【关键词】低温钢；焊接材料；焊接工艺评定；线能量；低温冲击韧性
低温钢主要用于制造-20℃～-253℃低温下工作的压力容器管道等。
低温用钢的主要特点是在低温条件下具有足够韧性，并且钢的的脆性转变温度低于最低设计温度。低温钢主要为了适应石油化工生产需要发展起来的专业钢，低温钢主要分含Ni或不含Ni两大类。
低温钢中Ni、Mn等元素，能抑制脆性转变温度的提高为有益元素。而C、P、Si、O会提高脆性转变温度是有害元素，其中C、P的影响尤其为显著。低温钢回火温度过高，沿晶界会有碳化物析出分布长大，影响钢的低温冲击韧性。我们以板厚16mm09MnNiDR低温压力容器的焊接来论述低温钢焊接应注意的要点。
一、焊接工艺评定
低温钢通过调质处理后，有很细的晶粒度，焊接接头组织同样也要有细的晶粒度，才能保证有较大的晶界面积。影响焊缝的强度及低温冲击韧性的因素，主要是焊接线能量、焊接材料及操作方法。
E=ηIU/V
η――电弧有效功率系数
焊条电弧焊取0.8
E――焊接线能量（KJ、cm）I――焊接电流（A）
U――电弧电压（V）V――焊接速度（cm/s）
由此公式可以看出；焊接电流、电弧电压增大，焊接速度减小，会使焊接线能量增大。线能量增大，焊缝冷却凝固缓慢使焊缝厚度、宽度增加，焊缝结晶组织晶粒粗大晶界面积减小，焊缝晶粒间会出现连续的碳化物析出分布，使低温冲击韧性显著下降。同时新焊道对上一层焊道有回火作用，正常线能量的回火作用会使焊缝性能提高，而大的线能量会造成回火温度过高会降低低温冲击性指标，相关资料介绍，焊条电弧焊时线能量最大不能超过20KJ/cm。
低温钢焊接目前多数采用焊条电弧焊，前文以加以论证。正确选用焊接材料电焊条牌号。是保证焊接接头具有低温下使用性能的重要因素，而合金系统的选择和化学成分的确定，主要应保证低温性能为依据，因此，低温钢焊接时要选用良好低温韧性的特定合金系统和成分的焊条。目前，为了提高韧性，低温钢焊条多采用低氧氢型药皮，而且还要向熔敷金属中加入一定数量Ni元素。选用低温钢焊条时，按照使用性能（强度、塑性、韧性、耐腐蚀和抗氧化性等），应考虑如下因素；低温钢的化学成分、性能和焊接特点；焊接结构设计要求和工作条件；焊接方法和工艺特点。我们选用W707Ni；低温钢焊条。
W707Ni化学成分
由上可知W707Ni焊条无论是化学成分还是熔敷金属的力学性能都能满足09MnNiDR的焊接要求。选择直流焊机，反极性接法。
从以上分析可能看出；低温钢焊接时必须正确选择焊接材料及控制线能量，控制线能量尤为关键。因此我们对焊接工艺评定试板采用小的线能量多层多道焊，保持较低层间温度（提高过冷度），以获得较好的力学性能。试验试板的焊接必须由本单位有相应技能证书技术熟练焊工进行超作，严格遵守工艺操作规程。因为试板的焊接接头质量代表着所制造设备的焊接接头质量。试板坡口形式选择必须符合低温钢焊接要求。低温钢焊接时，在满足焊接根部焊透的状况下，坡口角度及间隙不应过大，应尽量减少焊缝金属的填充量，从而避免由于焊接应力较大而引起裂纹。但也不宜过小，过小的坡口尺寸会在焊缝中产生未熔合未焊透缺陷。正确选择坡口形式和尺寸，将获得焊接热影响区较小而力学性能较好的焊接接头。试验试件采取V型坡口60°±3°焊前清理必须彻底，坡口两端20mm之内用角向打磨机打磨漏出金属光泽，清理掉修蚀、氧化物薄膜及油污，避免焊接时产生气孔、未熔合、夹渣等现象。装配固定焊错边量要小于1mm反变形角度3°～4°，只有这样才能保证焊件的整体尺寸符合要求。整个焊接操作过程要严格遵守工艺要求，从引弧-运条-接头-收狐要无一疏漏。焊接工艺评定试板焊后经消应力处理，对试板进行力学性能试验取得较理想数据，说明制定的焊接工艺规范参数可以满足焊接要求。各项数据如下：
