摘要：低温球罐在我国的工业生产中应用得非常的广泛，尤其是在石油化工行业中，更需要该设备的支持。因为低温球罐可以在低温、高压等恶劣的环境下进行工作，并且好能够满足较高的抗压能力和冲击强度。但是若是低温球罐的焊接出现一定的缺陷，那么肯定会影响其工作性能，不能够满足长期在低温以及高压环境下进行工作。基于这样的情况，因此对低温球罐的焊接要求就更高，除了能够满足在低温、高压的环境下工作外，还需要有较高的抗拉和抗冲击强度。
关键词：低温球罐焊接；缺陷原因；预防措施
随着我国对低温球罐的研制技术不断的提高，因此低温球罐的制造上取得了一定的成就，这对我国石油工业的发展提供了新的机遇，石油工业中所需要的低温球罐不再依赖于国外进口，而是可以使用国产化的低温球罐。低温球罐在焊接的过程中，因为焊接的缺陷导致在实际生产应用中出现裂纹情况，就会给人们的生命安全带来一定的安全隐患，因此对低温球罐焊接缺陷的原因进行分析是非常有必要的。本文通过对低温球罐焊接原因的分析，提出了相关的预防措施。
一、对低温球罐焊接缺陷原因的分析
(一)焊接性能的情况
通过对一系列的参数进行计算分析后，可以得出相关的结果，以此来表示焊接的性能情况。本文通过对07MnNiMoDR进行分析，得出的钢淬硬倾向对焊接性能有着重要的意义，钢板的淬硬倾向性能主要取决于化学成分以及焊接工艺等。虽然钢淬硬倾向受到很多的因素的影响，尤其是构建钢板的化学成分中的冷裂纹非常的敏感，恰恰是这种敏感的情况对钢淬硬倾向影响更大，这与碳当量有很大的关系，钢板自身含有的碳当量的程度可以影响到钢淬硬倾向的大小。若是含碳量处于一种低的状态，那么倾向就越小，如此就会降低裂纹产生的几率[1]。
(二)受氢含量的影响
在高强焊接的情况下，很容易产生冷裂纹，产生冷裂纹的原因有很多种，其中最主要的原因是受氢含量的影响。氢含量所导致的裂纹的产生，会有一个很明显的特点，那就是不会马上出现裂缝，而是在后期的使用过程中呈现出来，尤其是氢含量在焊接接头的浓度越高，所导致的裂纹的敏感性就越高。如果氢含量超出正常的含量值后，就很容易发生出现裂纹。焊接作业的完成主要是在高温的环境中进行的，当焊接环境的温度不断的升高，大量的氢就会溶解在熔池中，焊接结束后，因为焊接环境温度急速的下降，因此开始进行冷却的过程，在该过程中会导致氢气快速逸出[2]。但是由于温度急速的降低，有部分的氢气来不及逸出，所以就会留在焊接的接口处，进而导致焊接的接口处的氢含量超出一定值，导致焊接容易出现脆化的情况。因此在今后的使用过程中，容易导致裂纹的产生。
(三)焊接接头产生的应力的原因
在焊接的过程中，焊接接头会产生很多种应力，其中不均匀加热所产生的应力是导致低温球罐焊接缺陷的主要因素，在钢板焊接的过程中，因为受热不均，所以焊件会受到加热不均的情况发生，所带来的直接后果就是焊接的应力和变形的情况发生。因为在焊接的过程中，焊接周围的金属是处于一个极度高温的环境中。随着焊接的结束，焊接周围金属环境的温度就会降低，金属的冷却过程是沿着焊缝纵向进行收缩，在这一过程中，会受到低温部分带来的阻碍，如此就导致了裂缝的产生。
二、对上述低温球罐焊接缺陷的原因提出相关的预防措施
(一)对母材的化学成分进行控制
对母材的化学成分进行有效的控制，可以有效的预防焊接缺陷的发生。07MnNiMoDR钢板属于低碳合金钢，其中所含有的碳含量决定了钢板的硬度，通过对原材料中的碳含量的降低，可以有效的提高钢板的抗断裂能力，并同时增强其焊接的性能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外通过对微量元素的含量进行控制，例如硫元素、砷元素等等。其中若是硫元素和磷元素所含的比例过高，就会对钢板的强度和塑性产生一定的负面影响。所以07MnNiMoDR钢板的碳含量最好是控制在百分之零点零九以内。
