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[摘 要] 选择正确的焊接材料和焊接方法,对容器的制造有至关重要的影响。制造钢制压力容器的关键在于焊接质量的控制。焊接质量的控制对容器制造商和容器焊接的生产过程都有重要的影响。
[关键词] 压力容器;焊接质量;控制
中图分类号 T47 文献标识码 A 文章编号
近年来,随着科技的发展,压力容器在许多领域都有着重要的作用。随着新的制造技术的研发和推广使用,计策技术逐步的提高,压力容器的制造技术也有了突破性的进展。焊接工作,是压力容器制造工作阶段中最具有影响力的。因此,焊接工作是压力容器制造中的关键工艺,必须对容器制造过程中的焊接工作进行严格的质量控制。
一、制作压力容器的材料
根据国家标准GB150《钢制压力容器》的规定,压力容器的材料,应该准备于规定相符的,有良好焊接性的受压元件与非受压元件用钢。压力容器的钢材选用是有一定的条件的,必须同容器的使用条件相符,有良好焊接性的材料,制造容器所使用的工艺以及合理的经济效益。必须使用具有钢厂钢材质量证明书证明质量的钢材,要严格根据证明书对所选用钢材进行验收、复检。
二、金属材料的选择对焊接工作的决定及其影响
2.1 关于金属材料焊接性的内容概述
所谓焊接性,首先是在经过焊接过程的金属材料,所产生的一种缺陷敏感性;其次,在一定的条件下,焊成的接头具有一种运行的动力。焊接性既要满足焊接结合后的使用性能的服役条件,又要考虑金属材料本身的结合的性能。从理论中出发,凡是可以在高温熔化状态下全都形成溶液的金属材料或合金材料,都能够形成焊接接头。然而,理论并不是全都适用于实际生产中。实际生产中,金属材料的焊接不可能全部都成为符合生产质量的焊接接头。因此,有关金属材料焊接的工艺性问题,也是我们研究金属材料焊接性的重要内容之一。
2.2 关于焊接工艺性问题的影响因素
2.2.1 材料的选择
直接参与到熔池(熔合区)物理化学反应活动中的是母材和焊接材料。相比母材材质的影响作用,焊接材料的影响作用更甚一筹。因为焊接材料会对焊缝金属的成分、组织和性能产生重大的影响。如果使用的焊接材料与母材不相配,会造成焊缝的化学成分不合格、显微组织不合格、产生裂纹、有气孔、降低力学性能和其他使用性能等,一系列的严重后果。这违背了压力容器的安全使用。而且,对于热影响区的组织和性能,母材本身的成分和材质是起决定性作用的。所以,应该严格按照国家标准GB150《钢制压力容器》的规定,选择压力容器的材料。总而言之,材料的严格把控与选择,是使焊接具有良好焊接性的重要保障。
2.2.2 工艺
具体的工艺措施和焊接的方法,对金属材料的焊接性有重要影响。经过长时间的时间生产,证实了同种母材在不同的焊接方法和工艺措施的加工下,会产生不同的焊接的工艺性。其中,因为焊接方法的不同,焊接的热源特点、加热最高温度和功率大小等条件,就会有所不同,它们使焊接热循环的各项参数发生了变化,以至于接头的组织和性能有所改变。有关熔池和接头附近区域所运用的保护方式,也会因为不同的焊接方法和工艺加工有所不同,因此对焊接冶金的过程有不同的影响,导致接头的性能和质量有所不同。工艺措施不仅可以提高接头的使用性能,而且还可以防止接头有缺陷产生。焊前预热和焊后热处理是两种最常用的工艺措施。它们不仅可以避免焊缝热裂货氢制冷裂,防止热影响区淬硬脆化,还能够降低焊接残余应力,放慢冷却速度。为了提高焊接工艺性,应该做好相应的工作:焊条应该进行严格的烘干,坡口应当进行仔细的清洗,要合理安排焊接的顺序等。
2.2.3焊接接头
