壓力容器焊接技術探析

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摘要：隨著我國工業化的發展和工業化水平的不斷提高，一些工業生產中常用的設備市場更加廣闊，壓力容器就是其中之一。在現代工業生產中，壓力容器主要是指由圓柱體、支撐件、法蘭、密封元件、開孔、封頭和接管等組成的承壓設備。壓力容器的應用范圍非常廣泛，不僅在化學工業中，而且在能源、軍事、航空航天和機械制造中，都有非常廣泛的應用。同時，壓力容器是的焊接結構，因此對焊接的要求很高，特別是要確保焊接結構的設計合理。

關鍵詞：壓力容器；焊接技術；質量管理

一、引言

壓力容器一般在高溫高壓下運行，通常包含易燃、易爆和有毒介質。如果由于設備故障而發生事故，很容易威脅到人員、設備和財產的安全，并可能引起環境污染事故，因此被列為重要管制產品，由國家指定的專門機構根據國家法規和標準進行安全監督和技術檢查。壓力容器的制造質量與國民經濟的發展和人們的穩定生活息息相關，對制造技術的可靠性有嚴格的要求。焊接技術是壓力容器制造過程中的關鍵技術，焊接質量直接關系到壓力容器制造質量安全。因此，高質量、高效率的焊接技術有助于實現壓力容器制造的高效率，并確保本質安全。

二、壓力容器的概念和背景

壓力容器可以容納液體或氣體，并具有承受一定壓力的能力。壓力容器主要是密閉設備，分為反應容器、熱交換容器、存儲容器和分離容器。當前，壓力容器廣泛用于化學工業、機械、石油加工和航空航天等各個行業。壓力容器的制造過程非常復雜，焊接技術是制造過程中非常重要的一部分，主要用于通過加熱、壓制或兩者同時使用，永久粘合相同或不同的材料。在焊接技術的操作中有許多小細節需要考慮，焊接技術的水平也影響壓力容器的性能和質量，以及壓力容器的效率和制造成本。因此，只有確保焊接質量，防止各種安全事故的發生并確保工人的生命安全，才能保證壓力容器的安全可靠使用。因此，近年來，在制造壓力容器行業中，如何提高焊接技術水平并不斷開發新的焊接技術，是人們最為關注的問題。通過不斷研究，壓力容器焊接技術取得了長足的發展，許多新的壓力容器焊接技術應運而生。

三、壓力容器焊接過程概述

（一）壓力容器焊接技術的主要特點

由于壓力容器用于容納不同的物品，因此壓力容器的制造要求也不同。低壓、高壓和超高壓容器必須使用不同的焊接材料，并且由于對厚度的要求不同，所以，壓力容器焊接技能表現出不同的特征，如當前使用最廣泛的是金屬連接技術。隨著焊接技術的不斷發展，對壓力容器焊接技術的要求也逐漸提高。然而，目前我國的焊接技術還存在一些弊端，需要科學和技術的不斷進步才能在工業領域取得更多的成果。焊接技術對工業的影響不僅在我國發揮著作用，而且在世界上也起著非常重要的作用，壓力容器焊接技術的投資增加有利于我國的工業發展和社會發展。

（二）壓力容器的焊接工藝流程

壓力容器焊接技術的主要過程是焊接設備的使用、工作檢查、材料管理等。為了提高壓力容器的耐用性，必須定期維護焊接設備，以使設備能夠安全運行。此外，應維護和檢查電流表和電壓表，以確保設備正常運行。另外，有必要選擇合適的焊接材料并滿足壓力容器的要求，以避免諸如材料混淆和錯誤之類的問題；有必要檢查焊接操作，詳細檢查焊接材料，準確控制焊接速度、時間、溫度等數據，并按標準進行焊接；有必要在焊接后檢查壓力容器的耐壓性，并確保壓力容器可以有效使用。

（三）壓力容器焊接技術的缺陷

壓力容器在焊接過程中經常會出現缺陷，在構造過程中會出現諸如邊緣未對準或變形的問題，所有這些都會直接影響壓力容器的使用。有時使用過多的電流進行焊接或由于電流速度過快而在壓力容器中出現缺陷或咬邊，這不僅會干擾焊接操作，而且還會影響壓力容器的質量，有時還會由于人員的工作失誤而出現殘渣，既降低了壓力容器的密封性，又為后續使用留下了隱患。另外，焊接接頭中的金屬沒有熔合好，這也是導致壓力容器破裂的主要因素。

四、壓力容器焊接技術

（一）厚壁壓力容器的焊接技術

焊接操作經常會涉及高空焊接工藝，如大型塔架的空中焊接、大直徑容器噴嘴和殼體的焊接、密閉空間（例如高壓小直徑厚壁容器）的焊接、極度危險介質容器的焊接以及內部維修等，這會給焊接操作人員帶來安全隱患，因此迫切需要安全、高度自動化和高效的焊接技術。厚壁壓力容器的傳統焊接技術是單絲埋弧焊和電渣焊，使用窄間隙焊接技術，通過減小凹槽的橫截面積來減少焊接熱量輸入。

