压力容器焊接质量控制与管理

材料、焊接人员技能及资质控制、焊接环境要求、焊接实施过程控制、焊接完成后的检验等阶段做了必要的论述。

1压力容器焊缝的分类

压力容器的承压焊缝按GB150.1《压力容器第1部分：通用要求》第4.5章节的规定分为ABCD共4类，见图1。ASME第Ⅷ卷第一册《压力容器監造规则》的UW-3章节也有类似规定，见图2。

焊缝的详细分类在GB150.1的4.5章节及ASME第Ⅷ卷的UW-3中有详细表述，一般而言，容器筒体或封头的纵缝、筒体与球形封头的环缝属于A类焊缝；筒体或接管之间的环缝及筒体与非球形封头之间的环缝属于B类焊缝；法兰与接管或筒体及平盖与筒体及接管的焊接通常属于C类焊缝；筒体及封头上的接管焊缝通常属于D类焊缝。

通常情况下称A、B两类焊缝为主承压焊缝，其中因A类焊缝接头承受的拉应力比B类焊缝接头的更高，其焊接控制严格程度应相对于B类更高。

2影响压力容器焊接质量的主要因素

2.1焊接人员影响因素

由于压力容器自身功能的不同，对其进行焊接阶段焊接人员所运用的焊接方式也不尽相同。就焊接人员手工作业来说，其主要包含焊条电弧焊以及气体保护焊。而焊接人员对于焊接工作的态度以及自身所具备的专业素质也会对焊接质量造成一定影响。就目前来说，存在部分焊接人员缺乏正确的工作意识，不能按照相关管理规范进行一系列焊接操作行为，严重影响焊接的质量。

2.2机械设备影响因素

压力容器的焊接质量一定程度上会受到机械设备的影响。假设机械设备具有非常强的机械化程度，同时能够实现自动化控制管理，或者具体操作流程相对比较复杂，则不能保证压力容器的焊接质量。一般来说，机械设备自身的稳定性、可靠性以及功能性都会对焊接质量造成影响。

2.3焊接材料影响因素

焊接材料也对于压力容器的焊接质量造成影响。通常情况下，焊接工作所需要使用的焊接材料主要包含焊丝、保护气体、焊条等相关材料。为了确保压力容器的焊接质量，需要加强对原材料的管理。然而，实际焊接阶段，管理人员对焊接材料重视程度不足，导致焊接所使用的原材料质量存在问题，或者质量远低于设计标准，不能保证压力容器的焊接质量。

2.4焊接技术影响因素

由于压力容器焊接操作对焊接技术具有比较强的依赖性，所以焊接技术也是影响焊接质量的因素之一。而确保焊接质量，则需要施工方案设计阶段，对焊接流程进行合理设计，而后选择合适的焊接技术。实际焊接阶段，应当严格依照参考图样，选择预先确定焊接技术进行加工，确保整个焊接过程具有一定的谨慎性。不能出现焊接人员根据自身经验而随意更改图纸参数的行为，应当依照相关管理规范对焊接工作进行全面管理。

3焊接质量控制

3.1焊接工艺制定

焊接工艺应由焊接工程师根据接头形式、母材性能、生产车间实际情况，选择适用的焊接方法及焊接参数制定。一般而言，有经验的焊接工程师拟定的焊接工艺通常是合理并适用的，但对新材料、新方法或前期无成熟经验的焊接工艺，必须经过工艺试验进行验证该工艺是否具有较高的可操作性。在成熟经验的前提下，焊接工程师还须对拟定的焊接工艺进行评定，以验证该工艺在本公司特定管理及技术水平下是否能焊制出完整致密且力学性能符合预期的焊接接头。只有按相应标准（ASME第Ⅸ卷《焊接》、NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》）评定合格的工艺才能用于生产，对产品受压焊缝或与受压件相焊的焊接工艺，严禁未经评定直接用于生产。

3.2焊接材料的控制

按相应制造标准，焊接材料必须满足NB/T47018《承压设备用焊接材料订货技术条件》等国内焊接材料标准或ASMESFAXX等国外焊接材料标准要求。根据项目的具体要求，一般焊接材料入厂时还须逐批进行复验，以确保焊接材料满足要求。材料入厂后应对储存、运输等进行控制，控制要求应满足JB/T3223《焊接材料质量管理规程》的规定，对焊条、焊剂等，使用前需根据焊材性能选择合适的温度进行烘焙，烘焙后一直到使用前须控制在特定的保温温度下，以免受潮影响焊接质量。

3.3焊接材料的选择和检验

精湛的焊接工艺远远比不上焊接材料的选择对焊接质量的影响大。焊接材料的选择要考虑综合因素，包括产品结构、焊接工艺、材料刚度等，根据不同的需要，选择不同的材料和工艺。不同强度级别的材料焊接，原则上应选择低强度的焊接材料，特殊情况下可以采用高强度的焊接材料。焊缝金属合金的选择，要使其合金含量高于母材，控制焊材中的硅、氧等微量元素，使其具有较小的回火脆性，严格控制焊材中的含碳量，使其符合国家标准，含碳量在0.1%左右，使焊缝具有合格的抗裂性。在焊接前的检验程序中，要检验材料的质量、焊缝组对的间隙、钝边的大小、坡口是否清理干净，以免产生未焊透、焊瘤、气孔等，影响压力容器的质量。焊接过程中，不要选用十字焊缝，相邻筒节间的纵缝和封头拼接焊缝与相邻的筒节间的纵缝应错开，其焊缝中间线之间的外圆弧长一般大于筒体壁厚的三倍，并不小于100mm。清理坡口边缘的水分和油污，严格按照规定保存和烘焙材料。焊条变质、锈蚀甚至剥落时，应严格控制其进入焊接过程。调整焊剂的化学成分，焊剂变质时要及时清理处理。临时吊耳和拉筋的垫板割除后留下的焊瘤要打磨至平滑，表面无裂痕。选择合理的耐热钢材料，材料也符合国家标准，尽量选择强度高的焊接材料，保证焊缝的力学性能比原材料的力学性能要高。焊接后要进行无损检测，主要包括外观检测、无损探伤、耐压和致密性检验。

3.4焊接环境的控制

由于压力容器的焊接经常在室外露天进行，经常受到外界环境的影响，可能造成焊接的质量问题，当外界环境不符合规定要求时，可以进行适当预热。应避免在潮湿环境中作业，以免空气中的水汽进入熔渣形成气泡，造成严重的隐藏缺陷，甚至可能形成裂纹。

结束语

焊接作为一种特殊工艺，产品焊缝质量不能通过直接检测确认，需要通过从接头设计、焊接工艺、产品施焊到焊后检验等全过程、各种手段的综合控制来保证焊接质量，保证压力容器的安全性，本文对过程控制中的要点进行了简述，有助于焊接工作的执行者及检验者在工作中明确要点，有的放矢，更好地确保焊接质量。

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