焊接接头的结构设计有着至关重要的作用。它不仅对接头大受力状态有着极为重要的影响,而且还会对焊接过程中是否会产生缺陷有影响。不仅如此,焊接后接头力学性能的高低也与之息息相关。因此,焊接结构的设计应该谨慎合理,以防焊接裂纹产生,应力集中等问题的发生。最好采用使接头拘束力小并且能自由伸缩的状态。而且,还应该严格遵照GB985《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》及GB986《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的规定,选择等厚钢板和不等厚钢板对接接头的基本型式与尺寸。在特殊条件下,也可以按照接头部位的不同,选择相应的接头型和尺寸,但必须根据GB150《钢制压力容器》附录K来进行选择。
2.2.4服役条件
焊接结构必须根据服役条件的要求制定。同时焊接工艺性的好坏,与服役条件的苛刻性密切相关。因此,一般情况下,服役条件的苛刻性与接头的质量要求成正比关系。但焊接的工艺性随着服役条件的苛刻性的增高,越不易保证。
2.3 焊接质量的控制
2.3.1基本原则
焊接质量的形成在生产的全过程中,统筹全局,并且焊接质量控制系统可分割在各个部门中。焊接质量的控制的基本原则是,实施以预防为主结合各种手段检测的全过程控制原则。
2.3.2焊接质量内容
焊接质量:是指焊接的产品符合产品设计技术要求的程度。一般来说,焊接质量由产品的实际质量、加工质量、质量检测和焊后处理等环节取得保障。但焊缝合热影响区会产生焊接的缺陷,对焊接质量的优劣有影响。焊缝表面缺陷、焊缝气孔、夹渣以及焊接裂纹等现象都有可能在压力容器的焊接生产过程中产生。
A.焊缝表面缺失
焊缝的形状缺陷、尺寸不符、未焊透等狀况是焊缝表面缺失的表现。造成上述现象的主要原因有:焊接过程中操作时摆动的速度与焊接的速度不均衡;没有选择正确的焊接参数等。为了减少、预防上述失误情况的发生,应当对不同的表面缺陷产生的原因采取不同的应对措施。其中,首先要选择适当的焊接规范,以压力容器的材料、板厚和接头形式为选择的依据。其次,只有持有我国劳动部门颁发的相应类别的焊工合格证书的专业人士,才可以参加压力容器焊接生产的工作。最后,参与焊接工作的工作人员,应该在工作岗位中不断完善自我,提高自己的工作职业技能。
B.焊缝气孔
如果在焊接的过程中,熔池液体金属在高温溶解了过多的气体,这不溶于液体金属的气体未能在冷却凝固中消失,就形成了焊缝气泡。气泡的产生,不仅在焊缝的表面,而且还会渗透到焊缝的内部,这不仅会使压力试验货致密性试验失效,而且会大大减少焊缝的承接面积,导致焊接构件的破坏。所以,在进行焊接工作之前,首先必须依照有关规定进行烘干、清理的工作。在焊接工作过程中,对电弧的控制也要有一个整体性的把握。
C.焊缝夹渣
如果在焊接过程中,焊接的电流太小、焊接速度不稳定、焊接的运条不当等相关原因,那么在焊接中的熔渣便会在焊缝中遗留,成为了夹渣。与焊缝气孔类似,但夹渣却比焊缝气孔的危害更大。因此,在焊接过程中,选择不同的焊件规范和坡口形式来适应不同的容器的板厚和接头形式,采用恰当的操作方式使熔渣尽可能浮出熔池。
三、结束语
综上所述,焊接质量是产品的生产和使用过程中至关重要的先决因素。因此,必须严格掌控、检测焊接工作的全过程,以确保压力容器的运行万无一失。
参考文献
[1] 邵潭华,方其先,周根树,浩宏奇。材料工程基础。西安交通大学出版社。2000年
[2] 张淑媛,郭晶,车菊秋。焊接工艺规程与焊接工艺评定[J]。石油化工设备第5期2003年9月32卷