（二）不銹鋼復合板壓力容器的焊接技術

不銹鋼復合板是以碳素鋼或低合金鋼為基層，以不銹鋼為復層的雙金屬復合板。通常，雙金屬復合板通過爆炸法、冷軋法或爆炸冷軋法制成，具有不銹鋼的耐腐蝕性，并且碳鋼和低合金鋼具有低成本的優點，因此被廣泛地用于冶煉、石油、化工等領域的塔槽設備材料。復合板的焊接不同于單金屬的焊接，是對兩種具有大的物理性能、化學成分和組織的材料進行焊接。由于兩種金屬的膨脹系數不同，因此在焊縫附近會引起焊接熱應力。

（三）承裝腐蝕介質的壓力容器焊接技術

當前的新表面處理方法是電渣表面處理，與以前使用的帶極埋弧堆焊表面處理相比，其具有熔化效率高、均勻的滲透和稀釋率低于帶極埋弧堆焊的優點。單層表面處理可以滿足性能要求，同時減少工作量，表面處理層形成良好，不容易產生夾渣、表面質量差、平坦度低等缺陷。助焊劑只需要在焊接方向的正面遮蓋，而埋弧焊必須用焊劑覆蓋整個焊接區域。

五、焊接質量控制與管理措施

（一）焊接材料控制措施

焊接材料的選擇應使焊接金屬的機械性能高于基礎材料的極限，并且，如果有必要，其他性能不應低于基礎材料的相應要求。焊接材料必須與適當的焊接工藝相匹配，以使焊接接頭的性能可以滿足制造過程后的技術文檔規定和服務要求。焊接材料必須具有產品質量證書，并符合適用標準的要求。相關企業必須根據質量管理體系規定，按照有關標準進行驗收或復檢。焊材倉庫必須嚴格執行焊材的存儲、干燥、分配和回收利用制度。

（二）焊工資格和管理措施

焊接人員的工作水平與產品質量、生產效率和成本控制密切相關，因此任何合格的焊工都可以說是企業的財富。壓力容器的壓力焊接之前，壓力容器的焊接操作人員必須通過《特種設備焊接操作人員考核細則》以獲得特殊設備焊接操作人員證書，焊接項目應與測試內容的相同。壓力容器制造單位應制定焊工管理措施，并根據自身的實際情況建立焊工焊接檔案。焊接產品時，要確保焊工的焊接項目與通過測試的焊接項目相同，并且不得出現焊接測試不合格的焊工。合格的焊工會按照焊接程序文檔的要求進行焊接，并自覺遵守相關程序或相關技術要求。對于在實際焊接中合格率不高的焊工，可以取消其焊接資格，重新培訓和評估焊接合格性，并在達到合格標準后才可以進行壓力焊接。

（三）焊接工藝及管理措施

焊接程序資格測試應使用焊接程序的焊接測試板進行測試，以確保通過該程序的焊接接頭滿足各種性能標準。用于焊接壓力容器的承壓縫的焊接工藝必須通過焊接工藝認證，并且其參數必須在工藝認證范圍內。焊接操作人員必須根據產品設計文件、技術要求和制造條件，使用合格的焊接工藝，從實際情況出發，為每個焊接接頭準備焊接工藝文件。因此，在焊接過程中必須嚴格遵守已通過焊接工藝鑒定的焊接工藝參數，不得隨意更改。如果未按照焊接程序文檔的要求進行焊接，則即使在無損檢查中未發現焊接缺陷，也不能保證焊接接頭的機械性能，這可能會對產品質量帶來安全隱患。所以，必須由合格的焊工按照合格的焊接工藝文件的要求進行壓力容器的焊接，以獲得滿足要求的焊接接頭并保證焊接質量。

（四）焊接設備及管理措施

焊接設備是完成焊接過程所需的設備，壓力容器制造商必須根據自身的條件配置焊接設備，設置設備賬戶并記錄設備的狀態和維護情況。具有良好工作條件的焊接設備是順利完成焊接工作和確保焊接質量的前提。焊接設備必須由專職人員進行管理，并定期檢查和維護，電流表和電壓表必須在檢查期內正常工作。

（五）焊縫檢驗控制措施

焊接檢查是焊接接頭質量控制的重要組成部分。焊接前，檢查焊接工藝文件、焊接工資質量、焊接坡口、設備儀表、工藝設備、焊接材料等；在焊接過程中，檢查焊接規格參數，通過間隙和技術文件執行情況；焊接后，檢查焊接的形狀和尺寸以及焊機上的鋼印。通過外觀檢查后，焊縫必須根據需要進行無損檢查。為了確保焊接接頭的機械性能，產品的焊接測試板是根據《固容規》的測試機械性能的要求制成的，必須修復具有過多缺陷的焊縫，分析缺陷的原因并提出相應的修復計劃。

六、結語

目前，我國大型高壓容器的焊接技術、焊接設備和焊接材料仍處于研究開發階段，與世界先進水平仍有一定的差距。因此，為了滿足大型高壓容器生產和建設的快速發展需求，有必要加大對壓力容器焊接技術的投資，使焊接操作人員具有更高的理論水平和操作能力。同時，加快我國自動焊接技術、智能焊接系統和具有自主知識產權的高性能焊接材料的研發，提高我國焊接行業的國際競爭力，減少對國外焊接技術的依賴。

參考文獻：

[1]鞠彪，翟沛.壓力容器焊接新技術及其應用[J].石化技術，2017，24（01）：274.

[2]王磊，焦大偉.基于壓力容器焊接新技術與應用的探討[J].科技創新與應用，2016（20）：92.

作者:王偉 單位:中國電建集團山東電力建設第一工程有限公司