| 标题 | 压力容器异种钢焊接常见缺陷及预防分析 |
| 范文 | 马福瑞 摘要：压力容器的强度和气密性，在很大程度上将受到压力容器焊接质量的影响。一旦出现焊接缺陷，会严重影响压力容器的使用效果，甚至会导致破裂和爆炸事故。因此，做好焊接工作才能保证压力容器在使用中始终安全稳定。 关键词：压力容器；异种钢；焊接；缺陷；预防 压力容器一直是工业生产中不可或缺的一部分，它在包括石化、医疗卫生、国防等多种领域都有着广泛的应用。压力容器类型复杂，并且由于其功能的特殊性，如果使用存在焊接缺陷的压力容器就可能导致安全事故，因此对压力容器的制造必须极为慎重。 1 异种钢焊接特性分析 1.1 熔合区组织特征分析 在异型钢焊接中，熔合区通常指的是包括融合线在内的结晶层和扩散层之间的过渡区域，熔合区的构成及性能变化对于焊接质量的影响较大。异种钢焊接中结构破坏多发生在熔合区，这是由于基体金属材质和焊缝金属合金在物理化学性能方面存在差异，晶格类型的差别不可避免地会在过渡区引发晶格的畸变，最终导致焊接缺陷的发生。另一方面，该区域处于高温环境中的时间较长，扩散层的面积会随时间延长，增加了金属不均匀性的可能性。研究发现，对于熔合区性能和组织影响最为明显的两个过程分别是异种金属结晶过程和扩散过程，前者决定了熔合区和靠近焊接缝区域的金属成分的变化，后者则表明虽然两种金属的类型不同，但是其晶格基本相同，在相互接触的过程中，存在结晶相熔的可能性。 1.2 异种钢焊接热脆性分析 异种钢焊接热脆性主要受到运行时间、化学成分、钢材组织特性和热稳定性的影响。具体来看，奥氏体钢和珠光体钢的热脆性表现形式是不同的，珠光体钢在热脆性发生的同时，其他特性参数变化不十分明显，但是奥氏体钢经常伴随着韧性和强度的剧烈变化。部分学者指出回火脆性和热脆性的原理基本一致，都是在一定的温度范围内才发生的，发生该现象的同时，断面收缩率和延伸性等主要的力学特性变化并不明显；另一方面，在材质中加入一定的金属钨能够达到降低金属脆性的目的。 1.3 珠光体对于碳化物球化的耐受特性 在珠光体钢长期高温环境下使用中，珠光体的球化和碳化是不可避免的现象，碳化物球化之后，钢材的持久强度和抗蠕变能力都会显著下降，碳化物球化现象随着高温运行时间和使用温度的上升，而加剧。电站锅炉中球化的原因主要是以下两方面：首先过热管运行温度超过了设计的温度；其次，使用过程中短时超高温导致过热时间延长。对电站锅炉中过热管异型钢研究发现，影响珠光体球化的主要因素有以下几方面：温度和时间；异型钢化学成分；应力应变；母材组织成分；异型钢的晶粒大小及冷变形性能等。 2 压力容器异种钢焊接中常见缺陷的防治措施 2.1 焊接前设计 为提高压力容器焊接综合质量，减少各类缺陷的发生，必须要基于焊接作业要求，提前对整个过程进行梳理，在图纸上将焊条、焊丝、焊剂以及对接焊缝等相关参数明确标注出来。尤其是特殊工况更是要特别说明，做好详细标注，为实际焊接作业的开展提供参数支持。例如焊管与壳体连接焊缝形式、焊缝是否焊透以及几何尺寸等，所有参数均要保证准确清晰，保证焊接作业可以有效进行。 2.2 焊机材料控制 材料性能在很大程度上决定着压力容器的性能质量，压力容器多由耐热材料制作，为避免焊接作业对压力容器运行效率产生不良影响，需要全程做好焊接材料管理，严格按照焊接作业标准来选择采购焊接材料。并且在焊接材料进场时，要安排经验丰富的专业人员进行验收，确定其性能与质量是否达到焊接施工标准，全面检查判断是否存在质量缺陷，在确定无误后放置在提前设计好的位置。对于入库的焊接材料，要进行编码并记录，在实际焊接时需要根据焊接材料编码以及规格进行发放，同时落实统一完善的管理制度，对材料进场、管理、使用以及回收等进行详细管理，排除因材料因素带来的质量问题。 2.3 气孔缺陷的防治措施 气孔是常见的焊接缺陷的一种，过多或者过大的气孔可能导致严重的问题，因此在必要时可以进行消除处理。正确的处理气孔的方式包括以下几个方面：首先是要在确定适宜的焊接电流、速度、熔渣粘稠度以及焊接工艺参数方面做好准备。其次要认真做好坡口边缘的清理工作，避免因存在水份、油污以及锈迹所导致的问题。最后是要制定科学合理的规定，并严格依据这些规定做好焊接材料的清理、保管工作，在进行焊接操作前，做好焊条、焊剂的烘干工作，为防止其出现再次吸水的问题，在完成这项工作后应将其放置于保温桶之中，同时应严令禁止使用变质的焊条。 2.4 夹渣缺陷的防治措施 夹渣实际上也属于深埋缺陷，是否需要对其进行消除处理主要取决于夹渣是否存在扩展的迹象，如果在使用过程中出现了较大的变化，造成了较大的危害就必须及时对其进行处理。预防夹渣出现的主要方法具体如下：首先与气孔的预防措施相同，必须选择适当的焊接電流与速度，同时要确保焊条的摆动科学合理。其次，在对坡口的尺寸进行适当地调整，确保其不会对焊接过程的质量造成影响之后，同样需要做好清洁工作，防止因存在熔渣所导致的问题出现。最后，如果需要进行多层焊接，必须要保持对坡口两侧融化状况的密切关注，根据实际情况进行实时调整，同时切实做好每一层的焊渣处理工作；在进行封底焊接时，也要注意进行全面细致的焊渣清理。 2.5 未焊透、未熔合缺陷的防治措施 未焊透缺陷在自动焊与手工焊的交界面处最易出现，未熔合缺陷则常见于焊缝的金属及其坡口的交界处。目前针对这两种常见缺陷的主要防治措施有四种：第一是要通过设置符合相关标准与规定的焊接构件坡口尺寸与角度来防止这些问题的出现；第二是注重清理坡口处的各种杂质，如果出现了氧化层也要及时进行处理；第三是要确保所选用的焊接电流大小以及焊接速度是科学合理的；最后，在完成封底焊接工作时，要对其根部进行细致地检查，确保所采用的焊条摆动方式是完全正确的。 3 结语 压力容器焊接过程中，经常会因为各项因素的影响而出现质量缺陷，不同缺陷产生原因不同，且表现形式差异较大，这需要结合压力容器缺陷的实际情况以及以往焊接和对类似问题的处理经验，来对各类缺陷原因和预防措施进行总结，作为后续焊接施工作业开展的技术指导。 参考文献： [1]刘宁岗.压力容器焊接质量控制措施分析[J].世界有色金属，2017（13）：251，253. [2]潘克值.压力容器焊接质量的控制措施[J].工程技术研究，2016（6）：136. |
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