压力容器制造中焊接质量的控制

压力容器制造中焊接质量的控制

肖尧     ,吴健民

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摘要：在化工生产装置中压力容器是一种重要的承压设备，压力容器所承载通常是有毒或者易爆的介质，一旦发生泄漏或者爆炸往往会造成非常严重的事故。因此，国家把压力容器列入特种设备范畴，要求化工企业要对其进行严格的管理。而焊接是直接影响压力容器质量及性能的关键，因此在压力容器制造过程中，需要操作者和管理者格外重视对焊接质量的控制。本文的分析中，概述了影响压力容器焊接质量的因素，并提出了相应的控制措施及建议。

关键词：化工机械压力容器；焊接质量；控制

一、压力容器概述

压力容器是一种用于专门盛装液体、气体的设备，在化工领域有着广泛应用。化学工业和石油化工领域压力容器用途广泛，主要用于传热、反应、传质等工艺过程，还涉及运输、贮存有压力的液化气体[1]。压力容器（如图1）制造中焊接工艺直接决定了焊接质量，焊接工艺主要根据焊件的材质、化学成分、焊件结构类型等确定，焊接方法众多，包括焊条电弧焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、二氧化碳气体保护焊等，在实际制造中要结合具体情况确定，在确定焊接方法的基础上制定相应的焊接工艺参数。

图1 化工机械压力容器

二、影响压力容器焊接质量的原因

（一）内部原因

1、错边因素

在焊接期间出现错边问题，会导致压力容器的形状在使用时出现变化，严重影响压力容器使用的安全性。错边问题的出现主要和焊接坡口的设计不合理、对接异常等有关，再加上焊工焊接操作不规范、缺少严格检查，压力容器容易留下质量缺陷和安全隐患。

2、尺寸因素

焊接期间由于尺寸不合格，可能给焊缝的宽度造成不良影响。在焊接工作中，由于焊接设备的电流强度不达标，导致焊缝宽度变小、焊接电弧过长，最终影响焊缝的尺寸，导致生产制造的压力容器质量不达标。

3、咬边因素

出现焊缝咬边主要和焊接的电流量大小有关，在技术应用不规范的情况下，容易引发这一问题。另外，焊瘤、凹槽、表面飞溅等问题均会给压力容器制造中的焊接质量造成影响。

（二）外部因素

1、气孔因素

主要是因为在焊接时熔池中出现气泡或溢出现象，金属表面洁净度不足，未清理金属表面的油污就进行焊接操作，同时在焊接环境过于潮湿的情况下，都可能会造成焊缝出现大量气孔。

2、夹渣因素

在对压力容器进行焊接时，焊缝内可能残留大量熔渣，使得焊缝的平滑度受到不良影响，其中坡口边缘是残留焊接残渣的常见部位；在焊接效率过高的情况下，由于焊接轨道稳定性不强也会导致夹渣现象的出现。

3、裂纹

压力容器制造中，裂纹属于焊接过程中常见的问题，是影响压力容器使用安全性的主要因素。在焊接期间，一旦材料受外力影响，很容易出现焊接裂纹。

4、未焊透

在焊接时，由于未充分进行熔融，可能导致焊件之间出现较大的焊接间隙，无法保障压力容器的密封性，压力容器的主要受压元件之间焊接接头未焊透是不被允许的，需重新进行返修并进行无损检测。

三、压力容器制造中焊接质量控制的建议

（一）做好人员管理工作

在压力容器制造中，对焊接质量有着很高的要求，为了进一步保障焊接质量，需要重点从焊接人员的引进方面入手，适当提高焊接人员入职门槛，加强对焊接人员的考核。在引进焊接人员时，需要焊接人员具备相应的资质，必须通过国家层面的相关考试并具备特种设备作业资格证，焊接人员只有在取得相应焊接资格证书并进行各项能力的评估后，才可以进入岗位工作。在压力容器制造中，对焊接人员技术能力、责任心、素养的把控是从源头上保障焊接质量的关键。同时，对焊接人员在岗位上的操作，也需要加大管理力度，加强对焊接全过程的监督管理，特别是焊接工程师和焊接检验员，需要进一步加大监管的力度，定期组织焊接人员进行培训、考核，制定完善的奖惩机制，规范焊接人员在工作中的行为。

