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摘 要:压力容器广泛应用与石油化工、能源、军工等领域,成为生产中不可或缺的特种设备。由于压力容器承受高温、高压、高腐蚀的介质,极易导致设备损坏和安全事故。压力容器制造过程中必然涉及到焊接,在复杂的工况下,焊接性能对于压力容器的安全运行承担重要作用,对于企业来说,压力容的焊接性能的控制具有重要意义,探讨提升压力容器的焊接性能的对策具有现实指导意义。
关键词:压力容器;压力容器焊接;提升对策
中图分类号:TL351+.6
压力容器广泛应用于工业领域的各个角落。尤其在石化领域,压力容器在其中占据重要地位。据统计,我国石化领域的设备建设中,压力容器投资建设所占的比例超过总投资的一半以上。压力容器由于特殊的功能性和稍有不慎可能导致人身、财产损失的破坏性因此被列为特种设备。压力容器建造安装过程中,压力容器的设计对它的安全性和可靠性有极大影响,甚至可认为压力容器的设计直接关系社会生产安全和人民生命安全。由于压力容器使用环境和使用工况的特殊性,在高压和腐蚀性液体、气体环境中,压力容器的金属和焊缝要求较高,焊接工艺在压力容器制造过程中起着至关重要的作用。
1 压力容器焊接性能
压力容器的质量很大程度上决定于其焊接工艺的质量,压力容器的焊接性能很大程度上直接决定了压力容器的质量和安全性能,同时对生产制造过程中的成本和生产效率都有极大的影响。压力容器焊接过程十分复杂,焊接工艺要求高,因此通常在压力容器焊接施工的过程中容易出现一些常见的质量问题。
就目前压力容器制造现状来看,压力容器因焊接造成的质量缺陷从变现上看主要有内外两种缺陷,具体上讲主要有焊接尺寸不合格、表面飞溅、咬边、气孔、裂纹、熔合度差等。压力容器焊接过程中的内部缺陷主要由于人为操作和其它因素造成。气孔作为焊接过程中较为常见的焊接质量问题,造成气孔的原因很多,例如在焊接过程中,焊机熔渣中以及焊接表面有油污时,可能造成气孔,此外如果焊接过程中由于操作不当,熔池过快也会造成气孔。周围环境对焊接过程也会造成一定的影响,在潮湿的环境中,空气中的水汽或液体在熔渣中形成气泡导致焊接过程中的质量影响,严重的内部缺陷最后可能导致压力容器在高压环境下演变成裂纹,形成巨大安全隐患。总之在实际焊接过程中,从人员操作到环境影响,从材料到设备的性能都可能造成焊接质量的缺陷,各种因素综合在一起构成了影响压力容器焊接质量的影响因素。因此要控制压力容器焊接过程中的质量,优化压力容器焊接过程中的对策就要控制以上影响因素。外部缺陷一般在焊接接头的位置出现,通常肉眼就能看出来,一般表现为焊缝尺寸偏差大、焊缝截面不规整、焊缝过小或过大、表面有气孔甚至裂纹。裂纹对压力容器的影响非常大,压力容器通常承受着较大的压力、压强,同时伴随着腐蚀性气体或液体的影响,裂纹极易扩大,最后造成整体的崩溃,严重时可能造成极大的安全事件事故,影响群众是生命财产安全,造成社会经济损失。由此可见,在压力容器的设计制造过程中,压力容器的焊接性能十分重要。
2 提升压力容器焊接性能的对策
作为压力容器制造中至关重要的一道工序,必须对压力容器的焊接工序进行严格的控制,通过科学的手段和措施保证焊接工艺中的各道质量保证工序。
2.1 严格控制压力容器焊接工序
