关键词：压力容器；焊接；质量控制；分析
引言
压力容器在焊接时，由于质量较大对压力容器焊接质量的影响很大，为了提升压力容器的安全性，相关人员一定要对焊接相关的知识掌握熟练，对焊接方法和措施等要进行分析与研究。此外，如果压力容器在焊接过程中发生意外事故将是巨大的，会影响人们的安全，造成一定的人员伤亡和经济损失。所以，一定能够要保证容器焊接的质量，以免造成不必要的损失和伤亡，提升压力容器的安全性。
1压力容器表面缺陷
表面缺陷是指用眼睛从压力容器表面就可以发现的缺陷，一般常见的表现形式是咬边、焊瘤和凹陷，另外也有其它的形式，比如焊接变形、表面裂纹以及压力容器单面焊的根部未焊透等。
1.1咬边
在压力容器焊接过程中按照的焊接参数存在有问题时，或者是焊接的技术方法使用方面存在有问题时，都会导师母材是你哥沿着焊趾方向出现有沟槽现象或者是凹陷现象，这种现象被人们称作是咬边。造成咬边质量问题发生的原因有很多，例如，焊机轨道不够平整，电弧相对太长，焊接电流过大等。
1.2焊瘤
焊瘤是指焊缝中的液态金属流到未熔化的母材上，或者液态金属从焊缝根部溢出，这样冷却后的金属瘤即为焊瘤。焊接规范过高、焊条熔化速度过快、焊条质量不好，焊接电源性能不稳定以及作业人员操作方法不正确等都容易产生焊瘤。在横焊、立焊、仰焊位置更容易产生焊瘤。焊瘤的产生经常伴有未熔合、夹渣等缺陷，容易产生裂纹。另外因为焊瘤情况的出现会产生应力集中现象。管子内部焊瘤减小了管子的流通直径，容易造成介质的堵塞。所以一定要选择正确的操作方式来防止产生焊瘤。
1.3错边
具体指的是在展开压力容器焊接过程时，原本是相互进行链接的那些焊接工件并没有形成完全的结合，而是存在有一定位置的错开现象。通常情况下是在组装阶段出现的这种错边质量缺陷，具体的产生缺陷的原因可能是设计存在有一定的问题，也有可能是焊工的实际焊接技术存在有问题，错边现象会导致压力容器在受力情况下出现变形情况，导致压力容器具备的安全性降低。
1.4凹坑
压力容器焊缝的表面局部焊缝低于母材的部分称为凹坑，在收弧时焊条或焊丝未作短时间停留造成凹坑也称呼为弧坑。弧坑的产生减小了焊缝的有效截面积，另外常出现弧坑裂纹和弧坑缩孔的现象。一般采取下面的方式来防范：选择有电流衰减系统的焊机；使用平焊位置施焊；在收弧时让焊条在熔池内短时间停留或环形摆动，保证填满弧坑。其他表面缺陷：未焊满、烧穿、错边、表面气孔等缺陷也是压力容器焊接过程中常见的外观缺陷形式，通常是由于焊接电流、焊接速度不当或者焊接过程中的人为因素造成的，这些缺陷的存在降低焊缝的完整性和质量，使焊接接头丧失联接性和承载能力，是锅炉压力容器类产品应该避免的缺陷。
2焊接内部缺陷的产生原因
2.1气孔
如果在焊接过程中熔池里存在有一定的气泡，并且等到凝固时气泡也没有全部溢出，这样就会导致在该处出现空穴现象，即焊接气孔。该缺陷的形成原因可能是因为焊接电弧过长，也可能是因为焊条出现受潮现象，气体保护以及电弧保护工作没有做好，又或者是因为坡口没有完全清理干净，这一系列的原因都有可能导致出现气孔现象，导致容器气密性不能得到保障。
2.2夹渣
夹渣就是指在焊后溶渣残存在焊缝中的现象。夹渣不仅会降低焊接接头的强度而且还会降低焊接接头的致密性。焊接过程中焊缝边缘的熔渣是产生夹渣的主要原因，当坡口角度太小或则焊接电流太小时更容易产生熔渣而不利于排出。另外，在施焊过程中由于电弧过长、极性不正确以及作业人员运条不当也常常造成夹渣。防范措施主要有：正确选取坡口形式，施焊前要保证坡口的清洁，并选择合适的焊接电流和施焊速度，还需保证正确的运条摆动。在进行多层焊接时，必须察看坡口两侧的金属熔化情况，清理掉每层焊渣。
