压力容器焊接缺陷及矫正措施

压力容器焊接缺陷及矫正措施

章克千

十一冶建设集团有限责任公司 广西 柳州 545007

摘要：随着社会发展，带动了我国各个行业领域的进步。其中，压力容器在许多领域之中都有着广泛的应用，而在压力容器进行生产的过程中，往往离不开焊接作业，焊接的质量对于压力容器的质量有着非常重要的影响，所以必须要注重对于焊接质量的控制。所以本文将重点探讨压力容器焊接时容易出现的问题，造成的缺陷，以及如何保证压力容器的焊接质量，实现对接质量的有效控制，进而提出以下内容，希望能够为工作人员提供相应的参考价值。

关键词：压力容器；焊接；常见缺陷；防治措施

引言

射线检测是压力容器无损检测的重要手段，它可以检测压力容器焊缝内部宏观几何缺陷。目前压力容器制造企业普遍采用X射线检测焊缝质量，通过底片记录结果反映焊缝缺陷位置、形态，为缺陷处理提供直观、全面的指导。X射线检测方法的特点是能运用X射线衍射法，得到有缺陷的直观图像，能使得定性定量精准，长时间保留记录下来的检测结果。

1压力容器焊接缺陷矫正的重要性

压力容器是一种承压特种设备，危险性较强，常在高温、高压和易燃烧条件下运行，若是焊接质量不高，将容易引起火灾、中毒等事故，既污染了环境，也威胁着工作人员生命安全。压力容器缺陷类型较多，如错边和角变形，这属于典型的几何缺陷，在组装环节极易出现，其中错边要求焊接的工件在厚度保持错开。若是解决错边和角变形问题，将引起压力容量的压力过于集中，使用时也存在较大安全隐患。又如咬边缺陷，主要沿焊趾在压力容器上形成凹槽、沟槽等现象，若是焊接电流过大、运条速度过快、电弧过长及出现焊条使用角度问题，均容易引起咬边缺陷。尤其是对埋弧焊的运用，若是焊接速度过快，焊机运行轨道无法保持平整，将促使焊接工件熔化，让焊接深度超出设计范围。若是填充金属无法填充完整，在焊缝处出现咬边情况。焊缝咬边的存在，会导致压力容器工作面减少，且咬边区域的应力会变得过于集中，让压力容器难以正常使用。为保证压力容器使用更加安全与稳定，应该加强压力容器焊接缺陷的矫正，结合压力容器焊接实际情况，找到焊接缺陷的成因，有针对性采取矫正措施，保证发挥压力容器在生产中的作用。

1.2焊缝夹渣

焊接夹渣缺陷是指焊接工作结束后，焊缝中存在残留的熔渣，焊接母材的杂质、焊条的药皮以及没有完全熔化的焊剂都可以变成杂质形成夹渣。焊缝夹渣的存在影响了压力容器的焊接质量，可以导致焊缝气密性和焊接强度大大降低。

造成焊缝出现夹渣的原因主要有以下几种。首先，氧割或碳弧气刨焊缝的边缘时，焊接电流的电量较小，焊接过于快速会造成熔渣不易浮出熔池，从而形成夹渣。其次，焊接构件的坡角没有进行合理科学的设置也容易造成焊缝存在夹渣。第三，压力容器的焊接操作在使用酸性焊条时，必须确保焊条的摆动方式和摆动速度以及使用电流的大小严格按照操作要求进行。

1.3裂纹缺陷

在压力容器焊接过程中，裂纹缺陷对焊接质量影响很大，若是形成焊接裂纹，将无法保证压力容器结构的安全性，也极易导致容器结构被破坏。如图1所示，焊接裂纹包括热裂纹、冷裂纹等类型，对热裂纹来说，主要焊缝填充金属凝固时形成的裂纹缺陷，这种焊接裂纹非常普遍，常在焊接完成后出现，并在焊缝中心地带集中分布，沿着焊缝长度方向，能够通过肉眼直接观察到裂纹。对热裂纹来说，一般在裂缝表面出现，存在氧化色彩，若是熔池内低熔点杂质较多，因为凝固时间比焊接金属要慢，则会因此形成焊缝热裂纹。若是焊接工件与所用焊条内铜、硫等杂质过多，将大幅度提升热裂纹出现几率。