[3]全国压力容器标准化技术委员会。GB150钢制压力容器(一),学苑出版社。1992年
[4]JB 4708-2000,钢制压力容器焊接工艺评定[S]1
[关键词] 压力容器;焊接质量;控制
中图分类号 T47 文献标识码 A 文章编号
近年来,随着科技的发展,压力容器在许多领域都有着重要的作用。随着新的制造技术的研发和推广使用,计策技术逐步的提高,压力容器的制造技术也有了突破性的进展。焊接工作,是压力容器制造工作阶段中最具有影响力的。因此,焊接工作是压力容器制造中的关键工艺,必须对容器制造过程中的焊接工作进行严格的质量控制。
一、制作压力容器的材料
根据国家标准GB150《钢制压力容器》的规定,压力容器的材料,应该准备于规定相符的,有良好焊接性的受压元件与非受压元件用钢。压力容器的钢材选用是有一定的条件的,必须同容器的使用条件相符,有良好焊接性的材料,制造容器所使用的工艺以及合理的经济效益。必须使用具有钢厂钢材质量证明书证明质量的钢材,要严格根据证明书对所选用钢材进行验收、复检。
二、金属材料的选择对焊接工作的决定及其影响
2.1 关于金属材料焊接性的内容概述
所谓焊接性,首先是在经过焊接过程的金属材料,所产生的一种缺陷敏感性;其次,在一定的条件下,焊成的接头具有一种运行的动力。焊接性既要满足焊接结合后的使用性能的服役条件,又要考虑金属材料本身的结合的性能。从理论中出发,凡是可以在高温熔化状态下全都形成溶液的金属材料或合金材料,都能够形成焊接接头。然而,理论并不是全都适用于实际生产中。实际生产中,金属材料的焊接不可能全部都成为符合生产质量的焊接接头。因此,有关金属材料焊接的工艺性问题,也是我们研究金属材料焊接性的重要内容之一。
2.2 关于焊接工艺性问题的影响因素
2.2.1 材料的选择
直接参与到熔池(熔合区)物理化学反应活动中的是母材和焊接材料。相比母材材质的影响作用,焊接材料的影响作用更甚一筹。因为焊接材料会对焊缝金属的成分、组织和性能产生重大的影响。如果使用的焊接材料与母材不相配,会造成焊缝的化学成分不合格、显微组织不合格、产生裂纹、有气孔、降低力学性能和其他使用性能等,一系列的严重后果。这违背了压力容器的安全使用。而且,对于热影响区的组织和性能,母材本身的成分和材质是起决定性作用的。所以,应该严格按照国家标准GB150《钢制压力容器》的规定,选择压力容器的材料。总而言之,材料的严格把控与选择,是使焊接具有良好焊接性的重要保障。
2.2.2 工艺
具体的工艺措施和焊接的方法,对金属材料的焊接性有重要影响。经过长时间的时间生产,证实了同种母材在不同的焊接方法和工艺措施的加工下,会产生不同的焊接的工艺性。其中,因为焊接方法的不同,焊接的热源特点、加热最高温度和功率大小等条件,就会有所不同,它们使焊接热循环的各项参数发生了变化,以至于接头的组织和性能有所改变。有关熔池和接头附近区域所运用的保护方式,也会因为不同的焊接方法和工艺加工有所不同,因此对焊接冶金的过程有不同的影响,导致接头的性能和质量有所不同。工艺措施不仅可以提高接头的使用性能,而且还可以防止接头有缺陷产生。焊前预热和焊后热处理是两种最常用的工艺措施。它们不仅可以避免焊缝热裂货氢制冷裂,防止热影响区淬硬脆化,还能够降低焊接残余应力,放慢冷却速度。为了提高焊接工艺性,应该做好相应的工作:焊条应该进行严格的烘干,坡口应当进行仔细的清洗,要合理安排焊接的顺序等。
2.2.3焊接接头