试板材料厚度焊接方法层数焊条牌号焊条规格焊接焊接A电弧电压V焊接速度cm/min线能量KJ/cm焊后热处理
09MnNiDR16SMAW166W707NiΦ3.2Φ4.080～110140～16022～2414～199～16消应力
焊接工艺评定力学性能
二、焊接生产操作
根据焊接工艺评定结果，编制焊接工艺规程。并对车间焊工进行培训及考核，取得相映资格证书。在焊接过程中必须按工艺规程去做，焊接工艺参数都是根据合格焊接试件评定数据而定的，不是工艺人员凭空设计出来的。如果不能完全贯彻工艺，偏离了这些规范参数，就会使焊缝性能出现偏差。采用较小的线能量所得焊缝薄而窄，而采用较大的线能量焊出的焊缝宽而厚，晶粒粗大，性能变差。焊条在使用时要按照工艺规定烘干保温随用随取。
这里重点提出的是，焊接试板的力学性能代表了设备所具有性能，试板力学性能不合格，代表设备焊接接头不合格。补做试件或重新调整设备热处理状态，既耽误工期又增加费用，甚至是设备无法通过检验而出厂，给企业带来损失。所以如何焊好试板就是整个设备制造中重要的环节之一。焊接操作过程中还应注意以下事项：
⑴、焊条的使用必须按照工艺要求烘干350℃-400℃保温一小时利用保温桶随用随取。
⑵、在焊接过程中必须满足的焊接条件下取较小的焊接电流，电弧电压和较快的焊接速度以保证得到较小的线能量。
⑶、采取多层道焊，每层焊到厚度低于3mm，层间温度在100℃～200℃左右，焊条坐直运动，不摆动，有利于控制焊道间回火温度，提高焊缝缝力学性能。
⑷、按正确焊接工艺顺序进行焊接，减小设备焊后不必要的应力产生。
⑸、尽可能减少焊接缺陷，提高焊缝金属密度和抗裂能力。
⑹、焊件装配间隙不能过大、过大会使焊接速度减慢，保护效果变差，使焊接线能量增大，影响焊缝力学性能。
三、结论
本文所示数据和分析可以看出焊接试板的力学性能代表着设备的具有性能。试板的力学性能不合格，代表设备焊接接头不合格，所以如何焊好试板是整个设备制造中重要的环节之一。低温钢焊接的好坏会直接影响压力容器在低温工况下正常运行，因此我们在焊接过程中在思想上要重视，加强理论知识学习，对图纸、工艺要求充分理解。正确选用焊接材料及焊接工艺参数，实际操作中严格执行工艺，重视试板的焊接及检验，确保焊接试板力学性能试验一次通过。
参考文献
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关键词：质量控制，压力容器，策略，探讨
中图分类号：TH49文章标识码：A文章编号：1672-2310（2015）11-002-040
前言：现阶段，压力容器广泛的在石油、制药、冶金以及化工领域应用，与人们的学习、工作以及生活密切相关。一旦在设计、安装以及制造的过程中出现质量问题，就会引发严重的安全事故，危险程度无法估量，为了能够在使用中拥有安全保障，压力容器的质量控制显得尤为重要。本文针对压力容器的制造过程中对质量起到影响作用的因素进行分析，找到质量控制的措施。
1.压力容器质量的概述
压力容器其质量主要由三部分组成，主要包括设计、制造、安装三个方面，在这三个环节中制造质量最为关键。压力容器属于特种设备，其设计质量好坏是关系到它的整体质量的重要环节，一些厂家选择的设计单位由于缺乏相应技术水平，会出现设计标准不正确的情况。因此，为了提升整个压力容器制造行业的水平，必须加强质量控制。只有在制造过程中，把握好每一个细节，控制好各个方面的质量细节，才能制造出高品质的压力容器产品。