设计工序作为控制焊接工艺性能的源头,要控制压力容焊接的质量就必须设计控制。设计人员在焊接工艺设计师必须在图纸上明确压力容器焊接的所有技术参数,包括焊条、焊剂、焊丝的详细参数,并明确各个焊缝的长度、高度等技术参与,并对焊接工艺图纸标注标准的焊接符号,必要时要加以说明,并对特殊工况条件下的焊接进行重点提示。优秀的焊接设计人员对焊缝形式以及焊接工艺都应当进行详细说明,同时设计图上产品的几何尺寸和焊缝尺寸齐全。方法、母材的型号、焊接接头的形式、焊接操作的技术规程、以及焊接质量验收方法等等参数,几乎包含了焊接过程中的全部质量参数。针对压力容器焊接过程中的难点和关键点,要制定有针对性的焊接工艺规程,根据压力容器的母材厚度和压力容器的用途科学选择合理的焊接材料,根据压力容器的使用特性选择焊接接缝的坡度、焊缝形状; 同时由于压力容器对焊接质量的较高要求,在焊接过程中,要对焊接质量的控制方法和验收标准提高要求。同时在编制焊接工艺规程时,要精确所有焊接参数,要将所有焊接性能参数优化,以重理论上充分保证压力容器焊接过程的科学、严谨。焊接过程中对焊接工艺的评定能够对焊接工艺进行控制。通过焊接工艺评定的过程保证了焊接过程符合焊接工艺规程中要求的各项技术参数,保证焊接操作人员各道工序严格按照焊接工艺规程的要求,避免将缺陷带入下一道工序。
2.2严格控制焊接检验
焊接质量检验是控制焊接质量的最后一道防线。通过材料、工艺、操作规程、工艺评定重重工序,焊接质量的优劣与否就需要焊接质量检验来掌握控制。焊接质量检验包括焊前、焊中、焊后三道检验。焊前检验主要检验焊件的装配质量和焊接口的材料特性、焊缝间隙等; 焊中检验要检测中间工序的焊接质量,焊缝是否工整焊接过程是否严格执行焊接工艺规程和焊接操作规程,以及焊接要求是否符合图纸尺寸和技术要求; 焊后检验是通过外观检查、无损探伤检查、压力试验、外观检查等方式现场检查焊接后工件的焊接质量。针对压力容器的特殊用途,对焊接后的质量检查应当采用多层次、多角度、多方法的检查方式对其进行全面检查,一旦发
2.3 严格控制焊接材料
焊接材料是直接影响压力容器焊接质量的主要因素,焊接材料的好坏从根本上决定了焊接过程中的焊接质量,再好的焊接工艺和焊接操作方法以及环境,如果没有符合标准的焊接材料作保障,都会影响压力容器的焊接质量。焊接材料在选择过程中必须严格按照国家标准要求进行选材,选用符合国家相关标准的产品,选择有质量保证书的材料。如果要求焊缝的力学性能不低于原材料的力学性能,应当选择高强度的焊接材料,焊接过程中,对承力、承压要求高的部位应当选择高强度焊接材料。焊接材料的选择还要综合考虑结构、刚度和工艺因素等的特点,如冷冲压卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力,热卷或热处理则要求焊接接头经高温热处理后仍保证所要求的强度与韧性,不锈钢要保证其焊缝有与母材一样的耐腐蚀性能,因此应选用合金成分较高的焊材。压力容器通常母材的厚度较大,焊件的体积较大,因此应当优先选用抗裂性能较好的焊接材料。
例如:有些容器设备是直接使用钢管来制作筒体的,如果钢管需要加厚壁厚时,它与封头的连接处,也必须进行削边处理。像换热器这类设备,需要壳体兼作传热部件,壳体的厚度增加了就必然会影响其传热的效果。現焊接缺陷立即采取补救措施,返修或直接报废。
3 结论
压力容器制造工艺人员应认真且严格的把握好制造过程中的各个工艺环节,从设计文件工艺性审核、工艺文件编制、工艺质量控制与工艺纪律检查,每一项都不容马虎。压力容器的焊接性能对于压力容器的设计制造具有重要作用,是压力容器质量控制的关键。随着科技的进步和现代焊接技术的进步,压力容器的焊接质量控制也应与时俱进,不断更新焊接方法,保证压力容器的安全可靠性。
