低温钢制压力容器焊接工艺分析

何忠田

（珠海共同低碳科技股份有限公司，广东 珠海 519090）

低温钢制压力容器焊接工艺是焊接在低温环境下的低应力容器，压力容器的焊接质量对容器的密封性和安全性有着重要影响，在能源、化工行业低温钢制压力容器使用非常广泛。我国低温钢制压力容器焊接工艺水平在不断提升，其质量水平也在不断提高。在低温钢制压力容器焊接过程中，一定要根据其技术要点，满足其质量和密封度要求，确保其符合相关行业标准。

1 低温钢制压力容器焊接工艺的现状

在低温钢制压力容器焊接过程中，钢的韧性与温度有着正相关的关系，温度越低的情况下钢的韧性也低。在低温情况下，钢质材料极易出现破坏性的脆性断裂。我国的低温钢制压力容器在能源和化工行业中有着重要的作用，对于低温钢制压力容器的抗低温脆化能力有严格要求，因此低温钢制压力容器的焊接工艺必须得到严格的控制。

（1）低温钢制压力容器焊接的外部质量问题。

在我国的低温钢制压力容器焊接过程中，经常出现许多质量问题，其中外部焊接质量问题包括：由于焊接操作不合理或者焊接技术不灵活造成的容器局部应力增大而出现变形，降低了压力容器的安全性和密闭性；在焊接工作进行时如果焊接设备的电流强度不足，就会导致焊缝宽度变窄，导致焊接尺寸不符合要求，如果焊接设备的工作电流过大，焊接技术不规范，就会出现咬边现象；在焊接结束后没有按照相关要求进行保温处理，焊条温度骤然降低，会导致焊接材料出现剧烈收缩二出现裂纹或脆断的现象；焊接工艺不规范容易使容器出现凹陷[1]。

（2）低温钢制压力容器的内部质量问题。

内部环节质量问题包括：焊接池内的气泡没有及时溢出或者金属表面的油污会造成气孔；由于焊接设备电流强度不足、焊接操作太快造成焊道不平整；在焊接接头未完全融化时，焊接部分之间会存在一定间隙，不能达到很好的焊接效果，会影响到压力容器的稳定性和密封性；低温环境下焊接设备使用正常温度下的电流进行焊接，会导致焊条融化不完全，形成夹渣、未熔透等现象。

2 低温钢制压力容器焊接工艺技术要点

（1）焊前预热技术。

在焊接过程中，焊接前的温度和焊接过程中的钢材温度差别较大，就会造成焊接材料剧烈的热胀冷缩现象，严重影响到压力容器的稳定性和严密性。要使压力容器满足工艺和质量要求，就要降低焊接过程与焊接前后的温差，使得焊接材料收缩均匀，在焊接过程中使其均匀升温。保证焊接前与焊接过程中的温度稳定性，使压力容器趋于稳定性。

（2）焊后热处理的质量控制。

在焊件热处理过程中，对焊接材料进行保温可以减少焊接材料的裂缝，防止裂缝对焊接工艺的质量和效果产生影响。对焊接材料进行二次加热，可以减少焊接材料断裂的情况发生，在焊接完成后将材料进行二次加热，可以使得焊接材料不会因为气温骤降产生裂纹，因此焊后加热对焊接质量具有非常明显的作用[2]。

（3）完善低温钢制材料的管理制度。

低温钢制材料的管理对于焊接工艺的顺利实施具有重要的作用，低温钢材的现场管理需要制定全面的管理制度，在施工现场绝不能将低温钢与普通钢材相混淆，避免埋下安全隐患，重视低温钢表面的质量，在存储和运输过程中要将钢材表面使用颜色进行分类标记，管理人员要随时监督，避免低温钢材表面做钢标，管理低温钢和焊条的技术人员要熟悉低温钢和焊条的区别，避免混淆[3]。低温钢材的采购和使用必须使用专门的记录，并做好剩余材料的管理和迁移工作，低温钢材料要根据批号和尺寸分类，与地面之间的距离不能小于300毫米，严禁直接将低温钢放置在地面上。

（4）选择合适的焊接方法

低温钢制压力容器的焊接方法主要包括电极电弧焊和埋弧焊，在焊条使用前必须保证其完全干燥，将其放入便携式保温管中，焊接材料采购前必须进行质量检查，检测焊接材料的质量，保证低温焊接材料的制作符合相关的行业标准，确保材料供应商拥有合法营业执照和材料制造商的销售授权书，低温钢压力容器焊接工艺在选择焊接材料时要保证材料具备以下要求：焊缝中含有有害杂质少的焊接材料，焊接材料的选择要关注低温焊接金属的韧性[4]。

（5）低温钢制冷裂纹的防治措施

低温钢制冷裂纹的防治措施包括减少氢气源，选择低氢焊条，置于空气中4h必须干燥，保证完全干燥保存并且最多干燥一次，焊前预热后要做到缓慢冷却，并及时进行焊后热处理，非焊接部位不能进行点焊。

要减少裂纹的产生，减少安全隐患，就要使用正确的焊接参数，出现裂纹时要及时用砂轮完全抛光去除，避免再次进行出现裂纹，将凹坑移动到焊件外部。

（6）焊后保温和防风技术

在焊接完成后可以采取包裹容器的方式进行保温，减少焊接材料出现裂缝和脆断现象，同时可以有效控制焊接后的钢制材料的散热，防止温差过大影响到焊接工艺的效果。

焊接时的低温环境会对焊条的加热效果产生影响，出现夹渣、未熔透等现象。低温环境下一定要注意防风，防止焊接过程出现偏差，在焊接过程中选择适当的防风场所或防风设备，提升焊接环境温度，减少焊接前后的温差。

低温钢制压力容器焊接是一项具有高度专业性的技术工艺，对石油、化工等行业有重要作用。在低温钢制压力容器的焊接过程中，要保证压力容器的密闭性和安全性，保证其在使用中的质量安全和使用寿命，就要严格按照行业质量标准和焊接流程，做好在焊接前后的材料管理和质量管理，保证压力容器焊接质量，提高低温钢制压力容器焊接工艺水平。