2.压力容器在制造重要环节的质量控制策略
2.1材料以及零部件
在进行压力容器的制造中一个重要的质量控制环节就是对于优质零部件及原料的选择，相应制造商必须对对压力容器制造材料，部件（协外购件）的采购，检验，标识，贮存，销售和使用做出相关的规定，以确保压力容器的材料、零部件的质量和准确性，保证其制造质量，具体控制措施如下：企业采购人员在编写采购文件时应当严格根据设计图纸及采购说明，同时选择性价比较高的供货方进行合同的签订并采购，必须注意在合同中应有质量保障协议以及验货方式。采购来的原料及零部件入厂后，检验人员必须严格按照相关标准与规定进行检测与确认，对于合格准予入库，不合格品要隔离处理。此外，仓库中必须依照相应的零部及原料型号、材质、规格以及批号等标准来分区管理，以防误用。如果使用的材料和图纸设计要求不同，需要办理材料代用相关手续后方可进行领发料。
2.2工艺
在压力容器的整个制造阶段应当都有严格控制，以此来保障产品质量符合相应的法规及标准要求，让工装模具、制造技术以及生产管理都能够严格按照要求完成。
第一，压力容器应编制工艺卡片，工序卡片等相关工艺文件，来对批量生产的容器制定整理的规程，对新工艺、新技术的含量较多的压力容易，需要制定工艺方案。
在相关工艺文件完成之后，严格的执行时最为关键的，因为，如果在实际生产过程中由于未按照工艺要求进行生产，那么在后续的外观检查环节中就会不能符合相关要求。
2.3焊接
（1）焊接工作人员。作为压力容器焊接人员，必须具备焊接人员特种资格证书，只有具备证书者才能在证书有效期内进行相关项目的工作，严格禁止超项焊接以及无证焊接现象的产生。焊接工作人员一定要严格的依照焊接工艺规程进行工作。
（2）焊接材料。焊接材料必须首先符合国家以及行业标准，其次需要按照相关规范和相关标准的具体要求进行检测、入库以及使用。
（3）焊接工艺。将焊工焊接工艺文件当作指导的关键性文件，需根据压力容器设计技术要求、规程和工艺评定制定焊接工艺的相关指导政策。
（4）产品的焊接。产品焊接环境，焊接工艺和焊接检验必须按照规定的焊接工艺和焊接守则的标准来执行。
（5）焊接设备。要求所有焊接相关设备应专人管理，电流表装置，电压表装置必须按照规定附合格标签，保障其能够在有效使用期范围内使用。
（6）焊接修复。焊接接头的无损检测时发生过大的缺陷，应当分析缺陷产生的原因，并制定相应的维修或焊接程序。一次焊缝的返修需要经由焊接扶着人员提供相应的审批，超过两次的焊接返修则需要报告给质量工程师，由质量工程师提供焊接审批表格，严格按照返修流程执行的规定，维修后的焊件，也必须按照原检验要求进行重新检查。
（7）焊接记录。焊接现场焊接记录也作为压力容器制造过程中影响焊接质量记录的一个重要因素应该反映真实的整体焊接条件。例如，每一个焊缝焊接过程中使用的焊材，电特性以及焊接设备，焊接烘烤的情况，焊接工艺的参数，后热和预热等其他条件。
2.4无损检测
为了保障压力容器产品质量，必须对其进行相应的无损检测工作，这也是产品质量的重要保障手段，因此，相关无损检测人员一定要经过培训，考核，必须具备特种设备作业人员证书。完成了整个压力容器焊接工作之后，根据相关的质量要求，对所有的焊缝进行检查的工作，按照预定比例进行无损检测，主要内容包含两部分：焊缝表面非破坏性测试和内部焊接的无损检测。对检测结果中明确需要进行返工的，由检测人员提供返修单进行返修。
2.5耐压测试
