压力容器焊接质量控制

张恒 崔金刚

摘要：焊接技术作为压力容器生产制造中较为常用的技术手段，它对压力容器质量有重大影响。本文针对压力容器焊接技术应用中存在的问题，从焊材复检、焊接工艺评定、焊接试板、热处理等影响因素入手分析，并提出焊接质量控制手段，以期对今后工作能起到帮助作用。

关键词：压力容器;焊接工艺卡;质量控制;补焊

我国作为工业大国，压力容器是我国的石油化工、医药、电力等行业生产中主要设备，我国对其质量尤为重视。在压力容器加工过程中广泛使用焊接技术，焊缝内部或表面一旦出现超标的缺陷，将影响压力容器的安全性和可靠性。为了改善这种情况，制造者应在压力容器焊接前做好焊材复检、焊接工艺评定等焊接技术准备，焊接中进行焊接试板的制作，焊接后进行热处理等一系列措施尽可能的减少或避免焊接缺陷的出现，保证压力容器的焊接质量。

1、焊接前的质量控制

焊接技术准备工作是焊接工作的基础，对焊接质量起着决定性的作用。

第一，制造者收到压力容器的设计图纸后应仔细研究图纸，找出图纸中存在的设计问题，对于不合理、错误的地方向设计者进行澄清以及根据实际情况进行合理的材料代换，根据母材选择匹配的焊接方法和焊接材料。

第二，分析图纸及制造标准，根据制造者的人员、制造环境、设备、技术水平等条件，制定焊接工艺评定计划，焊接工艺评定计划应覆盖该压力容器焊接涉及到的所有的母材及焊接材料、焊接方法、接头形式、焊接位置等因素。根据图纸，结合压力容器的部件和原钢板尺寸对压力容器的焊缝进行合理排版，并对所有的焊缝进行分类编号以便对焊缝的质量进行跟踪控制。

第三，市场上的焊接材料鱼龙混杂，真假难辨，因此在焊材采购到厂后，应按要求进行焊材复检，主要验证焊材的化学性能、力学性能、机械性能是否满足介质和强度要求。焊接材料到场后应按焊接材料供应商的使用说明书进行存储，保证其温度、湿度满足要求，并确保焊接材料在质保期内。

第四，拟定焊接工艺评定，根据以往类似经验，拟定每种焊接方法的焊接参数，包括焊接电流、电压、焊接速度、模拟热处理等，并按照焊接工艺评定计划的项目采用拟定的焊接参数进行焊接工艺评定试板的焊接及热处理，并做好记录，焊接完成后按照要求进行无损检测和试样截取及加工，按标准要求对试样进行化学成分、力学性能、机械性能、宏观金相、微观金相等各项试验，试验合格后按照实际采用的参数制定焊接工艺卡。

2、焊接过程中的质量控制

焊接过程中的质量控制是影响焊接质量的直接因素。

第一，焊接工艺卡是焊工施焊的依据性文件，也是焊接质量的控制性文件，焊接工艺卡规定了焊接操作的各项参数，如焊接材料、预热温度、层道顺序、层间温度、组对间隙、热处理、无损检测项目、质量标准等要求，所有的焊接参数都是经过焊接工艺评定验证过并且满足质量要求的，因此在正式施焊（包括定位焊）前，焊工应熟悉焊接工艺卡中的所有要求，并严格按照焊接工艺卡的要求施焊，并且，在施焊过程中，加强巡检，避免违规施焊。

第二，焊接过程中应严格执行自检、互检、专检等三检制度，确保坡口加工质量、组对质量、焊接质量等每一道工序都符合焊接工艺卡的要求，每一道工序检查合格并经过质量检查员确认后才可进入下一个工序，若检查不合格应经过处理合格后才可进入下一工序，禁止未经确认直接进入下一工序。工序交接时应有相应的交接手续，以提高各工序操作人员的责任心，保证工序质量。

第三，按照标准要求设置产品焊接试件，产品焊接试件应与压力容器正式产品的施焊环境、焊接材料、焊接位置、焊接参数、热处理等要求完全相同，焊接完成后应与产品焊缝一起打上焊工钢印号，产品焊接试件应随压力容器一起按照焊接工艺卡的要求进行热处理，按要求无损检测合格后对产品焊接试件进行拉伸、弯曲、冲击等破坏性试验，试验结果应满足合格标准的要求。