(二)对焊接的材料选择应根据规范标准合理的进行
在对低温球罐进行焊接的时候，需要根据其特点使用专用的焊条，专用的焊条在使用之前要按照相关规范标准进行检测，通过对所含有的化学成分及力学性能进行检测后，可以有效的确定扩散氢含量的情况，进而判断是否可以满足技术的要求。但是焊条在运用的过程中会出现对水、油、锈蚀的敏感性增加[3]。因此，在使用的过程中，若是没有严格按照规范进行，很容易产生夹渣或者气孔，夹渣或者气孔的发生会降低焊接的质量。所以在使用之前最好是对焊条进行一定的预处理，例如在350到400摄氏度下烘干60分钟左右。然后将焊条放置在恒温箱内，并将温度控制在100到150摄氏度，以便于方便相关的专业人员取用。另外，在焊接之前还要对焊口周围的环境做清洁工作，其目的在于去除灰尘，水分等杂质，以便于在良好的环境中进行，有助于提高焊接质量。
(三)减少接头应力的产生
首先要提高工作的温度，工作温度分别指的是预热温度和层间温度，通过对工作温度的提高，可以有效的降低焊后的冷却速度。从而避免低温球罐出现硬化和裂纹情况的出现，进而降低了钢淬硬倾向。同时还可以对接头部位的氢含量进行一定的控制，减少了因为焊接所出现的应力现象，进而可以降低裂纹出现的几率。在对预热温度的选择的时候，所考虑的因素比较多，最主要的是要结合碳当量的水平，并以此进行综合的分析，分析板厚、化学成分以及扩散氢含量等，以此避免温度过高或者过低的现象发生。
其次是通过降低接头的应力系数来提高接头的疲劳强度，在焊缝处理完成后，相关人员要及时的清理表面，并通过砂轮工具进行打磨，让焊缝和母材可以进行圆滑的过渡，以此防止裂纹的出现。然后通过对焊缝的余高的控制，让露出的接头比较平滑，进而防止凹陷的情况发生。最后是通过对焊接人员的焊接工艺水平的培训，并对焊工进行不定期的技能考核，不仅有助于将培训活动落实到实处，还能够提升焊工的技能水平。
最后就是对焊后的热处理，产生残余应力与低温球罐的焊接质量有着很大的关系。因此在焊后要进行热处理，如此可以对部分的应力进行减少，甚至是消除，进而提高了焊接结构的强度，可以有效地防止裂纹的出现[4]。尤其是在焊后对低温球罐进行整体的热处理后，还可以有效的提高热影响区的塑性，并且增强了冲击的韧性以及抗腐蚀的性能。所以在处理的过程中，应将温度控制在560到590之间，其处理的时间应控制在三个小时左右，在温度降低到400℃后就可以进行自然的冷却。
三、结束语
低温球罐在我国工业生产中是最常见的设备也是使用频率较高的设备，尤其是在石油化工企业中的应用是最为广泛的。因此，若是低温球罐在焊接的过程中或者在使用的过程中出现了一些裂纹，那么，对人民的群众的生命带来了巨大的威胁，同时为企业的经济效益产生了巨大的损失。因此要重视低温球罐焊接的缺陷原因，并能够实施相关的预防措施，提高低温球罐的焊接质量，防止裂纹的出现，提高低温球罐在石油化工业中的应用效率，从而更好的促进工业生产的发展。
参考文献
[1]陈智斌.手工电弧焊焊缝缺陷原因分析及防治措施[J].山东工业技术,2018(10):38-38.
[2]许亚娟.钢轨闪光焊接头常见缺陷成因分析及控制措施探讨[J].铁道技术监督,2017(12):27-31.
[3]李双燕.低合金钢埋弧焊缝缺陷成因分析及防止措施[J].金属加工(热加工),2018(1):47-48.
[4]刘鉴卫,曹华勇,王亚彬,etal.直缝埋弧焊管常见缺陷产生原因及预防措施[J].钢管,2018(3):35-42.
论文作者:杨平1,王兴平2
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/22
标签：低温论文; 裂纹论文; 球罐论文; 缺陷论文; 应力论文; 含量论文; 过程中论文; 《基层建设》2019年第13期论文;