压力容器的耐压测试是容器完工之后，用来检验产品密封性以及强度的，借以确保运行过程中的安全性。必须依照国家标准严格执行。如有渗漏，必须重新修补。
总结：
综合以上，随着现代科技的迅猛发展以及新工艺、新材料的广泛应用，目前，我国对于压力容器质量方面的要求也在逐渐提高，本文通过对压力容器生产过程中的应喜丧因素进行分析，找到制造过程中重要环节的质量控制措施，借以为从业人员提供帮助。
参考文献：
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关键词：压力容器；制造；焊接工艺；承压产品
一、前言
从目前压力容器产品制造过程来看，焊接作为主要工序，焊接质量对产品的整体质量和安全性影响较大。为了保证焊接质量满足要求，应在承压部件施焊之前按NT/T47014《承压设备焊接工艺评定》进行焊接工艺评定，保证焊接接头的力学性能、弯曲性能或堆焊层的化学成分都能符合规定要求，达到提升焊接工艺可行性的目的。为压力容器产品制造提供有力支持。
二、压力容器用低合金耐热钢及其焊接性分析
耐热钢是一种应用极为广泛的金属材料，是化工、石油化工、火力发电等领域不可或缺的关键材料。耐热钢是化学成分、组织和性能十分复杂的合金体系。这些金属材料的加工技术和焊接技术比较复杂，需要高度重视并加以认真研究分析。通过分析可知，压力容器产品制造中的耐热钢及其焊接特性主要表现在以下几个方面：
1、焊接接头性能应满足下列几点要求。
（1）接头的等强性和等塑性，不仅应具有与母材基本相等的室温和高温短时强度，而且更重要的应具有与母材相当的高温持久强度，并具有与母材相近的塑性变形能力。
（2）接头的抗氢性和抗氧化性，接头应具有与母材基本相同的抗氢性和抗高温氧化性。
（3）接头的组织稳定性，焊接接头在制造过程中，特别是厚壁接头将经受长时间多次热处理，在运行过程中则处于长期的高温、高压作用下，为确保接头性能稳定，接头各区不应产生明显的变化及由此引起的脆变或软化。
（4）接头的抗脆断性，为了保证焊接接头具有一定的韧性，保证其抗拉性能和屈服性能满足要求，接头的抗脆断性应满足需求。
（5）接头的物理均一性，接头应具有与母材基本相同的物理性能。
2、低合金耐热钢含有一定量的合金元素，因此它与低合金高强钢都具有一些相同的焊接特点，而又由于其含有一些特殊的微量元素及其不同的介质工作环境，所以也有其独特的焊接特点。
（1）淬硬性，钢的淬硬性取决于它的含碳量，合金成分及其含量。低合金耐热钢中的主要合金元素为铬和钼等能显著地提高钢的淬硬性。
（2）再热裂纹倾向，低合金耐热钢焊接接头的再热裂纹（亦称消除应力裂纹）倾向主要取决于钢中碳化物形成元素的特性及其含量以及焊后热处理温度参数。
（3）回火脆性（长时脆变），铬钼钢及其焊接接头在370～565℃温度区间长期运行过程中会发生渐进的脆变现像，称为回火脆性或长时脆变。
三、压力容器用耐热钢焊材选用分析
考虑到压力容器产品的特殊性以及对焊接质量的要求，在焊接过程中应重点做好焊材的选择，只有根据母材合理选择焊材，才能达到提高焊接质量的目的。从目前压力容器产品的焊接来看，焊材的选择应遵守以下原则：
1、与低合金高强钢相同，焊缝金属和母材等强度原则仍是低合金耐热钢焊材选用的基本原则，在压力容器产品焊接过程中，焊缝填充金属必须与母材具有相同的强度，只有二者强度一致，才能减少裂纹的发生，提高焊缝的融合度，满足焊接要求，提高焊接质量。所以，在焊材选择中应保证焊缝金属与母材强度一致。
