压力容器焊接质量的控制

王万河 孙贵卿 常彦彦

（石家庄工大化工设备有限公司)

压力容器焊接质量的控制

王万河*孙贵卿 常彦彦

（石家庄工大化工设备有限公司)

压力容器是一种特殊的焊接结构，在化工、炼油、医药、军事、航天等行业中压力容器几乎成为生产中的主要设备。对压力容器制造、安装的每个环节都必须进行严格的质量控制与检验，尤其是焊接质量，它对压力容器的使用寿命与安全运行起着关键的作用。只有采用完善的质量控制措施，才能生产出合格的压力容器。

压力容器焊接质量焊接检验控制焊接工艺焊接工艺评定

0 前言

压力容器是承压类特种设备，其质量稍有问题就会有安全隐患，给国家和人民生命财产带来潜在的威胁。焊接接头的质量，对压力容器的使用寿命和安全运行起着关键作用。石家庄工大化工设备有限公司取得压力容器A2设计及制造资质以来，严格执行相关标准。笔者凭借多年的压力容器焊接的经验，总结出压力容器焊接过程中质量控制的几方面措施。焊接接头的质量取决于焊接材料、焊接工艺、焊接设备、焊接检验、焊工管理等因素。控制这几个方面的因素，是确保焊接质量的关键。

1 焊接材料的控制

1.1 焊接材料的选用

焊接材料的选用原则是：焊缝金属的力学性能应高于或等于母材规定的性能，当需要时其他性能也不得低于母材性能的相应要求。如点固焊或厚板的第一道焊道往往要求强度高，可以选择高强度的焊接材料。焊接材料的选择还要综合考虑结构、刚度和工艺因素等的特点，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。对于结构复杂、刚性大的焊件或大厚度的焊件，应选用抗裂性好的碱性焊条。

1.2 焊接材料的验收、保管、领用

用于制造压力容器受压元件的焊接材料应符合有关国家标准和行业标准，制造单位要从焊接材料的进厂、验收或复验、入库、保管、烘干、发放、回收等环节严格控制。不同厂家生产的同一型号或牌号的焊条，其工艺性能有可能存在差异。制造厂应根据其实践情况，选定相对固定的焊材生产厂家。焊材生产厂家对其焊接材料必须有质量证明书和清晰牢固的标志（如批号），并保证所提供的焊接材料符合有关标准或供货协议要求。焊材买回后应按标准进行抽样复验，验收合格后及时办理入库手续。

焊接材料入库后要按类别、型号、牌号及批号分别存放，焊接材料的存放环境要符合JB/T 3223《焊接材料质量管理规程》的要求。焊材管理员应具备焊接材料的基本知识，熟悉该岗位的各项管理制度，定期对焊条库进行检查，并将检查结果做书面记录。当发现由于保存不当而可能引起焊接质量问题时，要及时向有关领导报告。为了避免焊接材料的超期，引起焊接质量问题，焊接材料的发放应遵循先入库的先出库原则。焊接材料的出库量应根据材料定额控制，以领料单为依据，经库管员核实后方可出库，并做好发放记录。出库的焊条应按照说明书进行烘干，再用保温桶存放，没有用完的焊条要及时退库。

2 焊接工艺的控制

2.1 焊接工艺评定

焊接工艺是控制压力容器焊接接头质量的关键。焊接工艺是按容器生产技术要求和质保体系运转要求进行编制的，焊接工艺应具有现场焊接的指导性和施焊质量控制的跟踪性。产品施焊前，对受压元件之间的焊缝、与受压元件相焊的焊缝以及上述焊缝的定位焊缝，都要进行焊接工艺评定，受压元件母材表面的堆焊、补焊也要进行焊接工艺评定。制造厂应根据产品的情况，如焊接方法、母材钢号、母材厚度和熔敷金属厚度、焊材保护气体、有无衬垫、是否预热和焊后热处理等做多种焊接工艺评定，以满足工艺需要。

2.2 焊接工艺与质控环节

焊接工艺是指导焊工按法规和标准要求焊制产品焊缝的重要工艺文件。一份完整的焊接工艺规程，应当包括为焊制质量符合技术要求的焊缝所必须的全部焊接参数，具体项目包括焊接方法、钢材类别及钢号、厚度范围、焊接材料种类、接头形式、坡口形状及尺寸、焊缝编号、工艺卡号、焊缝位置、焊接操作技术和焊接质量检查方法及其要求、焊工上岗条件等。任何一个主要焊接参数的改变都会对接头的性能参数产生较大的影响。焊接线能量综合体现了焊接规范参数对接头性能的影响。对于低合金高强钢、低温钢和不锈钢要求采用小线能量焊接。对于易淬火钢采用小线能量焊接时冷却速度快，易产生冷裂纹，因此需采用焊前预热、控制层间温度和焊后缓冷等工艺措施。仅仅是线能量的控制往往是不够的，如果焊接电流、电压和速度之间配合不合理，也不能得到好的焊缝性能，因此应在规范合理的原则下选择合适的线能量。焊接工艺全方位规范了焊工上岗行为和工艺装备范围，是指导焊工焊接的重要工艺文件，是确保焊接质量的工艺手段。