参考文献:
1 田立志.压力容器焊接质量分析及控制[J].河北企业. 2012(08)
2 杨柳.谈压力容器焊接与质量控制[J].中国石油和化工标准与质量,2010( 09)
关键词:压力容器;压力容器焊接;提升对策
中图分类号:TL351+.6
压力容器广泛应用于工业领域的各个角落。尤其在石化领域,压力容器在其中占据重要地位。据统计,我国石化领域的设备建设中,压力容器投资建设所占的比例超过总投资的一半以上。压力容器由于特殊的功能性和稍有不慎可能导致人身、财产损失的破坏性因此被列为特种设备。压力容器建造安装过程中,压力容器的设计对它的安全性和可靠性有极大影响,甚至可认为压力容器的设计直接关系社会生产安全和人民生命安全。由于压力容器使用环境和使用工况的特殊性,在高压和腐蚀性液体、气体环境中,压力容器的金属和焊缝要求较高,焊接工艺在压力容器制造过程中起着至关重要的作用。
1 压力容器焊接性能
压力容器的质量很大程度上决定于其焊接工艺的质量,压力容器的焊接性能很大程度上直接决定了压力容器的质量和安全性能,同时对生产制造过程中的成本和生产效率都有极大的影响。压力容器焊接过程十分复杂,焊接工艺要求高,因此通常在压力容器焊接施工的过程中容易出现一些常见的质量问题。
就目前压力容器制造现状来看,压力容器因焊接造成的质量缺陷从变现上看主要有内外两种缺陷,具体上讲主要有焊接尺寸不合格、表面飞溅、咬边、气孔、裂纹、熔合度差等。压力容器焊接过程中的内部缺陷主要由于人为操作和其它因素造成。气孔作为焊接过程中较为常见的焊接质量问题,造成气孔的原因很多,例如在焊接过程中,焊机熔渣中以及焊接表面有油污时,可能造成气孔,此外如果焊接过程中由于操作不当,熔池过快也会造成气孔。周围环境对焊接过程也会造成一定的影响,在潮湿的环境中,空气中的水汽或液体在熔渣中形成气泡导致焊接过程中的质量影响,严重的内部缺陷最后可能导致压力容器在高压环境下演变成裂纹,形成巨大安全隐患。总之在实际焊接过程中,从人员操作到环境影响,从材料到设备的性能都可能造成焊接质量的缺陷,各种因素综合在一起构成了影响压力容器焊接质量的影响因素。因此要控制压力容器焊接过程中的质量,优化压力容器焊接过程中的对策就要控制以上影响因素。外部缺陷一般在焊接接头的位置出现,通常肉眼就能看出来,一般表现为焊缝尺寸偏差大、焊缝截面不规整、焊缝过小或过大、表面有气孔甚至裂纹。裂纹对压力容器的影响非常大,压力容器通常承受着较大的压力、压强,同时伴随着腐蚀性气体或液体的影响,裂纹极易扩大,最后造成整体的崩溃,严重时可能造成极大的安全事件事故,影响群众是生命财产安全,造成社会经济损失。由此可见,在压力容器的设计制造过程中,压力容器的焊接性能十分重要。
2 提升压力容器焊接性能的对策
作为压力容器制造中至关重要的一道工序,必须对压力容器的焊接工序进行严格的控制,通过科学的手段和措施保证焊接工艺中的各道质量保证工序。
2.1 严格控制压力容器焊接工序