2、为使其焊缝金属具有与母材同样的使用性能，因此要求其焊缝金属的铬、钼含量不得低于母材标准值的下限。考虑到压力容器产品需具有较强的承压性能，因此压力容器母材中的铬和钼的含量应达到一定标准。基于这一现实需求，在焊材选择中，焊缝金属应与母材具有相似的特性，应保证金属含量与母材相同，满足焊接的实际需要。
3、为保证焊缝金属有同样小的回火脆性，应严格限制焊材中的氧、硅、磷、锑、锡、砷等微量元素的含量。在焊材选择中，由于焊材在生产过程中为了满足强度及热量等指标，焊材中会加入一定量的微量元素。但是微量元素的加入会使焊缝金属带有一定的回火脆性，为了减小焊缝金属的回火脆性，应选择焊材中氧、硅、磷、锑、锡、砷等微量元素较小的产品。
4、为提高焊缝金属的抗裂性，应控制焊材中的含碳量低于母材的碳含量，基于压力容器产品的质量和安全性要求，在焊接过程中，焊接强度是保证压力容器产品质量和载荷的重要指标。为了提高焊接强度，需要有效消除焊接裂纹，提高焊缝金属的抗裂性。为此，我们应选择低碳焊材来实现这一目标。
四、压力容器用耐热钢焊接要点分析
考虑到焊接是压力容器产品制造的重要工序，焊接质量是整个压力容器产品质量控制的重点内容，只有不断提高焊接质量才能满足压力容器产品制造要求。从目前压力容器产品焊接过程来看，耐热钢焊接要点主要表现在以下几个方面：
1、预热与层间温度
在焊接过程中，为了保证焊缝质量达到要求，应在焊接之前对焊接温度进行了解，对于温度不达标的，应采取预热的措施提高焊接温度，并保证焊接时层间温度不低于预热温度，从温度的角度保证焊接成型满足实际需要，减少焊缝裂纹的发生，提高焊缝的抗拉性能和弯曲性能。
2、焊后热处理
在焊接过程中，有些特殊材质由于材质本身要求，需要在焊接之后进行热处理，以提高焊缝整体强度和焊接质量。对于有热处理需求的焊接工序，我们应在熟悉焊接工艺的基础上，在焊接之后增加热处理工序，并对焊缝进行重点处理，使焊缝质量满足实际要求，达到提高焊接质量的目的。
3、后热和中间热处理
对于特殊材质的压力容器，在焊接之后不能马上进行热处理，需要间隔一定时间之后再进行焊缝热处理。例如Cr-Mo钢容器的壁厚、刚性大、制造周期长，焊后不能很快进行热处理。为防止焊件在焊后热处之前产生裂纹，是简单而可靠的措施是将接头作2-3h的低温后热处理。后热处理的温度按钢种和壁厚而定。一般在250-300℃之间。
4、焊接规范--的选择
在压力容器的焊接过程中，对焊接方法、焊接速度、焊接电流、焊接电压和焊材选择都有严格按照焊接工艺的规定。为了保证压力容器产品的焊接质量满足实际需要，我们应在制定焊接工艺之前应按NB/T47014选择适当的焊接规范进行预焊接试验，并对预焊试件按要求进行各项试验，各项试验都合格后，焊接工艺人员将按照焊接工艺评定和产品结构特点编制相应的、可指导焊工操作的焊接工艺文件。
五、结论
通过本文的分析可知，在压力容器制造过程中，焊接作为主要工序，其质量关系到产品的整体质量和安全性。因此，我们应必须制定完善的焊接工艺，对焊接工序进行有力支撑，从容器产品的焊接特性、焊材选择和焊接要点方面加深对焊接工艺的理解。
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关键词：压力容器；焊接；质量控制
