化工机械压力容器制造中焊接质量的控制

薛振华

摘 要：压力容器焊接是其制造生产的重要环节，焊接质量直接关系着容器的强度和气密性。本文在阐述压力容器焊接作用的基础上，就压力容器焊接中常见的质量问题展开分析，同时指出化工机械压力容器制造中焊接质量控制策略。期望能进一步提升压力容器焊接质量，为现代工业生产提供有效支撑。

关键词：化工机械;压力容器;焊接;缺陷;质量控制

作为一种密闭设备，压力容器具有加强的承压能力，其在石油化工、冶金、机械等领域的气体、体液盛装中发挥着重要作用。在化工机械压力容器生产中，容器焊接环节的质量控制至关重要，其不仅关系着容器本身的强度和气密性，而且对于工业生产安全具有深刻影响。然而受焊接工艺应用、焊接环境等诸多因素的影响，实际焊接中容易出现气孔、夹渣、裂缝等质量缺陷，故而有必要进行压力容器焊接过程质量的综合管理。

1 压力容器焊接常见的质量问题

1.1 气孔

气孔是压力容器焊接中常见的质量缺陷。进行容器焊接操作时，一旦熔池中的气泡未在凝固前逸出，则会在焊接处留下一定的空穴，此即为焊接气孔。造成焊接气孔的原因包括：其一，焊接初期阶段，未对材料进行系统检查，致使焊接坡口有水渍、油污、铁锈等污物;其二，受焊条、焊剂保管缺陷的影响，焊芯存在一定的锈蚀或是药皮变质、剥落问题;其三，当熔渣黏度较大时，会导致熔池中的气泡难以逸出，最终这些气泡会留在焊缝中形成气孔。其四，焊接工艺应用不当也会引起气孔，如采用低氢型焊条材料时，如果焊速过快或者电弧过长，则容易引起焊接气孔[1]。

1.2 夹渣

夹渣指的是焊缝中残留熔渣的一种问题，其会降低焊缝金属的强度和严密性，影响容器使用安全性，危害较大。通常，焊接速度过快、焊缝边缘存在熔渣是造成溶剂焊接夹渣缺陷的重要原因，此外，焊接坡口角度选择不当、焊接电流不充、碱性焊条极性异常等因素也可能导致夹渣问题产生。

1.3 裂纹

压力容器本质上是一种具备压力承载能力的密闭式设备，主要用来盛装气体或者液体。当容器焊缝出现裂纹时，造成盛装气体、液体散逸，不仅影响了化工机械设备的运作，而且对设备安全性造成较大威胁[2]。按照裂纹位置不同，压力容器的焊接裂纹可分为熔合区裂纹、根部裂纹、弧坑裂纹和热影响区裂纹。从裂纹出现机理来看，其与焊接过程中的温度、湿度、及焊接时间具有较大关联。当焊接处温度过高时，容易产生热裂纹;此类裂纹一般处于固定的即焊缝中，此外，在热影响区也较为常见。裂纹包含平行、垂直焊纹两种形态，危害较大。当完成焊接构建冷却未达标，瞬间触碰到冷却水时，可能引发一定的裂纹。此外，焊接时间过短可能造成焊接质量不达标，而当焊接时间过长时，容易使得钢材物化性质发生变化，从而引起裂纹。

1.4 未熔合

压力容器焊接未重合分为坡口未熔合、焊道之间未熔合、焊缝根部未熔合等类型。该缺陷形成原因包括：其一，电流太小或焊速过快导致能量不足;其二，电流过大使得母材未到融化温度焊条就已经覆盖上去;其三，焊接坡口有油污、锈蚀问题;其四，焊接過程存在磁偏吹、焊条偏弧等操作问题。

2 化工机械压力容器制造中焊接质量策略

2.1 注重焊接材料管理

焊接材料是影响压力容器焊接质量的基础条件，其能从源头上减少压力容器的质量缺陷，提升容器焊接质量。针对焊接材料管理，应严格执行相关的材料管理标准和管理流程，同时实现材料保存、方法、使用、回收全过程的综合管理。其次，应加大特殊材料的管理，如针对低氢型焊条材料、碱性焊条、焊剂等材料，应按照相应的保存标准对其进行存储管理，同时采用专业化的烘干设备以及温度计控制材料室温度湿度，避免材料变性。此外，在材料使用阶段，应就材料质量、规格、清洁程度进行检查，尤其是在焊接坡口检查中，严禁坡口有水渍、油污、铁锈等物质，保证材料焊接质量。

