关键词:锅炉压力容器焊接技术
锅炉压力容器在我国工业生产发展中占据着重要的地位,直接推动了工业的快速发展,为国民经济的快速增长作出了突出的贡献。焊接是锅炉压力容器生产的关键技术之一,焊接质量直接关系到锅炉压力容器的正常使用,而焊接技术在很大程度上决定了焊接质量的高低。结合锅炉压力容器的实际需要,生产技术、管理人员必须要重视焊接技术的合理使用与科学管理,以确保锅炉压力容器的焊接质量。
一、锅炉压力容器焊接的管理
锅炉压力容器因工作条件苛刻,极易受压力、温度等因素影响而导致破坏性事故,因此一定要做好焊接管理工作,对每一个环节给予全面而细致的管理。具体来讲,焊接的管理包括焊接方法、焊接工艺、焊接工艺评定、焊接材料、操作人员五个方面的管理,下面进行详细的分析:
第一,对于焊接方法的管理。目前锅炉压力容器一般选择电弧焊、钎焊、等离子弧焊等焊接方法,国内最为常见的是电渣焊、电弧焊等。焊接方法的管理应充分考虑被焊件和焊件的形状材质、焊件设备等因素,例如焊件很厚且有热处理设备时可采取电渣焊法,如果焊件为球形容器则应避免选择电渣焊法,因为这种容器自重大,在经过热处理后容器壳体强度降低,容易导致容器变形甚至报废,电渣焊法焊接的塑性韧性不佳,因此不宜选择该焊接方法。另外对于氧乙炔焰气焊法来讲,应在确定被焊件塑性韧性良好、工艺要求不高的情况下再考虑选用,因为该法热源难以集中,焊接接头区域的机械性能容易受到很大的影响。
第二,对于焊接工艺的管理。焊接工艺的选择一定要做好产品图样的焊接工艺审查,由于焊接具有很强的专业性,通常设计阶段对焊缝、焊接坡口、焊接材料、焊接变形等方面的设计、布置和选择很难适应实际的需要,不经过工艺审查而照搬设计图纸的话难以保证焊接结构的合理性和焊接工作的经济性,因此必须要认真做好焊接工艺审查工作,经过焊接工艺审查发现设计图纸与实际操作之间存在的差异,及时给与调整和改动,进而保证焊接工艺的合理性和经济性。在做好焊接工艺审查工作后,还需对焊缝、工艺评定数量等内容进行确定,完成工艺评定报告,编制工艺规程。
第三,对焊接工艺评定的管理。焊接工艺评定是验证焊接工艺参数正确性、焊接设备可靠性、焊接操作人员能力的重要手段,因此要在锅炉压力容器焊接前通过焊接工艺验证性试验来评定焊接工艺,确保工艺参数、焊接设备、操作人员等环节满足焊接质量的要求。焊接工艺评定目前已逐步走向规范化的管理,但是在具体工作中还需加以重视。锅炉压力容器在正式投入使用后的工作条件具有特定性,而且图样技术条件也有所不同,因此在评定焊接工艺的过程中,要在满足相关标准、规程要求的基础上,考虑锅炉压力容器实际工作条件、图样技术条件等因素,以保证工艺评定工作的有效性。
第四,对焊接材料的管理。国内比较常见的焊接材料一般是焊剂、电焊条等,这些焊接材料的质量直接影响到焊接质量,因而要做好焊接材料采购、存放、使用等环节的管理。在材料采购环节,考虑到国内焊接材料的质量和品种数量仍落后于国际上的发达国家,一定要慎重选择,尽量采购信誉良好厂家的产品,不能单方面考虑价格因素而忽略材料质量,更不能因采购人员个人原因而不遵循采购流程规定,采购的焊接材料必须经检验满足相关质量标准方可入库、使用。在材料存放环节,各生产厂家均有明确的规定,应严格按照相关规定做好焊接材料存放工作,注意避免焊材长时间存放受潮。在材料使用环节,要注意领用量的限定,焊材的领用要根据实际工作需要来制定,严谨过量领用焊材,另外还需注意焊材的回收,以避免材料的浪费和错用等情况。总的来说,关于焊接材料的管理,要注意焊材选购、存放、使用三个环节的相互协调,根据实际需求量合理制定焊材选购标准、数量、周期,这样才能尽量避免焊材的长时间存放,在降低资金占用的同时保证了焊材质量。
第五,对操作人员的管理。焊接操作人员持证上岗是保证焊接质量的基本前提,所有操作人员必须拥有国家承认的焊工资格,能够胜任锅炉压力容器焊接工作。需要注意的是,对于拥有一般压力容器资格的焊工,需要其具备经过考核的锅炉压力容器焊接技能,必要情况下还需进行实际考核。
二、锅炉压力容器的产品试板
锅炉压力容器产品试板的要求主要是数量的要求,对于单台锅炉压力容器来讲,如果是圆筒形压力容器,需要制作一块以上的焊接产品试板,如果是球形压力容器,需要制作三块分别为立、平、横位置的焊接产品试板,如果是钢制多层包扎压力容器,需要制作一块内筒试板和一块层板试板。对于批量锅炉压力容器来讲,在焊接工艺相同、连续批量焊接的前提下,可以上报劳动部门,在上级审查认可后,方能适当的减少试板数量,例如半年内投料产品少于15台可选择2台作试板,而无需均作试板。另外,需要注意的是如果设计图样等有明确要求,应按要求制作试板,如果锅炉压力容器需经过热处理,或是由有色金属制造的,均需按台制造试板。