据有关数据统计，目前国内外的压力容器安全事故在不断的发展，并且有逐年上升的趋势。在对这些事故进行分析之后，发现导致事故发生的主要原因是焊接质量不过关。而焊接质量的不过关主要和工序质量的不合格有着很大的关系。作为一种工业产品，压力容器的质量和工序质量有着直接的关系，只有优良的工序加工质量才会让产品的质量得到保证。压力容器生产工序比较复杂，以下是一些基本的环节：边缘加工、材料矫形、去污除锈、热处理、质量检验、安全评定、成形组装以及展开切线等。对于每一道工序来说，其质量都受到多重因素的影响。因此，很有必要对影响工序质量的各种因素进行分析，这样才能提出一些针对性的建议和措施。
1.影响工序质量的因素
影响工序质量的因素主要有以下几个方面：人员、环境、工艺方法、原材料以及机械设备。每一个影响因素对焊接质量的影响是不同的，程度有很大的差异。以下是关于这五个方面因素的分析。
1.1.操作人员的因素
焊接方法不同，那么对操作人员的依赖程度就会有差异。对于手工操作来说，气体保护焊接和焊条电弧焊是关键的程序，在手工操作中占据着支配的地位。在焊接的过程中，工作人员的态度和专业技能非常的重要。有的埋弧的自动化水平比较高，也离不开人的操作，无论是施焊还是对参数进行调节。有的半自动焊中电弧沿焊接方向的移动也离不开人为的操作。而目前，有的焊接人员的职业道德比较差，对工作的责任心差，有的粗心大意，有的不严格的遵守焊接工艺规程。
1.2.机器设备的因素
焊接质量会受到机器设备的影响，比如：可靠性、性能以及稳定性等。有的设备的自动化程度、复杂和机械化的程度都比较高，此时焊接质量会严重的受到其的制约和影响，因此必须保证这类机器设备的稳定性和性能。
1.3.原材料的因素
原材料也是一个重要的因素，在焊接中用到的焊接材料包括：保护气体、焊丝、焊剂以及焊条等。只要原材料的质量得到了保证，焊剂质量才会提高。可以说，原材料是保证焊接质量的前提和基础。
1.4.工艺方法因素
焊接质量对工艺方法的依赖性非常的强，是其中一个关键的因素。因此，要想保证焊接质量，就需要对工艺严格的执行，在制定工艺时也要合理和科学。针对某一材料和某一产品要开展焊接工艺的评定，之中就可以进行焊接工艺规程的制定了，此时要参考图样技术要求和合格的工艺评定报告。书面形式的焊接工艺说明书和工艺卡是工作人员的参考和指导依据，其都是工作人员根据自己的生产经验，产品的具体技术要求编制出来的。因此，一个明显的特点就是谨慎性和严肃性比较强，这样焊接质量才能得到保证。此外，不能随意的改变工艺参数，必须具有充分的依据和论证。执行力度也要加强，要严格。
1.5.环境因素
焊接质量对环境的依赖程度比较大，这和其在室外露天进行有着直接的联系。外界自然条件的变化会对焊接质量产生影响，比如：风力、雨雪天气、深度以及温度等。
2.压力容器焊接质量控制的措施
2.1.操作人员方面
人员一定要具备上岗的资格，只有专业、合格的操作人员才能保证焊接操作工作的质量，才能提高工作效率。无论是谁在上岗之前必须就有有关的资格认证证书。此外，一定的操作经验也是要具备的，对于一些具有丰富操作经验的人才，要积极引进，为操作岗位增添新鲜的血液。定期对这些操作人员进行培训。配备一些焊接检查人员来岁焊接质量进行监督，焊接检查记录要做好，并保存完整。针对标记内容、焊工钢印以及标记部位做出明确的规定，构建工标记管理制度。
操作人员要对业务非常的熟悉，此外工作的责任心要非常的强。也可以和先进的工作者一块进行学习和进修，对操作学习知识的讲座要及时的参加和认真的听讲，并及时做好笔记，努力将这些知识运用到自己的操作工作之中去。最后，加强和一些经验丰富的操作人员的经验交流。此外，完善奖惩制度，做到职责明确，严格实行奖励和惩罚，提高员工的工作积极性，提升工作效率。
2.2.机器设备方面
