压力容器铆焊检验优化对策

曹卫国、孙东方

摘要：压力容器对耐压力性和耐高温性方面的要求较高，且压力容器制造过程中面临的工作环境较为复杂，容易对设备的生产质量产生一定的影响。因此压力容器生产过程中进行铆焊检验是必不可少的，铆焊检验能够发现压力容器焊接过程中存在的问题并提出直接的解决方案。但目前由于压力容器焊接工序的复杂性和焊接技术发展的紧迫性，导致铆焊检验体系的建设有待完善，检验内容与铆焊技术的实践内容之间存在一定的差距，因此对铆焊检验标准的优化决定着检验效果和压力容器的生产质量。本研究将从当前压力容器焊接过程中存在的问题入手，对优化策略进行总分总讨论，先对质量优化标准进行总览后根据质量问题提出相应对策。

关键词：压力容器；铆焊检验；优化策略

前言

压力容器存在很大的使用安全问题，稍有不慎就有可能发生爆炸，因此保证压力容器的质量非常重要。铆焊是压力容器成型的关键环节，铆焊检验可进一步保障压力容器焊接过程中的安全和质量。当前铆焊检验主要对焊接工艺、材料、检验程序、设备、焊接人员等等方面进行检查，但在部分检验细节上仍然存在问题，本研究目的是通过问题引入解决策略，通过对问题的探寻来进一步的优化铆焊检验技术的应用效果^[1]。

1. 压力容器铆焊过程中容易出现的质量问题

（一）、人为因素影响

压力容器的制造工序多，操作复杂，因此在实际的焊接过程中出现问题的单元也较多。较常出现的质量问题有诸如接头部分融合不好、焊接规格不符、焊接接缝处出现了裂缝或者气孔、焊接边缘位置出现了烧溶造成的凹槽等等^[2]。这些问题都是在铆焊过程中可以直接发现并直接解决的质量问题。从引起问题的根本原因角度分析可将这些问题大致分为两大类，分别是人为因素和外界环境因素。其中人为因素多是指由于铆焊人员操作不当或者未按照相关操作流程进行焊接导致出现焊接质量问题的部分。比如焊接人员不重视焊接的衔接过程，对焊接过程中出现的表面残留物质未进行清理，都可能会导致后期焊接任务实践受到影响，导致容器出现气孔等质量问题。

（二）、外部环境因素影响

外界环境因素多是指在焊接过程中外部环境的变化不符合当前焊接需要，存在湿度或者过大压力的情况。焊接现场无法保证空气的干燥，有可能会导致焊接出现裂缝或者气孔质量问题，因为焊接过程中设备面临的环境与外部环境之间存在差异，除了可以发现的直接质量隐患之外，还可能出现后续使用故障，会造成更大的问题。压力容器使用环境较为特殊，如果存储部分腐蚀性较强的物质，密封存储的液体一旦与空气进行接触，就有可能导致物质不稳定，加大容器的裂缝，严重的还可能会出现安全事故。

2. 压力容器铆焊质量优化基本策略分析

（一）、加强材料监管与优化选择

原材料的质量是决定压力容器铆焊质量的基础，为了尽量的提高质量基数，加大对铆焊质量的保障。需要从源头控制铆焊材料，并选择与之相匹配的焊接技术和焊接环境作为保障。焊接原材料首先要符合国家标准，要具备质量保证书，因为焊缝力学性要高于原材料的力学性能，所以在选择材料的过程中也需要考虑其强度和硬度。其次是要根据压力容器实际焊接需求来选择具备同样操作能力的材料，对于材料的承压力和承受力都要进行对应选择。考虑焊接材料的综合结构、刚度和工艺，要保证具有较好的塑性能力，避免冷水冲卷变形。还要具备良好的韧性和强度，避免热卷或者热处理过程中出现变形^[3]。目前市场上流通的焊接材料十分多样，其中不锈钢材质和合金材质是较多选择的材料类型。根据压力容器焊接需求的不同，在选择不同材质的原材料时也需要提出不同的标准，对不锈钢材料就要强调耐腐蚀性和使用稳定性，对于合金材料就要强调柔韧性和塑性能力。

（二）、加强焊接工艺选择优化检验程序

焊接工艺是决定焊接标准，衡量焊接质量，确定焊接规范，提出焊接操作具体内容的最重要文件。焊接工艺的选择直接影响焊接质量的高低，因此为了进一步的加强压力容器铆焊质量，需要在焊接工艺上做出一定的升级。焊接工艺是一整套完整的焊接流程，从原材料的选择开始到最终优化检验程序的落实都算在焊接工艺整体流程之中。工艺流程越细致，考虑到的安全质量问题就越多，对焊接质量就越有保障^[4]。压力容器实际焊接过程中，需要针对设备的实际使用环境确定焊接难点与关键点，从而制定对应的焊接工艺流程。首先是根据压力容器母材的厚度以及基本用途来确定焊接材料，其次是根据压力容器的使用特性来决定焊接缝的坡度和焊缝形状的大小。最后是根据压力容器的实际质量要求来判断焊接技术和焊接质量控制方法。除此之外，检验程序的优化也是影响压力容器焊接质量的关键因素，根据焊接性能参数以及焊接工艺来对应选择焊接检验流程，并在原始流程基础之上根据参数进一步优化检验方法，细化检验模式，让检验手段更具有针对性。保证焊接操作人员可以按照对应的焊接流程完成焊接任务并配合检验程序的实践工作。