设计工序作为控制焊接工艺性能的源头,要控制压力容焊接的质量就必须设计控制。设计人员在焊接工艺设计师必须在图纸上明确压力容器焊接的所有技术参数,包括焊条、焊剂、焊丝的详细参数,并明确各个焊缝的长度、高度等技术参与,并对焊接工艺图纸标注标准的焊接符号,必要时要加以说明,并对特殊工况条件下的焊接进行重点提示。优秀的焊接设计人员对焊缝形式以及焊接工艺都应当进行详细说明,同时设计图上产品的几何尺寸和焊缝尺寸齐全。方法、母材的型号、焊接接头的形式、焊接操作的技术规程、以及焊接质量验收方法等等参数,几乎包含了焊接过程中的全部质量参数。针对压力容器焊接过程中的难点和关键点,要制定有针对性的焊接工艺规程,根据压力容器的母材厚度和压力容器的用途科学选择合理的焊接材料,根据压力容器的使用特性选择焊接接缝的坡度、焊缝形状; 同时由于压力容器对焊接质量的较高要求,在焊接过程中,要对焊接质量的控制方法和验收标准提高要求。同时在编制焊接工艺规程时,要精确所有焊接参数,要将所有焊接性能参数优化,以重理论上充分保证压力容器焊接过程的科学、严谨。焊接过程中对焊接工艺的评定能够对焊接工艺进行控制。通过焊接工艺评定的过程保证了焊接过程符合焊接工艺规程中要求的各项技术参数,保证焊接操作人员各道工序严格按照焊接工艺规程的要求,避免将缺陷带入下一道工序。
2.2严格控制焊接检验
焊接质量检验是控制焊接质量的最后一道防线。通过材料、工艺、操作规程、工艺评定重重工序,焊接质量的优劣与否就需要焊接质量检验来掌握控制。焊接质量检验包括焊前、焊中、焊后三道检验。焊前检验主要检验焊件的装配质量和焊接口的材料特性、焊缝间隙等; 焊中检验要检测中间工序的焊接质量,焊缝是否工整焊接过程是否严格执行焊接工艺规程和焊接操作规程,以及焊接要求是否符合图纸尺寸和技术要求; 焊后检验是通过外观检查、无损探伤检查、压力试验、外观检查等方式现场检查焊接后工件的焊接质量。针对压力容器的特殊用途,对焊接后的质量检查应当采用多层次、多角度、多方法的检查方式对其进行全面检查,一旦发
2.3 严格控制焊接材料
焊接材料是直接影响压力容器焊接质量的主要因素,焊接材料的好坏从根本上决定了焊接过程中的焊接质量,再好的焊接工艺和焊接操作方法以及环境,如果没有符合标准的焊接材料作保障,都会影响压力容器的焊接质量。焊接材料在选择过程中必须严格按照国家标准要求进行选材,选用符合国家相关标准的产品,选择有质量保证书的材料。如果要求焊缝的力学性能不低于原材料的力学性能,应当选择高强度的焊接材料,焊接过程中,对承力、承压要求高的部位应当选择高强度焊接材料。焊接材料的选择还要综合考虑结构、刚度和工艺因素等的特点,如冷冲压卷要求焊接接头有较高的塑性变形能力,热卷或热处理则要求焊接接头经高温热处理后仍保证所要求的强度与韧性,不锈钢要保证其焊缝有与母材一样的耐腐蚀性能,因此应选用合金成分较高的焊材。压力容器通常母材的厚度较大,焊件的体积较大,因此应当优先选用抗裂性能较好的焊接材料。
例如:有些容器设备是直接使用钢管来制作筒体的,如果钢管需要加厚壁厚时,它与封头的连接处,也必须进行削边处理。像换热器这类设备,需要壳体兼作传热部件,壳体的厚度增加了就必然会影响其传热的效果。現焊接缺陷立即采取补救措施,返修或直接报废。
3 结论
压力容器制造工艺人员应认真且严格的把握好制造过程中的各个工艺环节,从设计文件工艺性审核、工艺文件编制、工艺质量控制与工艺纪律检查,每一项都不容马虎。压力容器的焊接性能对于压力容器的设计制造具有重要作用,是压力容器质量控制的关键。随着科技的进步和现代焊接技术的进步,压力容器的焊接质量控制也应与时俱进,不断更新焊接方法,保证压力容器的安全可靠性。
参考文献:
1 田立志.压力容器焊接质量分析及控制[J].河北企业. 2012(08)
2 杨柳.谈压力容器焊接与质量控制[J].中国石油和化工标准与质量,2010( 09)