（二）加强对焊接设备及材料的管控

在压力容器制造过程中，最常用到的设备是焊接设备，焊接设备的质量、性能是直接影响压力容器焊接质量的因素。在焊接设备投入使用后一旦出现故障或者损坏，如果继续使用有问题的焊机会出现在焊接过程中的电流、电压不稳等一些不可控的因素，必然会直接影响到焊接质量。因此，对焊接设备的管理也必不可少，可以通过建立台账或设置电子卡片的方式，加强对焊接设备的管理，保证焊接设备的有效使用。针对焊接设备还需要定期做好养护、检修等工作，避免在焊接设备老化、故障的情况下影响正常的焊接操作。

针对焊接材料的管理，一方面要考虑减少压力容器制造的成本投入，缩短生产制造周期；另一方面要加强对焊接材料的管理、检测，结合压力容器制造的实际情况，选择合适的焊接方式与焊接材料[2]。在对焊接材料的管理中，需要选择合适的存储区域和存储方式，在焊接材料入库后、使用前都需要做好质量检测工作。存储焊接材料时，要适当投入烘干设备、温湿度仪器等。焊接材料出库前需要进行烘干操作，避免焊接材料的质量、性能发生改变影响后续的焊接操作。

（三）加强对焊接工艺的控制

在压力容器制造过程中，焊接工艺是影响焊接质量的主要因素，在此期间需要明确压力容器与压力部件相互之间的关系，选择合适的焊接工艺方法与合适的焊接设备、焊接材料，确保焊接质量能够满足压力容器制造的要求。焊接时焊接设备需要结合相应的程序与标准进行操作，完成的焊接过程一般要满足相应的技术要求，包括焊接参数、焊接方法、焊接厚度、焊接位置等，在焊接参数出现变化的情况下，焊接接头的性能也会受到影响。在对压力容器制造中焊接工艺进行控制的时候，需要深入研究压力容器的设计图纸，结合设计图纸提出的技术要求以及设计结构，针对焊接操作编制完善的焊接指导书。倘若在焊接过程中涉及新材料的使用，需要在做好焊接工艺评定与试验的基础上，结合评定与试验结果，优化调整焊接方案，确保焊接方案在焊接作业中能够发挥最大作用[3]。焊接方案设计完成后，还需要做好对方案的审核，审核内容包括焊接材料、设备的选择，焊接参数设置等，只有在方案审核合格后才可以进行正式的焊接操作。

（四）严格控制焊后热处理质量

对焊后的热处理质量进行控制，在压力容器制造中属于一项常用的焊接质量控制方法，在热处理阶段需要综合采用升温、控温、降温等操作，需要确保焊后温度、湿度保持在标准范围内，只有这样才可以取得焊后热处理的预期效果。在编制热处理方案的时候，相关人员要重视调整和把控工艺参数，确保热处理工艺的规范化、科学化，并在热处理过程中做好相应的记录。

（五）做好对压力容器的焊接检测

首先，要做好对焊缝外观的检测，利用放大镜等设备进行检测，观察焊缝表面是否存在凹槽、焊瘤、气孔、裂缝等，判断焊缝尺寸和预期标准是否相符，还需要结合压力容器的设计标准检查压力容器相关参数是否与之相符，判断压力容器是否存在焊接质量问题。其次，要做好对压力容器焊接质量的检验，结合材料性质、焊接间隙等，判断分析焊接结果与焊接设计是否一致，及时展开压力试验，并在试验结束后观察焊缝外观是否出现损坏。

结语：综上所述，针对压力容器制造过程中的焊接质量控制，需要从焊接人员的管理、监督入手，规范焊接人员的操作行为，从源头上避免给压力容器的焊接质量造成影响；同时要加强对焊接设备、材料、工艺的管理，全方位提高压力容器制造过程中的焊接质量。

参考文献

[1]吕增明. 化工机械压力容器制造中焊接质量的控制[J]. 化工管理,2021,(11):134-135.

[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.

[3]张今越. 化工机械压力容器制造中焊接质量的控制分析[J]. 中国石油和化工标准与质量,2020,40(19):49-51.