压力容器制造焊接工艺的思考

徐小波

摘要：现如今，在工业生产和科学研究等领域当中，压力容器具有十分广泛的应用范围，其为特种承压设备，工况介质的使用相对比较复杂，而且有着易燃、易爆以及有毒等特点。在受到相应温度和压力以及腐蚀介质的作用后，容易导致压力容器设备出现失效和损坏等问题，严重情况下还会产生相关安全事故。对此，相关工作人员需要深入分析压力容器的制造焊接工艺，采取有效控制手段，从而保证压力容器的生产制造质量。

关键词：压力容器;制造焊接;工艺要点

为了使压力容器运行的安全性和稳定性得到有效提升，提高压力容器的运行效益，需要我过合理完善压力容器的相關检查和监督管理制度。在具体制造压力容器时，需要由相关单位进行审批，并严格按照相关检查机制开展检查工作，同时还需要对其生产安全加强监督和管理，尤其是压力容器的制造焊接工艺，需要进行有效监控与管理，以此来全面提升压力容器质量，保证设备的安全运行。

一、压力容器用低合金耐热钢及其焊接性分析

耐热钢是一类比较常见的金属材料，在我国石油化工、化工以及火力发电等领域当中具有重要应用。耐热钢的性能、组织以及化学成分比较复杂，因此该类金属材料的加工与焊接技术也十分复杂，需要相关工作人员加大重视程度，并认真开展分析研究工作。而在经过具体分析后可以知道，压力容器产品在实际制造时，耐热钢具有一定的焊接特性，具体包括以下几个方面。

首先，针对焊接接头性能进行分析，接头一方面需要和母材保持相等的高温和室温短时强度，另一方面还需要和母材保持相当的高温持久强度，而且还需要和母材具有相近的塑性变形能力。与此同时，接头需要和母材保持相同的性能，具体表现在抗氧化性和抗氢性。在具体制造焊接接头时，厚壁接头往往需要经过多次热处理，在运行时也长时间处于高温和高压环境中，为了使接头具有稳定的性能，需要避免接头各区出现明显变化，或者由此而产生软化或者脆变等问题。除此之外，为了使接头韧性得到提升，满足相关抗拉性能以及屈服性能要求，需要确保接头抗脆断性能够满足具体焊接要求，而且接头还应具有物理均一性。

其次，低合金耐热钢当中具有合金元素，所以其与低合金高强度钢的部分焊接特点保持相同，而且由于其还含有部分特殊微量元素，在介质工作环境上也表现出一定的不同，因此也具有一些独特的焊接特点。从淬硬性角度进行分析，其与钢的含碳量和合金成分、合金含量等有关。低合金耐热钢当中的合金元素具体表现为铬和钼，可以使钢的淬硬性得到显著提高。与此同时，低合金耐热钢焊接接头还具有再热裂纹倾向，其与碳化物形成元素当中的含量、特性、热处理温度参数等有关。除此之外，还具有回火脆性，当铬钼钢和焊接接头在长时间处于370-565摄氏度温度区时，会逐渐产生脆变现象[1]。

二、压力容器用耐热钢焊材选用

首先，对于焊缝金属和母材的强度原则，需要与低合金耐热钢焊材选用原则保持相同。在焊接压力容器产品时，焊缝填充金属需要和母材强度保持相同，并要确保二者强度保持一致，从而使裂纹发生得到减少，使焊缝融合度得到提高，从而有效满足焊接要求，使产品焊接质量得到提高。因此，在选择焊材时，需要确保焊缝金属和母材具有相同强度。

其次，为了使焊缝金属和母材保持相同使用性能，需要焊缝金属的铬、钼含量超出母材标准值下限。由于压力容器产品的承压性能较强，所以需要确保母材当中的铬、钼含量能够达到相应标准。在选择焊材时，需要焊缝金属和母材能够有着相似特性，而且金属含量应该和母材保持相同，使焊接工作的实际需求得到满足。

再次，为了使焊缝金属的回火脆性相对较小，需要对焊材当中微量元素含量进行严格限制。在具体选择焊材时，由于需要满足强度、热量等指标，因此会在焊材当中加入微量元素，但这也会使焊缝金属有回火脆性产生。为了使焊缝金属回火脆性得到减少，需要对微量元素较小的产品进行选择。

最后，为了使焊缝金属抗裂性得到提高，需要对焊材当中的含碳量进行控制，使其对比母材碳含量较低。为了使压力容器产品质量以及安全等要求得到满足，需要在焊接时，充分保证焊接强度，从而使压力容器产品的质量和载荷等指标得到实现。而为了使焊接强度得到提高，需要对焊接裂纹进行有效消除，从而使焊缝金属抗裂性得到提高[2]。

三、压力容器用耐热钢焊接要点

（一）预热与层间温度

在实际焊接过程当中，为了使焊缝质量满足要求，需要在焊接前了解焊接温度，如果温度不达标，则需要采取相应的预热措施，使焊接温度得到提高。与此同时，还需要确保焊接时间层间温度要超过预热温度，从而有效满足焊接成型要求，使焊缝裂纹得到减少，此外还可以使焊缝抗拉性能和弯曲性能得到提高。

（二）焊后热处理

在具体焊接时，一些特殊材质由于材质要求较高，因此需要在焊接后有效进行热处理，从而使焊缝强度和质量得到有效提高。当焊接工序有热处理需求时，需要在熟悉焊接工艺的前提下，在焊接后对热处理工序进行增加，重点处理焊缝，从而满足焊缝质量要求。

（三）后热和中间热处理

针对特殊材质的压力容器，在焊接后不能立刻进行热处理，而应在间隔一段时间后对焊缝进行热处理。例如，针对Cr-Mo钢容器，其具有制造周期长、刚性大以及壁厚等特点，因此在焊接后不能马上开展热处理。为了避免焊件在焊后热处理之前有裂纹产生，需要对其接头进行两到三个小时的低温后热处理。

（四）焊接规范的选择

在焊接压力容器时，需要严格按照焊接工艺的相关规定，合理选择焊接速度、方法、电流、电压以及焊材。而且为了满足压力容器产品焊接质量，需要在制定焊接工艺前，按照具体的焊接规范有效开展预焊接试验。

结束语：

综上所述，在压力容器生产制造过程当中，焊接是十分重要的一项环节。对此，相关工作人员需要对焊接工艺的重要性产生正确认识，同时还需要加强焊接操作的质量管理和控制。具体来说，在压力容器焊接过程中，需要对其焊接质量进行严格监督和管理，并对高质量焊接人才进行培养，使其资质得到有效提升，确保相关焊接操作的规范性，从而全面提升压力容器焊接质量，保证压力容器的安全稳定运行。

参考文献：

[1]曲道波.压力容器制造过程中的防变形分析[J].石油和化工设备，2021，24（07）：44-45+48.

[2]王智远.压力容器制造过程中焊接质量的控制措施探析[J].全面腐蚀控制，2021，35（03）：82-83+86.