压力容器焊接新技术及其应用研究

王海楠

摘要：进入二十一世纪，制造工业快速发展，使得压力容器的制造中，焊接技术也相应地有所发展。中国目前的压力容器焊接技术逐渐提升，虽然目前中国的相关技术与西方国家之间差距比较大，但是，在近年来，中国的焊接科技人员经过不断地努力之后，使得焊接技术取得了一定的进展。这就需要压力容器应用焊接技术的时候，要对焊接新技术以充分研究，以使得压力容器的质量有所提高。本论文针对压力容器焊接新技术及其应用进行研究。

关键词：压力容器；焊接新技术；应用

引言：

在现代工业生产中，压力容器的应用范围是非常广泛的。现代的各个应用领域中都在使用压力容器，包括化工企业、军工企业以及冶金工业企业等等，都可以使用压力容器装载各种生产原材料。压力容器制造过程的角度而言，焊接技术尤为重要。包括不锈钢材质的压力容器焊接技术以及不锈钢的耐蚀层堆焊等等，都需要不断地完善。到目前为止，中国的压力容器的焊接技术已经系统化发展，并已经形成了一项技术体系。

一、压力容器与焊接技术之间所存在的关系

压力容器是一种密闭的设备，内部装有各种液体或者是各种气体。由于压力容器中有压力存在，所以，内部所盛装的液体或者是气体都会存在着一定的危险性。在制造压力容器的过程，程序是非常复杂的，其中的制作工序非常多，而且每一项都有所严格要求[1]。比如，在对原材料进行验收的过程中，在对这些材料进行分割的过程中，以及原材料的机加工以及组对的过程中，都要注意焊接技术的有效应用，特别是实施焊接的时候，除了要检查焊接的质量之外，还要注意进行无损检测，包括压力容器的压力试验以及压力容器的防腐处理等等，都采取必要的管理措施。在制造压力容器的过程中，对压力容器进行焊接技术处理是重要的环节，其中还会涉及很多的焊接细节问题。焊接过程就是采用高温或者高压力，通过使用焊接技术，就可以使得同种材质或者异种材质实现永久性的结合。目前的压力容器焊接技术中，埋弧焊接技术、手工电弧焊接技术以及氩弧焊技术等等[2]。在对压力容器的制造过程中，当进入到焊接环节的时候，所焊接的部位包括对压力容器的封头部位和压力容器的壳体部位进行焊接。这就意味着对压力容器焊接的过程中，焊接技术和选用的不同焊接方法都会对焊接效果产生不同的影响，包括压力容器在生产过程中的生产成本控制问题以及生产效率等等，都会受到影响。这就需要对压力容器焊接技术不断更新，以满足压力容器的各项生产要求。

二、压力容器焊接新技术的应用

（一）压力容器制造中所采用的窄间隙埋弧焊技术

在焊接压力容器的过程中，由于压力容器的性质不同，就需要采用不同的焊接技术。在焊接的过程中，如果压力容器的壁厚已经大于100毫米，在焊接技术的选择上，可以使用窄间隙埋弧焊技术，取代U型坡口焊接技术以及V行坡口焊接技术，无论是在物资管理上，还是人员管理上，都会使得资源的使用量降低。窄间隙埋弧焊技术的应用得到了行业内人士的关注，但是在应用领域中，这项焊接技术还存在着诸多的不完善性。按照通常的理解，在对压力容器进行焊接的时候，如果容器为厚壁，就需要控制好焊接的间隙，确保间隙越小越好。但是，在具体应用中，要提高焊接质量，就要注重焊接的过程中保持稳定性，否则，在焊接的过程中，就容易导致焊接缺失。如果焊接的间隙太小了，如果需要对焊缝进行修复是非常难的。因此，对于过小的焊接缝，就需要将切断原有的焊缝进行重新加工。这种重复劳动就必然会导致物质资源和人力资源的浪费[3]。目前在中国的焊接领域中，窄间隙埋弧焊技术已经被广泛地应用了。例如中国第一重型机械集团采用焊接技术制造了加氢反应器，这个压力容器的壁厚已经超过了330毫米，为世界上最大的压力容器。仅仅是焊接环焊缝，平均每一条就需要使用5天5夜的时间才能够将焊接任务完成。使用窄间隙埋弧焊设备对压力容器进行焊接，需要考虑到压力容器的厚度。这个焊接设备具有有各种功能，在焊接的过程中，能够满足基本的功能需求之外，还拥有属于自主设计的提高焊接效率和保证焊接质量的关键功能[4]。比如，窄间隙埋弧焊技术具有自动跟踪功能，可以实现两侧衡量跟踪和高度跟踪，从而确保可焊缝和坡口侧壁都能够熔合，而且熔合是非常均匀的。对于焊接中所存在的木材或者金属融入的问题，都可以有效地控制，不仅熔敷的效率很好，而且母材热影响区的各项性能并不会受到影响。