图1压力容器焊缝区裂纹

2常见的压力容器焊接缺陷及其成因

2.1气孔形成机理

气孔的形成因素很多，主要和焊前母材的表面处理情况和焊接工艺有关。焊前待焊表面的氧化膜和油垢是形成气孔的主要根源。认为气孔的形成与气体的演变密切相关，尤其是氢。认为气孔是由于激光深熔焊中匙孔的波动导致其衰竭和收缩引起的。对于工艺气孔，其主要是由于不合理的焊接工艺参数造成的，如：焊接速度和冷却速度太快，夹杂在焊缝中的气体没有足够的时间逸出表面，而凝固过程已完成，留在焊缝中的气体就会形成气孔。

2.2焊缝夹渣

焊接夹渣缺陷是指焊接工作结束后，焊缝中存在残留的熔渣，焊接母材的杂质、焊条的药皮以及没有完全熔化的焊剂都可以变成杂质形成夹渣。焊缝夹渣的存在影响了压力容器的焊接质量，可以导致焊缝气密性和焊接强度大大降低。

造成焊缝出现夹渣的原因主要有以下几种。首先，氧割或碳弧气刨焊缝的边缘时，焊接电流的电量较小，焊接过于快速会造成熔渣不易浮出熔池，从而形成夹渣。其次，焊接构件的坡角没有进行合理科学的设置也容易造成焊缝存在夹渣。第三，压力容器的焊接操作在使用酸性焊条时，必须确保焊条的摆动方式和摆动速度以及使用电流的大小严格按照操作要求进行。如果未能控制好焊条的摆动方式与速度，焊接电流也未能达到使用标准，必然会造成焊缝夹渣问题

3压力容器焊接缺陷的主要防治措施

3.1气孔的应对措施

根据气孔的产生原因，可从以下方面入手：一是焊前采用机械方法或化学方法对待焊试样进行去除氧化膜和清洗油污，处理完毕后放入烤箱，保温一段时间进行去氢处理；二是合理增加保护气体，形成充分的脱氧条件，抑制反应性气体的产生；三是选择合理的焊接工艺参数，减少气孔的产生。

3.2针对焊缝夹渣缺陷的防治

焊缝夹渣属于压力容器焊接工作中的深埋缺陷，这一缺陷的清理工作需要根据夹渣问题的严重程度进行判断。当焊缝夹渣出现较大规模的扩展现象时，必须立即对夹渣采取相应的处理措施，以防止夹渣对压力容器的使用造成更大的危害。清理夹渣时，主要采取以下几种措施。第一，清理需要焊接的工件，防止气孔的出现，同时选择最为合适的电流大小和焊接速度，对焊条的摆动方式和速度进行科学合理的设置。第二，合理地调整焊接坡口的大小尺寸，确保坡口质量不会对焊接工作造成不利的影响。同时，必要的清理工作要落实，最大限度地防止焊缝中出现熔渣。压力容器需要多层焊接时，要实时、密切地关注坡口两侧的熔化情况，并根据实际的熔化情况做出相应的调整。同时，还要及时清理掉每层因焊接而出现的焊渣。压力容器的封底焊接必须对焊渣进行全方位的清理工作，最大限度的减少焊缝中可能出现的焊渣。

3.3裂纹缺陷矫正

焊接裂纹在压力容器焊接中也非常普遍，其带来的危害性很大。引起裂纹的因素较多，也非常复杂，大多无法提前预测，矫正压力容器焊接裂纹就显得尤为关键。要想避免压力容器焊接裂纹缺陷的出现，应该及时将控制措施做到位，在焊接工艺方面作出科学选择，加大管理力度，让压力容器的焊接能够运用正确的焊接工艺，并延缓金属冷却速度。在压力容器焊接中应选择多层次小电流焊接方法，这样可以避免焊缝中心发生裂纹。

结语

总之，实际生产中压力容器焊接缺陷原因较多，也非常复杂，主要体现在结构、冶金和工艺等方面。压力容器焊接中焊接缺陷包括气孔、裂纹和夹渣等类型，在矫正焊接缺陷的过程中应该合理选择焊接工艺参数，并运用物理或化学等方法，将焊件表面氧化皮、油污等清理干净。在装配中也要让待焊表面装配精度达到要求，避免在焊接期间引起焊件变形的现象。在压力容器焊接缺陷出现后，我们要通过深入分析原因，采取有效解决措施，通过控制焊接缺陷的出现，促使压力容器焊接质量实现提升，为设备安全、稳定运行奠定良好基础。

参考文献

[1]虞伟锋.压力容器焊接缺陷分析与防治措施[J].现代物业(中旬刊)，2019(02):53.

[2]黄占旗.试论无损检测方法在压力容器检验中的综合应用[J].化工管理,2019(27):42-43.