趙建民

（天津華能北方熱力設備有限公司，天津 301900）

0 引言

壓力容器的作用是存在特殊的液體或者是氣體，這些物資都具備一定程度上的揮發(fā)性和腐蝕性，所以對壓力容器的密閉性要求較高。這就體現出焊接技術的重要性，因為容器非一體式的鑄造，都需要經過焊接工藝來達到其密閉性的要求，也可以說焊接技術的優(yōu)劣，直接決定了壓力容器密閉性的優(yōu)劣。而從我國焊接技術的發(fā)展來看，因國家工業(yè)發(fā)展較晚，各項技術和應用都存在一些弊端，尤其是焊接材料和焊接技術起步晚，影響到了當下的焊接效果。基于此，沒本文主要從焊接技術存在缺陷進行分析，并進一步探究焊接工藝的新技術。

1 壓力容器生產中焊接特征

壓力容器的衡量標準，通常是指工作壓力≥0.1MPa（表壓），而且壓力與容積的乘積≥2.5MPa·L 的氣體、液化氣體，以及最高溫度高于或者等于標準沸點的液體的固定式容器、移動式容器；承裝工作壓力≥0.2MPa（表壓），且壓力與容積的乘積≥1.0MPa·L 的氣體、液化氣和標準沸點≤60℃的液體氣瓶、高壓氧艙等。這就導致多數的壓力容器，在工作中需要具備耐高壓、耐高溫的特性，因為一旦壓力容器發(fā)生為，都會產生一定程度上的沖擊，嚴重的會造成人員財產的損失。

基于此，壓力容器在生產的過程中，焊接技術的優(yōu)劣會直接影響到容器的質量，這就有必要增強焊接技術的工藝和質量控制，以此來達到壓力容器的生產符合安全要求。一般的焊接技術在生產壓力容器時，都會存在一些問題，例如工藝不嚴謹，焊接操作不規(guī)范、焊工施焊不合格等，這些問題如果不能及時的處理，勢必會造成生產的壓力容器的最終質量。

隨著我國社會的高速、高質量發(fā)展，當前國內的焊接技術得到了跨越式的發(fā)展，在生產壓力容器中表現出一定的特點，首先是壓力容器在社會的應用面不斷的拓寬；其次是焊接技術已經成為常見的連接技術，各種新型焊接設備不斷推廣應用；最后是焊接技術在不斷的實踐中積累，其自身的技術得到了完善，技術的含量越來越高，已經成為制造業(yè)的重要技術之一，起到了推動工業(yè)發(fā)展的地位。

2 鍋爐壓力容器常見問題

2.1 腐蝕裂紋

在工業(yè)生產壓力容器、壓力管道等設備時，存在著較多的化學反應操作，在各類化學反應和技術工藝的運行中，有一部分殘余物會在容器壁和管道壁上聚集，在使用中會出現一定的腐蝕現象。在根據容器的工作要和存儲的物質的化學特性，在長期的高溫、高壓下，這些腐蝕現象會造成壓力管道的裂縫問題。分析其腐蝕對于裂縫的影響，是壓力管道裂紋演變周期長，主要出現在閥門和轉接等區(qū)域，這類因殘留物造成的腐蝕，會對壓力容器和管道在運行中存在安全隱患，嚴重的造成嚴重的危害[1]。

2.2 焊接裂紋

鍋爐壓力容器和壓力管道，在工程架構中涉及大量的焊接工序，分析其原因是焊接施工中，操作人員的技術不嚴謹造成的，也存在因焊接材質、焊接技術和焊條材料等因素，這些因素造成的焊接裂紋問題較為常見，也存在檢測驗收的問題。

焊接裂紋的出現會對容器和管道過程的應用質量產生影響，存在極大的安全隱患，影響了企業(yè)運行的穩(wěn)定性。

2.3 應力結構性裂紋

壓力容器和連接管道在工程建構中，也涉及較多的結構性問題，在連接區(qū)域特殊的形狀中，特別是人字型、之字型、工字型等形狀的管道連接處。而這類特殊型管道應用在作業(yè)中，氣管道之間一定存在相互應力的現象。眾所周知，相互應力想象的平衡難以掌握，無法保障管道工程的安全穩(wěn)定。特別是在后期運行中，因長期的工作讓管道處于疲勞期，結構應力變化不大，而壓力管道卻逐漸老化，這時就會出現應力結構性裂紋，我們分析結構型裂紋問題，要分析其管道材質、演變周期等因素，如果管道材質不達標，相應的演變周期短，這時對于裂紋問題就不可控。