2.3焊接裂纹
在焊接应力以及制脆因素的多方面共同影响之下，材料之间的原子结合会受到一定程度的破坏，从而形成新的界面会出现有缝隙产生，被人称作为裂纹。裂纹具备有长宽比大以及缺口尖锐等特征，会非常容易引发比较高的应力集中，同时具备有扩展以及延伸的趋势，因此是最为危险的一种焊接缺陷。压力容器焊接时最常见的焊接裂纹有热裂纹和冷裂纹。热裂纹是指在焊接过程中，焊缝和热影响区金属温度降到固相线附近的高温区时所产生的。焊接热裂纹一般沿晶界方向开裂，因此，又称为晶间裂纹，裂纹大多数贯穿于金属表面，断口表面颜色呈现氧化色。产生热裂纹的主要原因是过热区晶界存在低熔点杂质。这些杂质熔点较低，最后结晶凝固，塑性和强度比较低。因此，在结构约束应力和焊缝金属的凝固收缩作用下，容易造成金属组织的晶间开裂。对热裂纹的防范措施一般有二种：一要严格按照焊接工艺参数施焊；二是要认真按照焊接工艺规程作业，选取合理的焊接工艺参数，并且要减小焊接残余应力。焊接接头的焊缝金属在冷却过程或冷却后，在焊接接头的熔合线处容易产生冷裂纹。焊接过程中容易出现冷裂纹的情况是：高碳钢、低合金钢以及中合金钢的焊接热影响区。常见的冷裂纹为延迟裂纹，也叫为氢致裂纹，裂纹产生的时间一般在焊接接头施焊后。这也是我们在进行压力容器类产品无损检测时，当遇到焊后需热处理时的情况，应该在焊后24h或者热处理后完全冷却后进行检测的原因。产生冷裂纹的原因主要有：（1）焊接接头中存在淬硬性组织；（2）焊接接头内扩散氢含量较高，使焊接接头性能脆化；（3）存在较大的焊接残余应力。针对以上情况，可采取相应的措施来进行预防：（1）选用碱性焊条，减少接头金属中的氢含量、提高焊缝金属的塑性；（2）保证焊材的干燥，减少氢的来源；（3）焊接接头施焊时采取焊前预热、焊后缓冷，避免施焊过程中产生淬硬组织；（4）采用合理的焊接工艺规范，焊后热处理等，尽可能降低焊接残余应力；（5）焊后应立即进行消氢处理。
3锅炉压力容器焊接质量控制存在的问题
（1）焊接环境的影响因素。在焊接过程中，环境因素也存在着一定的影响，如果环境不符合焊接条件，就会对质量造成影响，严重时会导致爆炸或者泄露。对施工人员造成生命安全隐患。（2）焊接材料影响因素。影响压力容器质量的一个重要因素就是选用的材料，其中包括焊条、焊丝等一些用于焊接所使用的的材料以及保护气体。因此，一定要加强原材料的管理，才能保证焊接压力容器的质量。但是，在实际的操作过程中，也存在一定的问题，其主要原因就是相关的技术人员以及管理人员对原材料的质量疏忽管理，直接导致焊接质量不符合相应的标准，导致压力容器焊接失败。因此，对于材料管理这一方面，一定要做到符合《承压设备用焊接材料订货技术条件》等。同时，在原材料进入施工场地时，要进行严格的检测工作，只有符合相应的标准才能进行下一项工作，随后也要对焊接材料进行复检，复检质量一定要符合《焊接材料质量管理规程》的规定。在对焊接材料进行储藏时，要选去干燥的环境进行储存，避免焊接材料受潮，影响下一步工序的进行，导致压力容器焊接质量不过关。（3）操作人员技能因素。对于自动化程度比较高的焊接工艺，同样需要人为对其相关参数进行调整。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆现如今的焊接技术人员普遍存在的问题就是相应的技术不过关，这样会严重影响焊接质量。
4压力容器焊接过程中常见缺陷的防治措施实践思考
4.1错边咬边现象的防治措施
