化工压力容器焊接质量缺陷分析及控制措施

发表时间:2016/10/28   来源:《基层建设》2016年14期   作者:冯小军
[导读] 摘要:随着现代化进程的不断推进,石油化工及液体物料贮运基地在全球范围内的迅猛发展,压力容器已成为现代液体物流中心必不可少的重要设施之一,但与此同时压力容器也面临着失效破坏的威胁。本文以压力容器焊接质量的相关问题为研究对象,分别分析了压力容器焊接的常见缺陷及成因、缺陷的一般处理以及缺陷的修复和检验等措施。希望本文的研究能够给相关领域的研究带来帮助。

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        摘要:随着现代化进程的不断推进,石油化工及液体物料贮运基地在全球范围内的迅猛发展,压力容器已成为现代液体物流中心必不可少的重要设施之一,但与此同时压力容器也面临着失效破坏的威胁。本文以压力容器焊接质量的相关问题为研究对象,分别分析了压力容器焊接的常见缺陷及成因、缺陷的一般处理以及缺陷的修复和检验等措施。希望本文的研究能够给相关领域的研究带来帮助。
        关键词:压力容器;焊接质量;质量缺陷;控制措施;
        1压力容器常见焊接质量缺陷及其原因分析
        对压力容器进行焊接工作时,常会出现各种焊接质量缺陷问题,根据焊接质量缺陷的部位可以归纳为以下两类:①容器外部的质量问题,②容器内部的质量问题。
        1.1压力容器外部焊接质量问题及其原因分析
        在进行压力容器焊接时可能产生的主要外部焊接质量缺陷:第一,错边。错边会使压力容器在受到外力作用时,因局部应力加剧而出现容器变形的情况,大大降低了压力容器的使用安全性能,究其原因很可能是在设计的过程中没有设计好或者是对焊接技术的掌握不灵活;第二,焊接尺寸不合格的问题。主要是焊缝宽度的问题。在进行焊接工作时,焊接所用设备的电流强度不够将会使焊缝的宽度变窄,焊弧的长度过长也会出现焊接不规整等焊接尺寸不合格的问题。第三,咬边问题。有很多原因可能造成咬边的现象。例如,焊接时设备的电流过大,选用的焊接技术不规范等;第四,表面飞溅、悍瘤、凹坑等。导致上述缺陷的主要原因是不当的焊接工艺和技术。
        1.2压力容器内部焊接质量问题及其原因分析
        压力容器内部的质量问题主要有以下几个方面。(1)气孔。一般是焊接时留在熔池中的气泡没有及时逸出而形成。金属表面不洁净沾有少量油污,进行焊接时环境过于潮湿,焊接工作操作不规范等都可能产生气孔;(2)夹渣。在焊接时,焊缝中出现部分熔渣留在其中的现象可称之为夹渣,一般出现在不平滑的位置,如坡口边缘。主要原因是电流大小不符合标准,进行焊接工作时操作速度过快亦或是焊接的轨道不平稳等;(3)未焊透和未融合等缺陷。主要影响表现为当焊接接头没有完全熔融,焊接的两个工件之间没有进行完好的融合时会留有部分间隙,这对压力容器的稳定和密封性都造成了极大的影响;(4)裂纹,压力容器中常见的质量问题,其也是导致压力容器安全性能下降的一个重要的影响因素。材料在受到外力作用后,原子层面上的结合力被破坏,从而引起的容器界面出现裂纹的现象。裂纹是压力容器中最危险也是最值得注意的质量缺陷。产生裂纹的主要原因是材料本身的晶体结构中含有某些低熔点的杂质,外界的焊接作用力过大而材料来不及做出相应的变化。
        2压力容器焊接质量的控制措施
        压力容器具有高压、高温、低温、易燃、易爆、剧毒或腐蚀介质,一旦发生爆炸或泄露往往并发火灾、中毒等灾难性事故。因此有效的减少压力容器中可能的焊接质量缺陷是亟待解决的问题。通过以上对压力容器焊接过程中的质量缺陷进行的分析可知,对压力容器焊接缺陷进行控制时,可以从以下几个方面来减少焊接质量问题。首先在焊接前,明确材料的安全性;其次在焊接时,规范焊接人员的技术要求和操作要求;最后,在焊接结束后进行相关的检验以保证焊接质量缺陷达到最小。



