压力容器监造过程中的焊接控制途径

丁振川 刘文龙

山东联盟特种装备有限公司 山东潍坊 262700

针对压力容器的制作过程而言，必须通过国家相关方面的审批，进一步结合相应的检查机制，着重做好容器生产安全的检查和监督管理工作，特别是针对压力容器制造过程中的焊接质量而言，要进行切实有效的控制和监控，以此确保压力容器的质量和安全。

1 压力容器监造环节焊接控制要点

1.1 资质检查

在压力容器的监造环节，需要对焊工资质以及其技能掌握情况全面检查。焊工的资质是从事此项工作必要条件之一，检查过程重点审核焊工年龄，保证其年龄和劳动强度相匹配。结合其资质，焊接操作之前模拟试焊。在其技能方面的检查，应结合压力容器特点，分别考核焊工技能，在试件焊接环节组织评判；焊接高强材料之前，需要先行试焊，并且通过检验[1]。

1.2 工艺审核

监造压力容器过程，对焊接工艺进行评定与审核也是重点，焊接过程若使用单一方法，需结合厚度、等级合理选取。并结合焊接材料、材质、热处理和厚度各项要求，保证焊接参数合理。针对特殊材料，应先试焊，提前掌握焊接过程技巧，并对焊接参数合理修正，保证焊接操作高度可行。试验项目需要和压力容器的焊接要求相符，保证技术满足容器力学性能要求，否则需要对工艺重新审核与评定。

1.3 焊缝质检

焊接过程还需对焊缝尺寸进行检查，确保过渡圆滑，焊道余高和要求相符，若存在“尖角”，应进行打磨。保证焊缝不存在气孔、裂纹和咬边等各类缺陷。可使用无损检验方式，对局部位置进行质量检查，根据焊接工艺，统计不同位置焊接质量，建立台账，合理控制后续焊接施工[2]。

2 压力容器制作过程中焊接时存在的主要问题

2.1 在焊接环节存在一定的几何缺陷

通常情况下错边主要是在组装环节而出现的两个焊件在厚度的方向上出现错位，这样的情况会使应力进一步集中，对于压力容器的焊接质量来说，会带来严重的风险隐患。

2.2 焊接过程中有咬边等表面缺陷

咬边的问题主要是在压力容器的焊接过程中，因为焊趾的因素在母材部分产生一定的凹陷或者沟槽等。焊接的过程中有特别大的电流，焊接的速度过快，或者焊机的轨道不够平整等相关因素，都有可能导致咬边问题出现，而此类问题对于压力容器的质量会造成严重影响，使焊接技术优势大打折扣[3]。

2.3 焊接环节熔池里出现在凝固时不能出来的气泡

此类问题出现的因素主要包括：坡口的边缘不够干净，焊条或者焊剂并没有科学合理的操作，由此造成焊芯出现锈蚀，或者药皮变质脱落。焊接时留下夹渣对压力容器的焊接技术和亲密性会造成严重破坏。焊接时，接头的根部未彻底溶透，或焊件以及焊缝金属层两者有局部没有充分融合的现象，在这样的情况下导致未焊透、未熔合问题。

3 压力容器监造焊接控制途径

3.1 焊接工艺运用

（1）焊接要点。由于该压力容器使用材质为NO8810，膨胀系数过大，在20℃时，热导率仅为10．9，因此焊接环节，处于焊缝位置部分低熔点物质以及杂质元素可能发生聚集或者晶界偏析等问题，凝固环节与镍金属之间形成晶体，形成焊接裂纹。镍合金焊缝当中，金属流动性相对较差，并且冷却速度快，熔池内气体难以及时排除，产生气孔。因此该压力容器焊接环节对裂纹、气孔等控制为焊接要点[4]。

（2）焊接工艺。在焊接方法方面，选择TIG与SMAW两种成熟的焊接工艺，按照设备厚度、焊材等，使用TIG焊接作为打底，之后中间层使用SMAW焊接，之后利用TIG焊接进行盖面，确保焊接质量，并且容器焊缝位置美观。因为液态合金的流动性较弱，因此需要对其坡口合理设计，避免发生熔合不良问题。在坡口位置需要将其角度适当增加，可确保其接头熔合性，同时，控制钝边宽度。

3.2 加工工艺

该设备由于整体结构简单，特殊之处为椎体翻边位置存在一个变径量较大部件，同时还有椭圆形的钢制封头，钢制板的厚度＞60mm。当前国内直径2200mm封头加工工艺相对成熟但是针对N08810这类材料压制经验相对缺乏。故此，该部件压制工艺的运用十分重要。经过综合评估之后，最终选择外协厂展开封头与锥体的压制加工。在加工之前，封头位置与锥体的小口段呈现出纵向裂纹，并且面积较大。

3.3 热处理工艺

设备使用过程，工况温度＞500℃，因此，对于设备自身不变性能有特定要求，需要对材料展开不同热处理，分析其不变性能。同时，按照设计图纸相关技术要求，将其置于1150℃，展开固溶处理。在此过程，确保其出炉之后可迅速冷却为关键要点。在设备的整体热处理方面，控制温度885℃，由于设备处于高温环境下容易变形，因此需要设置内部支撑，以免筒体变形，导致椭圆度超出标准，在外部设置支撑装置之后，可避免材料变软，在结构自重影响下，出现凹痕。需要注意，支撑材料应耐高温，以免材料自身发生变形[5]。

3.4 焊接质控措施

由于镍合金焊接过程，焊缝位置金属流动性高于普通合金，实际焊接时需要稍加摆动，幅度控制在焊条直径3倍以内，单次摆动结束之后，还需做稍许停顿，为焊缝金属具备充足时间填充咬边提供环境。因为焊缝问题为压力容器焊接过程致命缺陷，因此，需要结合设计，科学安排焊接流程。在坡口外侧使用直径2．4mm的焊丝，在氩弧焊工艺运用下，进行打底焊接，共计4层。在焊缝的外侧使用直径3．2mm的焊条，共计焊接6～8层。

4 结语

综上所述，压力容器制造企业要严格监督管理焊接质量，培养更高质量的焊接人才，使其具备相应的资质，并且严格遵循国家的相关规定和行业准则来有序操作，这样才能使压力容器的焊接质量显著提升。