外乎与坡口边缘不干净有关，而多层焊接的过程也是最易形成夹渣的过程，一旦下层熔渣没有清理干净，就会变成夹渣。焊接过程中热量不够会使得熔渣浮不起来，不能将熔渣清理干净而形成夹渣。
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3压力容器焊接质量的优化对策
3.1优化焊接材料
焊接材料是直接影响压力容器焊接质量的主要因素，焊接材料的好坏从根本上决定了焊接过程中的焊接质量，再好的焊接工艺和焊接操作方法以及环境，如果没有符合标准的焊接材料作保障，都会影响压力容器的焊接质量。焊接材料在选择过程中必须严格按照国家标准要求进行选材，选用符合国家相关标准的产品，选择有质量保证书的材料。如果要求焊缝的力学性能不低于原材料的力学性能，或者在焊接过程中，对承力、承压要求高的部位都应当选择高强度焊接材料。焊接材料的选择还要综合考虑结构、刚度和工艺因素等特点，如冷冲压卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力，热卷或热处理则要求焊接接头经高温热处理后仍保证所要求的强度与韧性，不锈钢要保证其焊缝有与母材一样的耐腐蚀性能，因此应选用合金成分较高的焊材。压力容器通常母材的厚度较大，焊件的体积较大，因此应当优先选用抗裂性能较好的焊接材料。
3.2优化焊接工艺与工艺评定控制
焊接工艺是指导焊接过程、规范焊接操作、控制焊接质量，并将焊接流程标准化的重要技术标准。焊接工艺又叫焊接工艺规程，包括焊接的使用材料、焊接操作方法、母材的型号、焊接接头的形式、焊接操作的技术规程以及焊接质量验收方法等参数，几乎包含了焊接过程中的全部质量参数。针对压力容器焊接过程中的难点和关键点，要制定有针对性的焊接工艺规程，根据压力容器的母材厚度和压力容器的用途科学选择合理的焊接材料，根据压力容器的使用特性选择焊接接缝的坡度、焊缝形状，同时由于压力容器对焊接质量的较高要求，在焊接过程中，要对焊接质量的控制方法和验收标准提高要求。在编制焊接工艺规程时，要精确所有焊接参数，要将所有焊接性能参数优化，以从理论上充分保证压力容器焊接过程的科学、严谨。焊接过程中对焊接工艺的评定能够对焊接工艺进行控制，通过焊接工艺评定的过程保证了焊接过程符合焊接工艺规程中要求的各项技术参数，保证焊接操作人员在各道工序严格按照焊接工艺规程的要求，避免将缺陷带入下一道工序。
3.3优化焊接质量检验
焊接质量检验是控制焊接质量的最后一道防线，通过材料、工艺、操作规程、工艺评定重重工序，焊接质量的优劣与否就需要焊接质量检验来掌握控制，焊接质量检验包括焊前、焊中、焊后三道检验。焊前检验主要检验焊件的装配质量和焊接接口的材料特性、焊缝间隙等；焊中检验要检测中间工序的焊接质量，焊缝是否工整、焊接过程是否严格执行焊接工艺规程和操作规程，以及焊接要求是否符合图纸尺寸和技术要求；焊后检验是通过外观检查、无损检测、压力试验、外观检查等方式现场检查焊接后工件的焊接质量。针对压力容器的特殊用途，对焊接后的质量检查应当采用多层次、多角度、多方法的检查方式对其进行全面检查，一旦发现焊接缺陷立即采取补救措施，返修或直接报废。
3.4优化焊接环境
焊接环境管理除广义上的施焊环境以外，还包括与焊接有关的焊接作业条件。焊接环境的温度和相对湿度应按标准规定测量，对于在制造车间焊接的压力容器，焊接环境条件易于得到保障。而对于现场焊接的容器，如球罐、塔器等，就要采取搭设防风棚、生炉子等措施来解决上述问题。对于不锈钢制压力容器，除了要满足以上焊接环境的要求外，在制造过程中还应注意不锈钢制压力容器表面钝化膜的保护及铁离子的防护。
结束语
综上所述，压力容器的制作是一个比较特殊的工艺流程，任何一个细微的质量问题都有可能导致人身财产事故的出现，焊接质量的管理是压力容器质量的管理一个非常重要的管理环节，对压力容器的使用年限和质量有直接的影响，在焊接的过程中，要严格安装规定的工艺流程进行作业，提高作业人员的责任心和基本素质，对压力容器的焊接质量进行有效的提升。
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论文作者:韦立
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
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