在按规定制造焊接试板后,还需考虑制造工艺、使用工艺等因素来确定是否需要做其他试板。例如锅炉压力容器需热处理来满足性能要求的,需要制作母材热处理试板,容器螺栓需热处理来满足性能要求的,可对钢号、炉批号、截面尺寸、工艺、投产时间的螺栓按批制作热处理试样。
三、焊接返修与焊后热处理
在锅炉压力容器焊接过程中,常常出现焊接接头超标缺陷等问题,通过返修可以满足焊接质量标准的要求,而且节省焊接成本。然而焊接返修的难度往往高于正常的焊接施工,因此必须做好返修工艺的管理,以保证焊接返修的质量。通常来讲,锅炉压力容器焊接返修工艺的制定需要考虑相应的工艺评定情况,在技术负责人确认后方可予以实施,而焊工的选择也应尽量选用持相应证书且技术熟练的人员。对同一部位的返修,通常限制返修次数在2次以内,如果超过必须由技术负责人批准,而且对于返修部位、次数、结果等内容应记入质量证明书中。
在焊后,通常要进行热处理来消除残余应力,避免冷裂纹,提高焊接接头性能。通常焊后热处理包括消氢、消除应力、提高焊接接头性能三个类别,其中消氢的热处理是焊完焊缝后加热至250℃到350℃之间保温,以加速氢的逸出,避免冷裂纹产生,提高焊接接头性能的热处理是焊后保持相变温度来改善接头性能。
结束语:
综上所述,焊接技术在锅炉压力容器的生产制造过程中具有重要的作用,其对产品质量的影响不容忽视。因此,要做好锅炉压力容器焊接各环节的管理,尤其要做好焊接工艺评定、焊接返修与焊后热处理等工作,并注意操作人员的选择与培养,只有切实做好锅炉压力容器焊接质量的监督控制,选用经济合理的焊接技术,才能更好的发挥锅炉压力容器推动国民经济增长的作用。
参考文献:
[1]高威,朱晓光.谈锅炉压力容器焊接技术[J].黑龙江科技信息,2012(21)
[2]陈泽盘,蒲亨前.锅炉压力容器焊接质量控制系统的建立与质量控制[J].电焊机,2010(12)
关键词:压力容器;焊接质量;控制措施
中图分类号:O213文献标识码:A
引言
压力容器是典型的焊接结构,因而焊接可以说是压力容器制造、安装及修理中最重要的工序之一,焊接的质量直接关系着压力容器产品的耐腐蚀性能、使用寿命及其安全性能,关乎着压力容器设备的安全运行,乃至人们的生命财产安全。
一、影响压力容器焊接质量的因素分析
要提高压力容器的焊接质量,需要先着手了解影响其焊接质量的各种因素,以此针对性地制定策略,才能起到事半功倍的效果。首先,压力容器焊接使用的材料,是影响焊接质量的重要因素。这里说的材料包括焊接生产过程中所使用的各种焊接材料,如焊条、焊丝、焊剂、气体等。焊接材料的正确选择与使用,是确保压力容器焊接质量的前提。其次,由于焊接是制造压力容器最为关键和重要的一个环节,因此压力容器的焊接工艺成了影响其焊接质量的关键因素,这主要包括焊接工艺的制定以及焊接工艺的执行两个方面。压力容器焊接工艺的制定,必须依据合适的焊接工艺评定报告(PQR),结合工艺人员的经验、产品特点、制造工艺条件和管理情况综合考虑,最终形成焊接工艺规程或焊接工艺卡(WPS),将其作为焊接工序的指导依据,来保证焊接的质量。压力容器焊接工艺的严格执行,也是确保焊接质量的关键,一旦制定出合理正确的焊接工艺规程(WPS),需加以贯彻执行,不能随意变更其工艺参数,如有充分的根据确实需要改变,也应当履行相应的手续与程序,确保焊接工艺执行的严肃性,这是对焊接工艺的制定与评定的有力补充,与焊接工艺的制定同等重要。第三,由于压力容器的焊接离不开人的操作,需要焊工进行直接性作业,因此操作人员的素质是影响压力容器焊接质量的直接性因素,操作人员的技术水平、职业道德、质量意识、操作时的态度、纪律性等均会直接影响到压力容器的焊接质量。此外,各种焊接设备的性能以及焊接操作过程中的环境因素,也会影响到压力容器的焊接质量。
二、提高压力容器焊接质量的相关举措
1、把好焊接材料质量关