第四，严格控制焊接材料，在领用焊材前，焊材（焊条）应按照供应商的使用说明书进行烘干、保温，在实际生产过程中，应对焊材进行有效管理，即按照要求安排焊接材料入场，以免焊接材料长期暴露在空气中，从而影响焊接性能和质量。同时，应注意的是，焊接材料管理人员还应控制剩余焊材的发放和回收工作，即发放时应确认焊接材料的数量和型号、牌号符合领用者的施焊部位的要求，班后应按要求回收剩余的焊接材料，检查回收量和使用量，发放、回收时应严格登记，并签字确认，以减少焊接生产过程中出现错误的可能性。

第五，加强施焊环境的监控，施焊环境对焊接质量的影响较为敏感，特别是雨天、大风天或温湿度超标时易造成裂纹、气孔等缺陷，因此在焊接时应尽量在容易控制温湿度且避免风吹雨淋的环境下施焊，雨天可加设防雨棚，温度过低时应按照标准要求对环境和母材本身进行预热，湿度超标时应开启抽湿设备，温湿度和风速等环境因素均满足要求时才可施焊，否则禁止施焊。大型压力容器施焊时可考虑在车间内分块、分段、分部制作，尽量减少现场焊缝，避免现场焊接重要焊缝和易出现质量问题的焊缝。

第六，重要的压力容器按照要求往往需要提交相应的竣工资料，与实体的质量相比，资料的质量同样重要，因此，应按照要求进行资料管理，对于竣工资料不应是施工完成后进行回忆和补充，而应该在施工过程中按要求对每一道工序、每条焊缝进行如实记录，施工完成后再进行整理归档，这样，不但可以使产品的每一道工序都具有可追溯性和真实性，也可以加强各个环节的责任人的质量意识和责任心，保证压力容器质量的稳定性和可靠性。

3、焊接后的质量控制

对于焊缝的质量，焊接后的质量控制是必不可少的。

第一，按照要求对压力容器进行热处理，压力容器热处理一般包括消氢热处理和消应力热处理。消氢热处理在焊接过程中或焊接完成后立即进行，目的是使焊缝中的扩散氢迅速逸出，以降低焊缝及热影响区的含氢量，防止产生氢致裂纹。消应力热处理在焊接完成后进行，目的是消除或减少焊接残余应力，降低焊缝受内应力导致裂纹的可能性，保证压力容器的设计使用寿命。

第二，严格按照设计要求进行无损检测和试验，无损检测和试验是检验压力容器焊接质量的必要手段，避免不合格产品流出，威胁使用者和人民群众的生命财产安全。对于压力容器焊缝，射线检测、超声波检测、真空罩检查等应注意检测比例和操作规程，避免漏检和误检。对于压力试验、灌水试验等，应注意必须达到设计要求的试验压力、注水高度和保持时间，以保证压力容器的整体强度和焊缝处的密封性要求。

第三，严格控制压力容器焊缝的补焊，压力容器的壁厚往往比较薄，当焊缝出现内部超标缺陷时，应如实记录，按程序对缺陷部位补焊，补焊前应仔细确认缺陷位置，将缺陷清理后应进行渗透检验以确保缺陷已经清除干净，补焊时应采用与原焊缝相同的焊接工艺、焊接材料和焊接参数等技术要求，否则应进行相应的模拟补焊工艺评定，同时应注意补焊次数限制，避免出现违规补焊事件，补焊过程应按产品焊缝相同的要求予以记录。

4、结束语

焊接工序是影响压力容器质量最重要的工序，焊接质量是影响压力容器安全性和可靠性的重要因素，制造者应对焊前、焊中、焊后易于出現质量问题的各个环节进行严格控制，这样才能降低出现不合格产品的可能性，保证焊缝质量满足设计要求。

参考文献：

[1]滕明胜.压力容器的管道焊接技术应用以及质量控制方法分析[J].山东工业技术，2019（01）：10.

[2]郭优.压力容器焊接工艺的选取和应用[J].现代制造技术与装备，2018（02）：145-146.

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