3 壓力容器焊接工藝的流程和技術缺陷

3.1 壓力容器的焊接流程

壓力容器的焊接技術流程，主要包括對于焊接設備的應用，工作檢測、材料管理等方面，看是簡單，但是焊接技術主要看操作人員技術和技能的掌握程度，要想提升壓力容器的耐用性，就必須將工作量化，做好前期的準備工作，要將焊接設備定期的養(yǎng)護，確保在工作中的隨時處于良好狀態(tài)。另外，焊接工作，也是對電流的一種應用，還需要定期維護和檢查電流表和電壓表，這些都是確保設備正常運行的基礎保障。在焊接工作中，除了設備還有焊接材料，技術人員要選擇適合的焊接材料，選擇材料必須符合壓力容器的技術要求，要避免出現材料混亂、選擇錯誤等情況的出現。最后，工作人員要掌握一種符合自身和技術的操作感覺，要精準的控制焊接走向、速度、時間、溫度等情況，要嚴格按照數據化管理模式，將數據牢記于心，焊接工作完成后，要進行嚴格的無傷檢查，確保壓力容器的抗壓力和密閉性，確實生產的壓力容器完好率穩(wěn)步提升[2]。

3.2 壓力容器焊接技術的缺陷

焊接技術發(fā)展到今天，行業(yè)內涌現了大量的先進人才，但是在行業(yè)生產大范圍內看，壓力容器的焊接往往存在一定的缺陷，在施工中也出現過錯邊和角變形等問題，這些情況都是因為在焊接中，焊接材料發(fā)生錯位所造成的，這回對生產的壓力容器產生影響。另外，在焊接工作開展中，因電流的調整不符合要求，或者是電流速度過快等原因，會造成壓力容器出現缺陷、咬邊等，這不但會影響焊接工作的接續(xù)性，也會度壓力容器的質量產生影響，注重人工操作的技術，往往會出現操作失誤的問題出現，留下過多的殘留渣滓，這些小問題也會對壓力容器的密閉性產生影響，也有焊接接口的金屬沒有完全融合，也是壓力容器存現裂縫的關鍵因素。

4 焊接技術在壓力容器制造中的應用

4.1 窄間隙埋弧焊接技術

在壓力容器的制造過程中，為了達到更好的壓力承載能力，不斷提升工藝水平，而為了更好的達到壓力的要求，往往在設計筒壁時，需要將壁的厚度提升到100mm 以上，而筒壁厚度的增加，導致傳統(tǒng)的焊接技術無法焊的透徹，而工作量也勢必增加。厚度的增加也會導致夾渣、氣孔等問題出現，且返修的處理工作難度也相應提升，因容器的制作成本較高，如果不能達到運行的要求，勢必戶對企業(yè)產生經濟上的損失，如果強行使用，那么在運行中接伴隨較高的風險。因此，窄間隙埋弧焊接技術的應用應運而生，這類焊接技術專門針對這類壓力容器，在應用中具備較大的價值。窄間隙埋弧焊接技術，適用于教厚筒壁的壓力容器，在焊接的過程中表現出加好的熔敷效率，從而保障壓力容器焊接后的性能，避免了焊接后出現缺陷。此外，在窄間隙埋弧焊接技術在應用中，還可以針對粗晶區(qū)進行改善，促使其性能更為優(yōu)越，在焊接后呈現出根為理想的焊縫，相鄰的焊道在處理上，也更加井然有序，而且預熱的效果也相對突出。隨著自動化技術的不斷發(fā)展，這種窄間隙埋弧焊接技術與自動化相結合，能夠提升焊接的效率。但是該技術也存在一定的缺陷，該技術在焊接后沒再壓力容器的長期的運行中，出現故障的概率較高，而且修補的效果不好，這也為操作的技術人員提出了更多要求。以為該技術在焊接中，出現任何一點偏差，都會直接影響最終的焊接效果。基于此，在未來的壓力容器焊接工作中，應用技術的工作人員，要掌握該技術的技術要點、操作規(guī)范，不斷地總結實踐經驗，探尋到壓力容器達到最完美的狀態(tài)。這就要求，要加強焊接中的自動跟蹤功能，確保監(jiān)控有效[3]。

4.2 彎管內壁堆焊技術

在化工行業(yè)領域內，壓力容器是必須的生產存儲設備，這類存儲設備需要具備較高的耐腐蝕性，因為容器長期裝載化學物質，在使用過程中總是離不開腐蝕，為了延長壓力容器的使用壽命，并且防治因化學物質長期腐蝕造成的安全隱患，需要對壓力容器的內壁，進行耐腐蝕的處理。通常情況下，壓力容器防腐蝕需要對內壁表面進行處理，這就增加了工作難度，例如在彎頭表面處理上，區(qū)管的角度從30 曲面和90 曲面進行處理。這時需要采用彎管堆焊，該技術具備五軸協(xié)動功能，可構建簡單的數學模式，可以更加整齊的內壁焊道焊接。主要用TIG 和等離子弧焊接。焊接工藝是沿著彎頭內壁進行自動焊接。