要想让焊接质量得到保证，一个重要的途径就是对机械设备进行规范。无论是设备的供应商还是生产商都要具有有关的生产经营资格。供货渠道一定要得到保证。此外，验收工作也不能忽视。
为了让焊接工序质量得到保证，工作人员还需要从以下几个方面做起：
2.2.1.对设备进行定期的检修、保养以及维护等。
2.2.2.焊接设备上的各种仪表实施定期的校验，比如气体流量计、电流表以及电压表等。2.2.3.设备状况的技术档案的构建不能疏忽。
2.3.原材料方面
严格的执行材料管理制度，在选择原材料时选择一些产品质量好，口碑好的供应厂。为了让原材料的可追溯性得到保证，要建立材料的标记移植制度。
2.4.工艺方法方面
工艺方法方面需要做的工作是：
2.4.1.在进行焊接工艺的评定时，要按照有关的标准进行。
2.4.2.在编制焊接有关的工艺文件时，要启用一些经验丰富的技术人员。
2.4.3.加强焊接现场的管理力度。
2.5.环境方面
这些工作比较简单，当环境因素有变动，不符合做工时，进行适当的预热就可以了。
其他方面。一定要制定出切实可行的安全管理制度和措施，这一点是十分必要的。在制定制度时，要根据以下因素：施工生产的每个环节、每一道工序的特征，这样才能更好的制定安全风险预测，才能制定出对应的保证措施。此外，还要落实到人，这样项目中的各个环节和每道工序才会处于管理之下，管理才会更加具有针对性。
3.结束语：
笔者对影响焊接质量的因素进行了逐个分析，即：操作人员的因素、机器设备的因素、原材料的因素、工艺方法因素以及环境因素，在此基础上提出解决方案。希望这些分析对提高我国压力容器制造质量具有借鉴意义。
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关键词：压力容器；焊缝缺陷；缺陷检测；补焊修复
中图分类号：TG441文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）24-0032-02
1压力容器焊缝缺陷的检测
某压力容器属大型加氢反应器，其主要技术参数为：总重量>600t、主体材质为Cr-Mo钢、内壁堆焊为6mm厚不锈钢、设计压力为15.2MPa、壳体厚度为202mm。该大型加氢反应器的被检焊缝为28mm宽U型坡口环焊缝，先对其采取100%超声检测。检测结果显示，该环焊缝整体皆存有缺陷，其中缺陷集中分布在150～200mm范围内，此外该环焊缝的缺陷当量较小，结合承压设备无损检测（JBT4730.1-2005）可确定，该环焊缝应达到Ⅰ级要求。
1.1检测器材的选择、检测面的准备、仪器的调节
本次检测选择CTS-22型模拟超声波探伤仪及耦合剂。为了适应较厚工件对超声横波灵敏度与穿透能力的要求，此次检测选用折射角45°、晶片尺寸20mm×20mm、频率2.5MHz的2.5Z20×20K1型探头，同时选用CSK-ⅣN0.4试块。横波斜探头对压力容器焊缝缺陷的检测通常包括探头移动区与检测区两大检测面，其中检测区的宽度为焊缝自身宽度+焊缝两侧各10mm；探头移动区为303mm。此外，必须及时把上述检测面的氧化皮、飞溅物、油污等物质清除干净。关于检测仪器的调节，具体做到如下方面：利用深度定位法与CSK-ⅠA试块，对仪器的扫描速度进行定位，即满屏幕200mm；把灵敏度调至要求水平，再找出CSK-ⅣANo.3试块的25%、50%、75%位置Φ9.5mm×40mm长横孔反射回波的最大值，同时作出DAC曲线；把扫查灵敏度调至14dB。
1.2焊缝缺陷的检测