错边会非常容易引发几何应力集中现象，出现一定的附加弯曲应力，在进行压力容器制作时很难对错边现象展开完全的清楚，通常情况下正确的做法时对压力容器的实际制作标准展开雅阁的执行，将焊接缺陷成功的限制在误差允许的这一范围之内。另外，对咬边进行防治的具体方法为，对焊接电流以及运条手法展开合理的选择，对电弧长度以及焊接角度展开随时的动态控制，埋弧焊接工艺参数一定要合适，需要特别注意焊接速度不能太快，需要保证焊接轨道足够平整。
4.2气孔缺陷的防治措施
气孔是常见的焊接缺陷的一种，过多或者过大的气孔可能导致严重的问题，因此在必要时可以进行消除处理。正确的处理气孔的方式包括以下几个方面：首先是要在确定适宜的焊接电流、速度、熔渣粘稠度以及焊接工艺参数方面做好准备。其次要认真做好坡口边缘的清理工作，避免因存在水份、油污以及锈迹所导致的问题。最后是要制定科学合理的规定，并严格依据这些规定做好焊接材料的清理、保管工作，在进行焊接操作前，做好焊条、焊剂的烘干工作，为防止其出现再次吸水的问题，在完成这项工作后应将其放置于保温桶之中，同时应严令禁止使用变质的焊条。最后，如果在焊接时使用的是低氢型焊条，应及时调整焊接速度与电弧长度，确保这两种参数与所用的材料相匹配。
4.3夹渣缺陷的防治措施
要想有效防止夹渣出现，其中一个首要任务就是将焊接技术进行提升，在焊接中需要保证熔池足够清晰，液态金属和熔渣可以实现良好的分离，对坡口以及两侧的氧化物以及有无展开彻底的清理。严格按照焊接规范流程展开焊接工作，选择符合要求的工艺性相对比较好的焊条，同时收弧时需要将弧坑填满，将渣全部排出。
4.4未焊透、未熔合缺陷的防治措施
未焊透缺陷在自动焊与手工焊的交界面处最易出现，未熔合缺陷则常见于焊缝的金属及其坡口的交界处。目前针对这两种常见缺陷的主要防治措施有四种：第一是要通过设置符合相关标准与规定的焊接构件坡口尺寸与角度来防止这些问题的出现；第二是注重清理坡口处的各种杂质，如果出现了氧化层也要及时进行处理；第三是要确保所选用的焊接电流大小以及焊接速度是科学合理的；最后，在完成封底焊接工作时，要对其根部进行细致地检查，确保所采用的焊条摆动方式是完全正确的。
4.5裂缝预防
焊接之前需要对组装质量展开检验，确定合格之后再进行焊接工作，定位焊接缝时一定要焊透并且焊捞，对于那些定位过高的焊缝，需要将磨修工作做好之后再进行焊接。一定不能进行偏心焊条的使用，有效保证焊条角度。实际运条速度也需要足够均匀，展开多层焊接工作时需要保证每层的焊接厚度都足够合适并且经常展开技术联系将焊接焊接操作水平进行提升。如果焊接拘束相对比较大，那么预热问题也需要相应提高，对焊接参数展开严格的通知，将冷却速度减慢并且将焊缝系数提高，最大限度的选择多道焊，多层，小电流来避免焊缝中心裂纹的产生，选择合理科学的焊接程序实现焊接应力的最小化。
5焊接“工艺方法”控制
（1）“环境”因素控制。在加工和焊接不锈钢设备的过程中，应严格控制铁离子和其他有害杂质的污染。由于不锈钢表面涂有氧化膜，因此可以很好地保护基材，但不锈钢表面很容易被铁和铁覆盖。粉末或铁锈污染，铁粉与贱金属附近的氧之间的反应导致难以形成不锈钢氧化物膜。在铁被氧化之后，诸如氧化铁和空气中的二氧化碳的物质溶解在铁和不锈钢中。形成碳酸化的缺氧环境，伴随着铁离子的电解质环境，不锈钢表面层的不完全氧化膜在电解质环境中在氧化物膜和暴露的基材之间形成一次电池，从而腐蚀基板容易发生点腐蚀。压力容器焊接过程中变形的控制措施主要体现在以下几个方面：一是原材料；建立完善的原料检验手段，使不符合生产要求的原料在生产过程之外被拒收。在满足设计要求和成本的前提下，选择符合设计要求，塑性，韧性和稳定性的机械强度原料；选择良好的热加工性，焊接性能，并具有耐腐蚀性，耐腐蚀性和耐腐蚀性。