2.3 现场焊接设备的控制

现场的焊接设备和焊接工装是按焊接工艺要求进行配备的，所配备的设备和工装要明确型号、规格、性能、状况、台数、适用范围，以便于焊工按焊接工艺要求使用。工作状态良好的焊接设备，是顺利完成焊接工作、保证焊接质量的必要条件。焊接设备包括焊条烘干设备、电焊机等必须由专人管理、使用，并定期检查维护。电流表、电压表应工作正常，并在检定期内。制造厂应根据自己的需要合理选购较先进的设备，先进的焊接设备是提高焊接质量的一个重要因素。

3 焊接质量检验控制

焊接质量检验是保证焊接产品质量的重要措施。在焊接结构生产的过程中，从焊接工艺装备和焊材的领用到焊接质量检验，每道工序都要进行质量检验，这是预防和及时消除焊接缺陷的重要手段。这样做更能节约时间、材料和劳动力，既能保证质量，又可降低成本。所以，焊接质量检验是焊接结构制造过程中不可缺少的重要工序。焊接质量检验按检验时间的顺序划分，有焊前检验、焊中检验和焊后检验三类。

3.1 焊前检验

焊前检验是保证焊接质量的前提。着重检查焊工技术水平，焊接施工用的设备和工具，母材和焊接材料的质量，焊接工艺和焊件装配，焊接环境，以及焊接方法等是否符合有关技术规程的规定。

3.2 焊中检验

焊接过程中的检验主要依靠焊工在整个焊接操作过程中来完成，通过焊中检验能够有效防止由于操作原因或其它因素影响而产生的焊接缺陷，也便于及时发现并清除产生的焊接缺陷。通常，焊中检验从以下四个方面进行：（1）对焊接设备运行情况的检查。（2）对焊接工艺措施执行情况的检查。（3）中间试验。（4）对层间焊道的检验。

3.3 焊后检验

焊后检验是焊接质量检验最重要的一关，主要有非破坏性检验和破坏性检验两大类。

常用的非破坏性检验方法有外观检查、强度检验和无损检测。焊缝外观质量检验主要为焊缝成形尺寸、表面质量、焊缝标记和焊工钢印等。强度检验是通过水压试验或气压试验，对焊接容器进行致密性和强度检验。无损检测可有效地探测焊接接头各种外表和内部缺陷。常见的无损检测方法有目视检测，以及射线、超声波、磁粉、渗透检测等。每种检测方法都具有自身的特点，应根据受检承压设备的材质、结构、制造方法、工作介质以及使用条件下可能产生的缺陷种类、形状、部位和方向选择适宜的检测方法。射线和超声波检测主要用于承压设备内部缺陷的检测。磁粉检测主要用于铁磁性材料承压设备的表面和近表面缺陷的检测。渗透检测主要用于非多孔性金属材料和非金属材料制承压设备的表面开口缺陷的检测。

破坏性检验方法常用于测定焊接接头及焊缝金属的力学性能、化学成分和金相组织等检测项目。根据设备的使用工况，有的压力容器往往要做产品的破坏性试验以验证其极限耐压能力。这一项是按GB150和《固定式压力容器安全技术监察规程》要求进行的，试件要与其所代表的焊缝母材、焊材、焊接方法、焊缝坡口形式、焊接环境和焊接工艺相同，这样焊接的试件经过机械性能试验，才能正确反映出受压元件焊缝的焊接质量是否合格。

4 焊工管理

4.1 焊工资格审查

焊接产品质量的好坏，焊工个人因素也是不可忽略的。尤其在当前，焊条电弧焊仍占很大比例，焊接质量在很大程度上决定于焊工的操作技能水平。在培训和考试前对焊工进行审查是必要的，是提高焊工合格率的一个重要前提。如果焊工培训审查不严，理论培训往往就会流于形式。焊工必须经过严格培训、考核，取得相应的合格证后，才能担任产品的焊接工作。

4.2 焊工定期培训与考试

焊工培训是保证焊接质量的前提。焊工培训教师的自身素质是搞好培训的关键，应聘任具有较高理论水平与高超操作技能的焊接培训教师。作为实际操作的老师应热心于培训工作，毫不保留，言传身教。焊工培训的重点是实际操作，只有通过科学的训练，才能成为一名合格的焊工，这样才能确保和提高焊接质量。

5 结语

由于焊接是压力容器制造中的一个特殊工艺过程，因此焊接过程控制是设备建造中非常重要的工作，只有从最细微的小处着眼，及时规避、制止违规操作，才能保障设备的制造质量。

[1] 戴建树.焊接生产与管理[M].北京：机械工业出版社，2004.

[2] NB/T 47015—2011.压力容器焊接规程[S].

[3] 孙景荣.实用压力容器焊工读本[M].北京：化学工业出版社，2006.

Welding Quality Control of Pressure Vessel

Wang WanheSun GuiqingChang Yanyan

Pressure vessel is a kind of special welding structure.In the chemical,refining,pharmaceutical,military,aerospace and other industries,pressure vessel has almost become the main production equipment.Strict quality control and inspection should be carried out on each link of pressure vessel manufacture and installation,especially on welding quality because it plays a key role in the service life and safe operation of pressure vessel.Only perfecting quality control measures have been adopted,can qualified pressure vessel be produced.

Pressure vessel;Welding quality;Welding inspection;Control;Welding process;Welding procedure qualification

TQ 050.6

*王万河，男，1974年生，助理工程师。石家庄市，200333。

2012-04-16）