对压力容器焊缝缺陷进行超声波检测通常需遵循如下操作流程：利用锯齿把焊缝缺陷波扫查出来采用左右、前后、环绕、转角等方式对缺陷波进行扫查对焊缝缺陷的动态波形进行跟踪观察测出焊缝缺陷的当量准确推断出焊缝缺陷的分布方向。若采用折射角45°频率2.5MPa的斜探头对焊缝缺陷进行检测，可发现某些显著的缺陷波形信号出现在荧光屏的右侧。由于上述检测未对灵敏度检测完毕后的缺陷波行进行调整，则正常检测出缺陷波形信号仅能维持到荧光屏的1/5。由此可见，有必要把压力容器焊缝缺陷的当量调至Φ9.5×40-16Db～Φ9.5×40-10dB范围内。
1.3检测过程分析
针对某些呈现出显著缺陷波的部位，最好对其进行气切割取样，同时采用机械加工法把试样表面的淬硬层去掉，之后再对其做磨平与抛光处理。处理结果显示，由超声检测定位的部位存有四处缺陷，且皆分布在熔合线的位置。除此以外，再次通过金相显微镜对其中一处经抛光处理好的焊缝缺陷试块进行观察可发现，该处缺陷存有显著的尖端及微量的杂质，同时呈现出裂纹的形貌。若再次通过扫描电镜放大缺陷显微区域，结果发现焊缝缺陷具有沿晶界随性网状裂纹性质。此外，扫描电镜成分定性结果显示，焊缝缺陷部位S、Ti、Cr、Nb元素的含量非常高，其中以S元素为甚。由此可见，该压力容器焊缝缺陷主要由Ti元素的C与N非平衡化合物与杂质、S元素沿晶界偏聚所致。
2压力容器焊缝缺陷的补焊修复
根据国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）及《压力容器安全评定系统》，主要就压力容器焊缝缺陷提出如下补焊修复措施：
2.1压力容器焊缝缺陷的表面打磨处理
由《压力容器安全评定系统》可知，若压力容器焊缝的表面裂纹深度≤4mm，其很难引起焊缝出现断裂时效问题，则无需对裂纹深度4mm，裂纹补焊之前必须使用角向磨光机对坡口进行磨平处理，直至距离裂纹两端10～15mm，同时必须把表面坡口位置的表面硬化层和杂质清除干净，以便补焊作业的顺利开展。
2.2压力容器焊接裂纹的补焊
压力容器焊接裂纹的补焊通常被认为是整个压力容器修复技术的关键工序。一般而言，压力容器焊缝裂纹的成因分析、消氢处理、裂纹打磨、安全评定、热处理降低残余等手段可为焊缝裂纹补焊工序提供有利的条件及理论依据。尽管压力容器焊接裂纹的补焊可使原有裂纹的缺陷被彻底消除，但同时也可能由此衍生出一系列新的缺陷，如未熔合、夹渣、冷裂纹、气孔、结晶裂纹等，则必须对压力容器焊接裂纹的补焊工艺进行严格把控。补焊工艺的选择通常需坚持如下原则：以控制残余应力的增加为前提条件，以达到控制新裂纹产生及满足既定机械性能为标准，此外，压力容器焊缝裂纹的补焊还需注意如下事项：尽量控制好残余应力与热应力；尽可能规避马氏体组织的出现，同时需严格控制焊缝及其影响范围内的氢含量。
2.3补焊后的热处理
为了有效控制焊接残余应力及提高压力容器的使用性能，压力容器焊接缺陷补焊后通常需进行热处理。补焊后的热处理之前，同时需对补焊位置的表面进行打磨处理，此时必须把打磨的平滑度控制到一定的标准。待探伤合格后方可开始局部退火热处理，具体的工艺条件包括：加热器具使用自制丙烷加热器（该加热器具备使用灵活、加热均匀、效果显著等特征），此时加热宽度范围的确定方式如下：
B=5
式中，B为加热宽度；R为筒体半径；t为筒体壁厚。热处理的实施步骤通常为：加热升温保温降温缓冷。此外，测温笔必须与温度仪配合使用，而测温的频率通常保持1次/20min。
参考文献
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