2.2 规范焊接设备管理

焊接设备是影响压力容器焊接质量的重要因素;当焊接设备存在故障损坏问题时，会直接降低压力容器的焊接质量。焊接设备管理中，先就就各种设备的参数指标进行管理，如针对威欧丁250便携式电焊机、ZX7315电焊机、ZX7630电焊机等设备，应加强其电压、电流的变动监测，为焊接操作奠定良好基础。同时，应建立设备使用登记和台账管理制度，确保设备调用、管理的规范化。此外，压力容器焊接还涉及一定的辅助设备，应加强这些辅助设备的维护和保养，避免因设备误差造成容器焊接质量缺陷。

2.3 加强焊接技术管理

焊接技术是影响压力容器焊接质量的核心因素。在实际焊接中，应严格按照国家相关方面的规定和要求进行焊接操作，同时，针对具体容器的焊接，应制定科学合理的焊接工艺评审方案及指导书，并对相应工艺进行测评、复审，确保焊接工艺应用的规范性。此外，实际焊接工艺应用应预留试样，并将试样存放于实验室中，为后期质量验证提供依据。需注意的是，压力容器具体焊接工艺应用中，还应注重焊接缺陷问题的有有效处理。

2.3.1 气孔预防处理

针对焊接气孔问题，在缺陷预防处理中应注意以下要点：其一，焊接过程中，注重焊接电流、速度的系统管理，同时严格按照相关工艺参数，控制熔渣黏稠度，为正式焊接做好准备;其二，进行焊接材料坡口边缘位置的有效清理，严禁坡口位置有水份、油污以及锈迹;其三，为避免存放的材料失效，应在焊接前，对焊条、焊剂进行烘干处理，同时将烘干后的材料放在保温桶中，避免其再次吸水;其四，严格控制特殊材料焊接工艺，如采用低氢型焊条时，合理地对焊接速度和电弧长度进行控制，确保焊接工艺参数与材料性质的匹配性。

2.3.2 夹渣、裂纹、未熔合预防处理

在夹渣问题处理中，可在合理控制焊接电流与速度的基础上，控制焊条摆动频率;同时应适当调整坡口尺寸，并加强多层焊接工艺应用;焊接过程中，仔细清理焊渣，彻底解决焊接夹渣问题。而针对压力容器焊接部位裂纹问题，应按照相关标准，对焊接的温度、湿度、时间进行系统管理，同时，应调节焊缝化学成分，不断改善焊缝组织，如减少硫、磷等物质，降低钢材碳含量等。焊接过程还应合理选择焊接方法，如利用多层焊防治中心线裂纹、控制焊接应力解决收弧过程弧坑问题等。针对未熔合问题，应注重焊接材料检查，避免材料污损，此外，应控制焊接电流，消除磁偏吹、焊条偏弧等问题。需注意的是，为进一步提升压力容器焊接质量，还应注重接管自动焊接技术的有效应用，该技术将焊接容器焊接分为接管和筒体、接管和封头两个焊接部分，在焊接中，基于焊接参数数学模型，自动化、智能化的进行焊接技术应用和参数调整，最终焊枪在接管外壁中进行自动寻位，确保了焊接的精准性，提升了焊接容器质量[3]。

2.4 提升焊工专业素养

焊工自身的专业能力对于压力容器焊接具有较大影响。化工机械企业在进行焊工招聘时，应提升准入门槛，并对招聘的焊工进行考核，确保其具有相应的资质。其次，在压力容器焊接前，应做好技术交底工作，同时对焊工进行技术培训，确保其了解压力容器焊接生产的相关规范，最后在实际焊接中，应对焊接人员的操作进行严格监督，通过焊接检验员和焊接工程师层层监管，并贯彻落实奖惩责任制，不断提升压力容器的焊接质量。

3 结论

压力容器焊接对于自身整体加工质量具有深刻影响。新经济形态下，我国化工产业发展迅速，化工机械设备对于压力容器的质量需要不断提升。在压力容器制造中，人们只有充分认识到压力容器焊接的作用，并在分析当前容器焊接质量问题的基础上，从材料、设备、技术、人员等层面进行系统管理，这样才能有效地提升压力容器焊接质量，制造出高品质的压力容器，进而促进化工产业的有序发展。

参考文献：

[1]刘开分.浅析压力容器制造中的焊接技术与质量控制[J].城市建设理论研究（电子版），2019（1）：88.

[2]刘洋，赵晶，李楠，等.浅析压力容器制造的质量控制要点[J].中国设备工程，2019（12）：202-203.

[3]邹涛.压力容器焊接与质量控制研究[J].中国化工贸易，2019，11（3）：172.