简析焊接对压力容器强度的不良影响及设计要点

车兴涛 顾林杰

【摘  要】在现代社会市场经济快速发展过程中，工业行业整体水平不断提升，其中压力容器生产工艺不断更新，如何充分发挥生产工艺有效性，提高压力容器生产质量，是当下需要重点思考的问题。在压力容器生产的过程中，工作人员需要完成焊接工序，要把握焊接与压力容器强度之间的内在联系，加强焊接质量控制力度，通过优化设计焊接工艺提升压力容器强度，从而提升产品质量。本文简要分析了焊接对压力容器强度的不良影响体现情况，对“焊接对压力容器强度不良影响的应对设计要点”进行深入探究。

【关键词】焊接;压力容器;强度;不良影响;设计要点

焊接是压力容器生产中的关键环节，良好的焊接技术能够提升压力容器产品强度，提升压力容器的整体质量。在实际过程中，可以发现，焊接环节的操作细节对于压力容器的强度具有直接影响，比如：压力容器设计、压力工艺热处理技术、压力容器焊接指标参数等。因此，建议工作人员重视焊接环节，加强对焊接环节过程控制，优化压力容器强度设计，调整各种参数指标，提高焊接工艺有效性，以此强化压力容器强度，提高生产效率与生产质量，推动压力容器生产工艺的完善与发展。

1.焊接对压力容器强度的不良影响体现情况

在压力容器焊接作业过程中，压力容器的内部与外部会出现不同程度上的缺陷问题，导致压力容器的整体强度受到影响，产生一系列的压力容器产品缺陷，比如：容器表面飞溅、焊接尺寸不对、咬边不契合等情况;还存在一些内部缺陷，比如：裂纹、气孔、熔合程度较低等。在以上的内外不良影响中，对压力容器质量影响最严重的就是裂纹问题，建议工作人员要加强对压力容器质量检验，严格检查其内部是否存在裂纹，若没有及时发现裂纹，则会影响压力容器后续的应用效果。因此，工作人员需要重点把握这两个不良影响现象，加强对焊接作业过程的控制，避免出现以上内外缺陷问题。

2.焊接对压力容器强度不良影响的应对设计要点

2.1压力容器强度设计

结合上述提到的焊接对压力容器强度的不良影响建议工作人员优化设计提升压力容器焊接强度，为开展压力容器的焊接作业奠定良好基础。在实际过程中，工作人员需要分别完成如下设计任务：

根据压力容器设计图纸，结合受压元件的荷载数值与工作条件，选择合适的焊接材料，夯实强度基础。

明确压力容器受压元件的壁厚参数，控制参数偏差范围，保证焊接精度。

根据压力容器结构各个位置的强度原则，开展压力容器结构强度设计，分别开展焊缝布置设计、焊接接头设计、开孔布置设计等。

明确规定压力容器设备生产质量要求，根据有关规定明确焊接技术要求。之后，根据公式进行强度计算，完成设计计算工作与校核计算工作。

合理控制压力容器的安全系数，侧面体现压力容器的安全裕度，在保证生产安全的情况下尽可能的提升经济效益。在实际强度设计中，工作人员需要根据安全系数要求规范（如表1）展开设计工作。

2.2调整焊接冲击韧性指标

结合上述提到的焊接对压力容器强度的不良影响，建议工作人员要适当调整焊接冲击韧性指标，合理控制组织变化与压力容器的性能变化。在压力容器的焊接过程中，焊缝位置会形成一个高温的金属熔池，压力容器上接近焊缝位置的区域会受到焊缝热量的影响，导致容器结构中的晶粒形态发生变化，压力容器母材材料力学性能降低，损耗材料冲击韧性，促使压力容器材料变脆，降低压力容器强度，出现易脆裂的问题。

2.3处理焊接头残余应力

结合上述提到的焊接对压力容器强度的不良影响，建议工作人员要优化处理焊接头的残余应力，避免残余应力对压力容器的组织结构产生不良影响。在焊接的过程中，熔融的焊接缝位置金属组织结构一次结晶之后会发生形态变化，成为温度较高的固态焊缝金属;在两次结晶之后会恢复正常温度的固态金属结构。在结晶的过程中，焊接位置金属的应力会出现变化，产生残余应力。残余应力具有较高的数值，较高的应力会对容器结构产生影响。因此，工作人员需要从设计阶段入手，加强对残余应力的处理与控制，严格控制残余应力数值，在完成焊接之后对焊接位置进行热处理，从而消除残余应力，维护压力容器强度。

2.4优选拼缝焊接头系数

结合上述提到的焊接对压力容器强度的不良影响，建议工作人员要优化设计拼缝接头系数。在压力容器焊接的过程中，工作人员需要结合有关规定文件内容，控制拼缝焊接头的焊缝为100%无损检测，在焊接封头成型之后，需要检查过渡区域的无损情况;假设接头系数为1.0，则需要对其进行100%无损检测，同时控制检测结果达到二级及以上标准，保证焊接质量合格。工作人员需要根据压力容器接头系数规格，保证接头系数与之对应;若在焊接成型的过程中出现较大的塑性变形情况，则需要根据规定开展二次无损检测，以此维护拼缝焊接质量，弱化不良影响，提升压力容器强度。

3.结语

总而言之，在焊接过程中，若缺乏合理的細节控制与处理，则会影响压力容器的强度，不利于压力容器的高效生产。因此，工作人员需要把握焊接工艺与压力容器产品质量之间的内在联系，优化压力容器强度设计，正确处理焊接头中残余应力，严格控制影响区的组织变化与性能变化，需要选择合适的焊接接头系数，调整拼缝焊机接头系数，加强生产加工过程中的检查与控制工作，优化焊接工艺组织结构，灵活安排焊接工艺各个工序，保证焊接工艺参数符合规范要求，从而提升焊接有效性，提高压力容器的产品质量。

参考文献

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[4]王浩. 燃气用压力容器焊接常见缺陷成因及防止措施[C]// 中国燃气运营与

作者简介：车兴涛，男，汉族，本科，研究方向为焊接工艺。

顾林杰，男，汉族，大专，研究方向为焊接工艺。

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