        2.1焊接前的材料选择工作
        在进行焊接工作时,焊接质量的好坏与材料的选择和使用有着密切的联系。如果没有一个好的材料作支撑,再好的焊接技术和焊接工艺方法也无法保证焊接的优质质量。因此,进行焊接工作时首先要把好材料选择的关口。第一,明确材料是否具有合格的质量证书,是否符合国家对于此种材料制定的相关标准要求。第二,根据压力容器本身的力学性能设计要求,选择适合本压力容器设计的焊接材料。优先选择符合国家标准和拥有相关质量证书的材料。并仔细核查相关信息,以此来确保材料的真实性和可靠性。
        2.2焊接时的焊接工艺和操作规范
        焊接工艺焊接质量起着至关重要的作用。焊接的顺序、材料型号的选择、经过工艺计算后的压力容器的强度选择、用量大小以及焊接接头的焊接方式等都属于焊接工艺的范畴。因此进行压力容器的设计时,首先进行相应的工艺计算,并确定容器的厚度和应力最小点的位置。其次根据计算结果和相关的国家标准或者行业标准选择钢材和焊接
        方式。最后,根据压力容器的设计要求和焊工的相关实践经验,制定合理的焊接顺序、焊缝形状和坡度等。从而减少工件在焊接过程中的应力和形变。
        2.3焊接后的质量检测
        完成基本的焊接工作后,还要进行一项重要的检验工作。焊接过程中因人为因素,天气因素等或多或少都对焊接的质量会产生一定的影响。因此焊接检验工作是保证压力容器能够安全使用的一个关键步骤。这里所说的焊接检验特指完成焊接工作后的焊后检验。它是衡量焊接质量是否合格的一个重要的标准。主要方法有:
        (1)耐压试验;
        (2)无损探伤;
        (3)外观检验。
        对压力容器进行水压试验可以确认错边的压力容器是否需要重新进行加工制备。进行无损探伤的方法有很多,可以以此来判断材料内部可能出现的裂纹、构件残余应力或者其他的缺陷等。外观检测可以较快的识别压力容器的外观缺陷问题。例如,当压力容器出现未焊透和未熔合等缺陷的时候,可以检查其尺寸是否在规范所要求的范围内,如果在尺寸允许的范围中即可不进行返修处理。同样对于裂纹,如果其尺寸在允许的范围内,可采用通打磨的方式对裂纹进行修补,如若超过了尺寸允许的范围,则可采用补焊的方法进行修补。因此可以根据不同的工作来确定检测方法。可以综合利用焊后检测的三种方法,多层次多角度的进行压力容器的焊后检测以保证容器的安全使用。
        3结束语
        由上可见,压力容器在加工设计时,由于在焊接过程中影响焊接质量的因素很多。因此焊接过程中难免会出现错边、裂纹、咬边等焊接缺陷。但是通过对焊接缺陷的分析可以知道,在焊接过程中,通过明确材料的安全性能以及根据实际情况确定整个工序的工艺流程和操作条件,遵循相应的国家标准或者行业标准,做好焊接后的压力容器的检验工作可以大幅度降低焊接的质量缺陷,保证压力容器的质量和安全使用性能。
        参考文献
[1]刘彩梅.压力容器焊接质量控制[J].化学工程与装备,2013(08).
[2]王传莲.关于压力容器焊接缺陷评定标准中几个问题的探讨[J].装备维修技术,2012(02).
[3]刘彩梅.压力容器焊接质量控制[j].化学工程与装备,2010(08).

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