焊接接头的结构设计有着至关重要的作用。它不仅对接头大受力状态有着极为重要的影响,而且还会对焊接过程中是否会产生缺陷有影响。不仅如此,焊接后接头力学性能的高低也与之息息相关。因此,焊接结构的设计应该谨慎合理,以防焊接裂纹产生,应力集中等问题的发生。最好采用使接头拘束力小并且能自由伸缩的状态。而且,还应该严格遵照GB985《手工电弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》及GB986《埋弧焊焊接接头的基本型式与尺寸》的规定,选择等厚钢板和不等厚钢板对接接头的基本型式与尺寸。在特殊条件下,也可以按照接头部位的不同,选择相应的接头型和尺寸,但必须根据GB150《钢制压力容器》附录K来进行选择。
2.2.4服役条件
焊接结构必须根据服役条件的要求制定。同时焊接工艺性的好坏,与服役条件的苛刻性密切相关。因此,一般情况下,服役条件的苛刻性与接头的质量要求成正比关系。但焊接的工艺性随着服役条件的苛刻性的增高,越不易保证。
2.3 焊接质量的控制
2.3.1基本原则
焊接质量的形成在生产的全过程中,统筹全局,并且焊接质量控制系统可分割在各个部门中。焊接质量的控制的基本原则是,实施以预防为主结合各种手段检测的全过程控制原则。
2.3.2焊接质量内容
焊接质量:是指焊接的产品符合产品设计技术要求的程度。一般来说,焊接质量由产品的实际质量、加工质量、质量检测和焊后处理等环节取得保障。但焊缝合热影响区会产生焊接的缺陷,对焊接质量的优劣有影响。焊缝表面缺陷、焊缝气孔、夹渣以及焊接裂纹等现象都有可能在压力容器的焊接生产过程中产生。
A.焊缝表面缺失
焊缝的形状缺陷、尺寸不符、未焊透等狀况是焊缝表面缺失的表现。造成上述现象的主要原因有:焊接过程中操作时摆动的速度与焊接的速度不均衡;没有选择正确的焊接参数等。为了减少、预防上述失误情况的发生,应当对不同的表面缺陷产生的原因采取不同的应对措施。其中,首先要选择适当的焊接规范,以压力容器的材料、板厚和接头形式为选择的依据。其次,只有持有我国劳动部门颁发的相应类别的焊工合格证书的专业人士,才可以参加压力容器焊接生产的工作。最后,参与焊接工作的工作人员,应该在工作岗位中不断完善自我,提高自己的工作职业技能。
B.焊缝气孔
如果在焊接的过程中,熔池液体金属在高温溶解了过多的气体,这不溶于液体金属的气体未能在冷却凝固中消失,就形成了焊缝气泡。气泡的产生,不仅在焊缝的表面,而且还会渗透到焊缝的内部,这不仅会使压力试验货致密性试验失效,而且会大大减少焊缝的承接面积,导致焊接构件的破坏。所以,在进行焊接工作之前,首先必须依照有关规定进行烘干、清理的工作。在焊接工作过程中,对电弧的控制也要有一个整体性的把握。
C.焊缝夹渣
如果在焊接过程中,焊接的电流太小、焊接速度不稳定、焊接的运条不当等相关原因,那么在焊接中的熔渣便会在焊缝中遗留,成为了夹渣。与焊缝气孔类似,但夹渣却比焊缝气孔的危害更大。因此,在焊接过程中,选择不同的焊件规范和坡口形式来适应不同的容器的板厚和接头形式,采用恰当的操作方式使熔渣尽可能浮出熔池。
三、结束语
综上所述,焊接质量是产品的生产和使用过程中至关重要的先决因素。因此,必须严格掌控、检测焊接工作的全过程,以确保压力容器的运行万无一失。
参考文献
[1] 邵潭华,方其先,周根树,浩宏奇。材料工程基础。西安交通大学出版社。2000年
[2] 张淑媛,郭晶,车菊秋。焊接工艺规程与焊接工艺评定[J]。石油化工设备第5期2003年9月32卷
[3]全国压力容器标准化技术委员会。GB150钢制压力容器(一),学苑出版社。1992年
[4]JB 4708-2000,钢制压力容器焊接工艺评定[S]1