在压力容器的制造行业中，窄间隙埋弧焊技术的应用面是非常广的，其不仅能够高效率地完成焊接任务，而且还会实现焊接跟踪。但是，具体操作中，往往会受到各种因素的影响而导致焊接问题存在[5]，比如，如果在焊接的过程中，存在坡口过窄的现象，就会导致自动跟踪缺乏可靠性。所以，该焊接技术在具体应用中，就要注重控制好焊接过程中所存在的缺陷问题，而且焊丝的硬度要保持均匀。这就需要窄间隙埋弧焊技术还需要从应用的角度出发不断地完善。

（二）压力容器制造中所采用的弯管内壁堆焊技术

压力容器制造中，对焊接工艺具有较高的要求。由于焊接工艺复杂，所以，压力容器不同，对焊接技术也会有所不同的要求。在长期使用的压力容器中，由于容器中所装的是具有腐蚀性的液体或者气体，所以，压力容器的内壁就必然会遭到不同程度的腐蚀。在进行焊接技术操作中，就要采用不锈钢耐蚀层堆焊技术，以保证压力容器的应用具有更为合理。在应用这种焊接技术的时候，弯管内壁堆焊设备在使用的过程中会存在着一定的复杂性，此前的焊接技术为90°弯管分割技术，将弯管断为3段，之后再进行焊接，使得各个弯管都连接在一起。由于这种焊接技术操作流程繁琐而导致焊接效率比较低，因此而难以与压力容器制造行业的发展同步。但是，目前在弯管内壁的堆焊设备制作上，已经实现了90°弯管内壁制作，在操作堆焊技术的时候，则是为了达到协调运动的目的而对焊接设备实现了机头5轴运动[6]。这个操作通过焊机自身的自动操作就可以实现，之后就采用数学模型将焊枪进行排列，以使得工件能够保持3轴的动状态。在焊接过程中，机头要保持匀速运动、变速运动，且在焊接的速度上要保持恒定。焊接的速度要根据焊枪摆幅的宽窄情况进行调整。当焊接一圈之后，就要改变摆角的位置。如果焊接的机头处于2轴运动状态，当堆焊了一圈之后，就要采用由小变大，再由大变小的方法对焊枪的摆幅进行改变，还需要对弯管曲率的内径和外径加以改变。

结束语：

综上所述，由于压力容器具有一定的危险性，而且关乎到操作人员的安全，所以，提高压力容器的焊接技术是非常重要的，以避免容器中的危险物质流出而造成严重危害。同时，提高焊接技术不仅可以保证企业的运行安全，而且还有助于对焊接技术以深入研究，以保证压力容器处于高校运行状态，同时还能够保证有效控制企业生产成本和提高生产效率。

参考文献：

[1]王鑫，姜峰，索忠源，刘春鹏，邸鹰.浅谈我国钢制压力容器焊接新技术[J].金属功能材料，2014（5）：46-49.

[2]龚玉蛟.焊接新技术在锅炉压力容器制造中的应用[J].科技风，2011（02）：243-244.

[3]陈冰川.陈伟民.朱伟青.在役压力容器焊接裂纹的成因分析及预防措施[J].理化检验:物理分册,2011(05):72-73.

[4]吴清.压力容器焊接新技术分析和有效应用[J].科技与企业，2013（24）：365-366.

[5]王绍霞.徐国军.张海涛.浅谈压力容器焊接质量控制措施[J].中小企业管理与科技：下旬刊,2011(02):23-24.

[6]张勇，孟庆峰，王红庆.压力容器焊接新技术及其应用[J].科技视界，2013（24）：91—91.