4.3 接管自動焊接技術

在壓力容器焊接技術中，自動化焊接技術是一種先進的焊接技術。采用自動化焊接技術，通常有兩種不同的情況。如接管和簡化焊接；接管和焊接與密封件，兩種形式的接管刀片。在大厚和窄間隙胡須壓力容器的焊接，通常采用鞍形弧焊設備，該設備是自動焊接與人機合作的自動化技術，在鞍形空間曲線焊接中具有良好的應用。但是自動化焊接的發(fā)展受到了阻礙，但是相信隨著容器制造的廣泛應用，自動化焊接技術會越來越受市場的歡迎，通過自動化技術提升壓力容器焊接效果也指日可待，自動焊接技術一定會提高壓力容器的制造效率和質量。

4.4 光復合焊接技術

壓力容器在焊接工程中，采用激光復合焊接技術，能夠有效提升焊接質量，并且沒有飛濺。該技術在當前的壓力容器生產中有相應范圍的應用。但是改機在操作中，由于熔化極氣體保護焊無法用純氬氣為保護氣體，導致電弧在純氬氣中控制效果不好，出現了很多技術弊端，解決的方式是，在弧形焊接池中制造小孔，讓空間內充滿金屬蒸汽，從而起到保護電弧的作用，最終達到壓力容器焊接的質量[4]。

5 對于新焊接技術在壓力容器中的應用分析

5.1 壓力容器的新焊接工藝分析

壓力容器在我們的日常生活相當普及，它的應用范圍十分的廣泛，而在應用的過程中，人么對于壓力容器的質量要求也在逐步的提升。為了實現和更好地滿足市場需求，行業(yè)的從業(yè)者們要不斷提升技術的應用，探索技術的要點，創(chuàng)新技術的增加。上面我們介紹了很多焊接技術，在生產操作中，有手工電弧焊、埋弧自動焊、氬弧焊等技術的選擇，但是未來焊接技術一定不斷革新的技術，只有革新的技術才能策劃歸成為今后的主要焊接技術，因為市場的原因導致，只有技術能夠符合市場的發(fā)展規(guī)律，提升產品的質量，增強焊接設備的安全性和易操作性，并且相應的減少焊接失誤，才符合時代的需求。

5.2 壓力容器焊接技術的完善與實現準則制度

壓力容器的焊接，在操作中印材料的原因，常常會出現變形。特別是一些教厚的焊接材料，這是我們可以采用錯位焊接法，用過角度的調整實現我們的目的。而焊接中會產生一定的雜質和有害的氣體，氣體能夠消散，而雜質不會，這就需要借助一些物品，以此保障成功率。

5.3 不銹鋼復合板壓力容器的焊接技術

這種技術需要固定的焊接材質，以不銹鋼為復層的雙金屬復合板，雙金屬復合的焊接有爆炸法、冷軋法，爆炸冷軋法制成的產品，具備較強的耐腐蝕性，并且成本更低，具備較高的應用價值，廣泛的使用于冶煉、石油、化工等領域的塔槽設備。復合板的焊接不同于單金屬的焊接，是對兩種具有大的物理性能、化學成分和組織的材料進行焊接。由于兩種金屬的膨脹系數不同，因此在焊縫附近會引起焊接熱應力[5]。

5.4 承裝腐蝕介質的壓力容器焊接技術

當前的焊接技術表面處理方式，采用電渣表面處理技術，與以前的帶極埋弧堆焊表面處理技術，它的有點事融合率較高，在均勻滲透和稀釋方面有明顯的優(yōu)點，而且表面處理的效果能夠達到技術要求，同時也相應的減少了一定的工作量，表面處理層形成優(yōu)良，并且不容易產生夾渣、表面質量差、平坦度低等缺陷。在操作中，組焊劑只要保持良好的方向，進行正面的遮蓋即可，而埋弧焊必須用焊劑覆蓋整個焊接區(qū)域。

6 結語

綜上所述，我國壓力容器和管道的制造技術、焊接技術有著明顯的進步，但是與世界先進的焊接技術還存在一定的差異。我國的焊接技術存在巨大的提升空間。為了滿足未來的工業(yè)發(fā)展，我國需要逐步提升壓力容器的技術投入，通過專業(yè)人才培養(yǎng)，建立相關的專業(yè)院校，引進先進的技術理念和設備，卡站高新技術的合作，逐步融合出適合我國時代發(fā)展的道路，將焊接技術與自動化、信息化相連接，加大焊接材料的研發(fā)，相信我國的焊接技術會越來越完善。