为确保压力容器的焊接质量,需要遵循全面质量管理的观点,从引进焊接材料之前就要把好材料关,在生产过程的起始阶段,就需要仔细研究压力容器的设计图纸,掌握相关的技术要求以及相应的国家标准、法律法规。依照焊接材料的相关标准及规定选用材料,确保焊缝金属的性能应高于或等于母材性能。基于压力容器应用广泛的特点,选用材料时还需根据实际情况及其相关用途所需的实际工况要求,综合考虑其化学成分、力学性能、耐腐蚀性能以及其它特殊要求等因素。从焊接材料的订货、选购,及至入厂、登记管理、烘培与领用,都需要确保其可靠性和可追踪性,这就需要采购人员确定合格供方时查验他们的相关资质,择优选择讲信誉、质量好而且稳定的供货方和协作厂进行订货和加工,材料进厂时要加强相关验收与检验工作,仔细核对材料生产供应商提供的证明文件,检验好材料的各项指标是否符合制定标准后,方可入库。此外,还要建立严格的材料管理制度对其加强管理,施行材料的标记移植制度,确保材料的可追踪性,如有需要还须进行必要的复检工作,以确保焊接材料的质量符合相关要求与规定,为压力容器焊接质量的提高提供保证。
2、制定合理焊接工艺并严格执行
合理焊接工艺的制定需要依照压力容器焊接工艺评定的标准《承压设备焊接工艺评定》,对受压元件焊缝、与受压元件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压元件母材表面堆焊和补焊,以及上述焊缝的返修焊缝应当进行焊接工艺评定。焊接工艺评定完成后,焊接工艺评定报告(PQR)应由制造单位焊接责任工程师审核,技术负责人批准,监检人员确认后存入技术档案,工艺评定试样应至少保存5年。组织经验丰富的焊接技术人员编制焊接工艺规程(焊接工艺卡),确定焊接电流、焊接速度以及电弧电压等焊接工艺参数,以指导压力容器的焊接工作。一旦确定好相应的焊接工艺参数,应在焊接过程中,加强管理与检验,严格按焊接工艺卡上的工艺参数进行操作,确保焊接工艺执行的严肃性,以保证压力容器的焊接质量,避免由于不按规定操作引发的各种危险。施焊后应及时对焊缝进行无损检测,一旦发现超标缺陷,应分析产生缺陷的原因,并根据实际情况制定详尽的返修方案,制定出针对性强的返修工艺,并对返修情况做好记录。只有制定合理的焊接工艺并严格执行之,才能有效降低生产成本,提高压力容器的焊接质量。
3、提高操作人员的综合素质
首先,确保操作人员的技术水准符合压力容器焊接操作的要求,压力容器的焊接应由持有特种设备安全监察机构颁发的《特种设备作业人员证》的焊工担任,并且只能在有效期内从事合格项目范围内的焊接工作。建立焊工技术档案,定期组织对持证上岗的焊工进行岗位培训及考核,做好焊绩记录,防止任一焊接方法中断特种设备焊接作业6个月以上。不断提高焊工的理论水平和实际操作技能,使其真正在理论方面认识到执行工艺规程的重要性,从实践上提高操作技能。其次,通过进行教育及管理等手段,不断加强对操作人员的职业道德、社会道德等建设工作,提高其效率、质量意识,增强责任心。
4、对焊工的管理
人在生产实践活动中起到关键性的决定作用,因为人作为生产者对生产实践活动有积极或消极意义,这个道理放在压力容器的生产活动中也同样适用。因此,要重视对焊工的管理,要求进行压力容器施焊的焊工必须通过考试考评,在成绩合格之后取得从业资格证后,才能在规定的期限内从事焊接工作。焊工在工作时,要严格按照焊接工艺方案进行。在这期间,制造单位的质检员要定期或不定期地做好焊接工艺参数的检查与记录工作。进行压力容器施焊的焊工必须先要参加相关考试顺利考取焊工证,只有手里有了这张从业资格证,才能进入压力容器生产这个行当。在施焊时要持证上岗且在规定的期限内从事焊接工作,若焊工在证件失效后仍然从事相关工作,一经发现,要从严处理。制造单位应建立焊工技术档案,这么一来,对每名焊工的业务水平都能有个全面了解,这利于加强对焊工的管理,制定科学合理的焊工培训计划,对提高焊工专业素养、确保压力容器质量都大有裨益。
5、质量控制检测
在检测钢制压力容器产品的焊接接头性能如何时,要严格按照相关的检验规定认真执行,其中涉及到焊接试板的尺寸、数量等等。至于试样截取、试验项目、合格标准和复验要求,上述这些同样也要严格按照相关的技术操作规程认真执行。在检测有色金属制的压力容器产品质量如何时,则可依据钢制压力容器的设计图样及相关要求认真执行,关于拉伸试样的高拉强度具体标准要求主要有两条:一是不得小于母材材料的最低值;二是如果焊接接头的母材材料强度等级不同,那么拉伸试样的强度必须大于或等于强度等级低的那个。
结束语
压力容器的焊接是压力容器制造过程中的核心部分,一个压力容器的好坏,使用的寿命,使用的能力很大程度上取决于焊接质量的好坏,本文就常见的压力容器质量问题做出了解答方法和预防措施。
参考文献
[1]胡杨车平平尚英军刘怡.压力容器的焊接与管理[J].城市建设理论研究,2012(03).