（三）、针对优化焊接检验质量判定方法

焊接质量检验作为一个完整的体系，不同的焊接手段需要使用到的焊接检验程序的标准也不尽相同。为了进一步提升压力容器焊接工艺的质量要求和检验要求，需要进一步的加强检验质量判定方法，细化检验理论和实践能力。首先通过材料、工艺、操作流程和最终评定来对应焊接质量的三个主要步骤。焊接材料主要被归纳到焊接前检验程序中，而工艺和操作流程则是焊接过程检验的主要内容，最终评定是焊接后检验的步骤^[5]。按照相应焊接工艺部分对应进行检验操作是基本检验要务，在此基础之上采取多层次多角度的多方检验，将三大检验步骤进行扩充，尽量满足全面检查需要，发现缺陷对应采取补救措施，根据实际情况决定返修还是直接报废。检验质量判定方法的精进也能在一定程度上为生产企业节约成本支出，提高建设质量。

三、压力容器焊接检验过程中遇到的问题及解决对策

（一）、焊接变形情况

焊接变形是压力容器焊接过程中最常出现的质量问题，分为焊接前焊接错边问题和焊接过程中焊接变形导致的焊接错边。焊接前出现的变形问题不是焊接技术的直接影响，可能是材料或者连接不当造成的影响，因此根据出现问题的根本原因予以进一步的控制即可。焊接过程中出现的变形问题则多数可以对症下药，大部分焊接变形是因为母材在焊接的过程中出现了热胀冷缩现象，导致焊接部位影响区出现变形，连接不畅而产生错位的情况。对于这种质量问题，需要检验出基本的影响因素，并根据变形的严重程度采取相应的补救措施，检验发现及时变形程度可以进一步被控制，通过对焊缝进行加固处理可尽量弥补变形问题带来的影响。

（二）、咬边情况

通常在焊接过程中出现咬边都是因为参数选择不当或者是操作不当引起的。焊趾母材位置出现的沟槽或者凹陷就是咬边情况。一旦出现咬边会影响母材的横截面，并且出现容器表面凹凸现象，会集中应力，引起裂纹。面对咬边情况的出现要对焊接参数进行重新优化，对焊接电压和焊接电流进行检测，判断坡口型式和焊缝位置是否无偏差，并对焊接过程中周围环境的温湿度进行测试。

（三）、气孔情况

压力容器出现气孔问题一般有两大类，分别是表面气孔和内部气孔。表面气孔的出现可能是母材的化学元素含量不稳定，也有可能是因为焊接部位不干净，或者焊接过程中电流过大。针对这些情况，可根据具体原因进行解决，若判定母材的化学元素不稳定则对应更换为低氢焊条，若判定是由于焊接部分有油污导致的，则要清理焊接元件，对焊接过程中周边环境进行清洁。电流过大导致的气孔问题，需要焊接人员关注焊接过程中焊条的热反应情况，保证在焊条尾部不红时结束该部分焊接。

结束语

压力容器的焊接工序是该容器生产制造的关键环节，焊接质量的安全和有效控制能够保证压力容器的使用寿命和使用稳定性。作为特种设备，压力容器的使用本身就存在一定的特殊性，因此要进一步的加强焊接的质量控制，保证检验程序的稳定落实。本研究针对可能会出现的故障及质量问题给出了对应的解决方案，也对整体检验程序的发展提出了部分策略。希望能够具体问题具体分析，通过加强检验技术的应用，增强检验程序的稳定性来进一步的给予压力容器焊接工艺一定的生产保障。

参考文献：

[1]戴永成. 镍-钢复合板压力容器焊接裂纹的分析及优化工艺[J]. 化工设备与管道,2018,55(3):5-8.

[2]孙恒颇. 压力容器焊接工艺评定常见问题分析及对策[J]. 科学技术创新,2020(14):18-19.

[3]杨帆. 压力容器焊接工艺评定常见问题分析及解决措施[J]. 化工管理,2020(27):146-147. .

[4]胡月. 浅谈压力容器焊接质量缺陷成因及控制措施[J]. 南方农机,2018,49(11):151.

[5]郝斌. 在用压力容器、压力管道焊缝射线检测技术的优化[J]. 焊接技术,2016,45(8):90-92.