氢；选择在高温下具有良好的热稳定性，在低温下具有良好的韧性。在生产过程中，应实施全面质量管理，实施过程文件，实施过程纪律，监督和检查过程纪律，并对过程技术文件进行定期和不定期的改进和评估。工艺文件应符合图纸和标准规定，并应正确，统一，完整，可操作；应定期检查过程技术文件的使用，并及时修改和改进过程文件。（2）加强焊接质量工艺员工作。为了保证压力容器焊接质量，在选用技术人员时，一定要进行考试，只有通过实训考试的人员才有资格上岗，随后方可进行压力容器的焊接。同时，相关单位在对新人焊接的压力容器进行严格的审核以及检测，只有审核以及检测通过的压力容器方可投入使用，在新人入职后，一定要定期的对其培训以及考核，并让经验丰富的技术人员教导新技术员，并且在教导的过程中加强技术人员的安全操作意识，提高相关人员的岗位责任感以及使命感。（3）加强无损检测控制。目视检测和仪器检测两种，其中目视检测就是用肉眼对压力容器表面、内部进行检查，外部检查包括：裂缝、焊接位置偏移以及凹凸不平处检测；内部检查包括：裂纹、起皮、拉线、划痕、凸凹、斑点、腐蚀等缺陷；最后就是利用三维技术对压力容器质量进行检查，其主要的目的就是容器壁焊接口处是否有污染物导致焊接出现缝隙。仪器检测就是利用高科技仪器对压力容器进项全方位的扫描，其主要的利用放射线、超声波以及声发射检测等电磁波。改种方法能够快速全面的检测出压力容器是否有缺陷，适合广泛应用。
结语
本文分析总结了压力容器几种常见焊接缺陷的成因与防治措施，但在实际的制造过程中，可能导致缺陷出现的因素非常复杂，但我们应当明确的是，绝大部分的焊接缺陷都是可以避免的。要想真正处理好这一问题，就必须立足于实际情况，进行认真的分析、细致的总结，从而有效掌握压力容器焊接缺陷以及事故出现的原因与规律，促使压力容器得以更加安全稳定地保持运行。
参考文献
[1]王绍霞,徐国军,张海涛.浅谈压力容器焊接质量控制措施[J].中小企业管理与科技(下旬刊)，2016，(02).
[2]董建峰,卢亚东,张玲,邢卫红,张爱丽.压力容器焊接质量缺陷成因及控制措施[J].中国高新技术企业，2018，(16).
[3]陈冰川,陈伟民,朱伟青.在役压力容器焊接裂纹的成因分析及预防措施[J]理化检验(物理分册)，2017，(05).
[4]孙霞，姜德林.压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施[J].黑龙江科技信息，2016，（3）：42.
[5]常引娣.谈压力容器焊接中常见缺陷的成因和防止措施[J].科技信息(科学教研),2017,29:88+115.
[6]孙霞,姜德林.压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施[J].黑龙江科技信息,2016,03:42.
[7]林尚扬,于丹,于静伟.压力容器焊接新技术及其应用[J].压力容器,2017,11:1-6.
[8]王传莲.关于压力容器焊接缺陷评定标准中几个问题的探讨[J].装备维修技术,2018,02:13-16.
[9]戴莉军,潘学东.锅炉压力容器及动力管道安装中产生的焊接缺陷分析[J].浙江电力,2018,01:57-59.
论文作者:雷会涛
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第12期
论文发表时间:2020/4/3
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