压力容器焊接技术研究

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钢制压力容器的焊接技术

钢制压力容器的焊接技术

压力容器的焊接技术随着工程焊接技术的迅速发展,现代压力容器也已发展成典型的全焊结构。

压力容器的焊接成为压力容器制造过程中最重要最关键的一个环节,焊接质量直接影响压力容器的质量。

第一节碳钢、低合金高强钢压力容器的焊接一、压力容器用碳钢的焊接碳钢根据含碳量的不同,分为低碳钢(C≤0.25%)、中碳钢(C= 0.25%~ 0.60%)、高碳钢(C≥0.60%)。

压力容器主要受压元件用碳钢,主要限于低碳钢。

在《容规》中规定:“用于焊接结构压力容器主要受压元件的碳素钢和低合金钢,其含碳量不应大于0.25%。

在特殊条件下,如选用含碳量超过0.25%的钢材,应限定碳当量不大于0.45%,由制造单位征得用户同意,并经制造单位压力容器技术总负责人批准,并按相关规定办理批准手续”。

常用的压力容器用碳钢牌号有Q235-B、Q235-C、10、20、20R 等。

(一)低碳钢焊接特点低碳钢含碳量低,锰、硅含量少,在通常情况下不会因焊接而引起严重组织硬化或出现淬火组织。

这种钢的塑性和冲击韧性优良,其焊接接头的塑性、韧性也极其良好。

焊接时一般不需预热和后热,不需采取特殊的工艺措施,即可获得质量满意的焊接接头,故低碳钢钢具有优良的焊接性能,是所有钢材中焊接性能最好的钢种。

(二)低碳钢焊接要点(1)埋弧焊时若焊接线能量过大,会使热影响区粗晶区的晶粒过于粗大,甚至会产生魏氏组织,从而使该区的冲击韧性和弯曲性能降低,导致冲击韧性和弯曲性能不合格。

故在使用埋弧焊焊接,尤其是焊接厚板时,应严格按经焊接工艺评定合格的焊接线能量施焊。

(2)在现场低温条件下焊接、焊接厚度或刚性较大的焊缝时,由于焊接接头冷却速度较快,冷裂纹的倾向增大。

为避免焊接裂纹,应采取焊前预热等措施。

二、压力容器用低合金高强钢及其焊接特点①热轧、正火钢屈服强度在294Mpa ~ 490MPa之间,其使用状态为热轧、正火或控轧状态,属于非热处理强化钢,这类钢应用最为广泛。

②低碳调质钢屈服强度在490Mpa ~ 980Mpa之间,在调质状态下使用,属于热处理强化钢。

锅炉压力容器焊接方法及焊接工艺探讨

锅炉压力容器焊接方法及焊接工艺探讨

锅炉压力容器焊接方法及焊接工艺探讨一、简介锅炉压力容器是工业生产中常见的设备之一,用于储存和传输压力大的流体或气体。

在制造锅炉压力容器时,焊接是其中一个不可或缺的工艺环节。

正确的焊接方法及焊接工艺对于保证锅炉压力容器的安全运行至关重要。

本文将针对锅炉压力容器的焊接方法及焊接工艺进行探讨,以期对相关行业人士有所帮助。

二、焊接方法及焊接工艺(一)焊接方法1.手工电弧焊手工电弧焊是一种常见的焊接方法,利用电弧产生高温,熔化母材和填充金属,实现焊接连接。

这种方法成本低、操作灵活,适用于一些较小型的锅炉压力容器的制造。

不过,由于该方法受操作者技术水平的限制,焊接质量和稳定性相对较差。

2.气体保护焊气体保护焊是利用氩气、氩气二氧化碳混合气体或其他惰性气体来保护焊接区域,防止氧气和水汽的影响,使焊缝质量更好的一种焊接方法。

该方法适用于高要求的焊接任务,如焊接厚板、精细焊接等。

在锅炉压力容器的制造过程中,气体保护焊常用于焊接厚壁压力容器、管道等部件。

3.激光焊接激光焊接是一种高能、高密度的热源焊接方法,利用激光束进行材料熔化和连接。

该方法焊缝热影响区小、变形小,适合对焊接质量要求较高、对材料有限的热变形的零部件进行焊接连接。

不过,激光焊接设备成本高,适用于高精度、高质量焊接的生产工艺。

(二)焊接工艺1.预热在焊接锅炉压力容器时,预热是一个必不可少的环节。

预热能够有效降低焊接材料的硬度,减少焊接热裂纹和残余应力,提高焊接接头的冷脆性。

一般情况下,预热温度应根据焊接材料的种类和规格来确定,通常在150~200摄氏度之间。

2.焊接材料选择焊接材料的选择对于焊接质量和连接强度至关重要。

通常情况下,焊接材料的选择应考虑与母材的相容性、焊接操作性和焊接后的材料性能等因素。

在焊接压力容器时,应根据设计要求和使用环境来选择适当的焊接材料,以确保焊接接头的质量和可靠性。

3.焊接工艺控制焊接工艺控制是保证焊接质量的关键环节。

在焊接锅炉压力容器时,应根据设计要求和焊接材料的特性,合理选择焊接工艺参数,如焊接电流、电压、焊接速度等,保证焊接接头的质量和可靠性。

压力容器焊接新技术及其应用

压力容器焊接新技术及其应用

压力容器焊接新技术及其应用
压力容器焊接新技术主要包括自动化焊接技术、激光焊接技术和等离子焊接技术等。

这些新技术在提高焊接质量的还能够提高工作效率,减少人为因素对焊接质量的影响,从
而大大提升了压力容器的安全性和可靠性。

自动化焊接技术是目前最为成熟的焊接新技术之一。

通过自动化设备对焊接过程进行
监控和控制,可以有效减少焊接变形和气孔的产生,提高焊接质量和稳定性。

自动化焊接
技术不仅能够适应各种复杂的焊接形式,还能够实现多种焊接方法的自动切换,提高了焊
接设备的利用率和灵活性。

激光焊接技术则是近年来备受关注的一项新技术。

激光焊接技术具有焊缝窄、热影响
区小、焊接速度快等优点,可以实现高速、高效、高质量的焊接。

在压力容器焊接中,激
光焊接技术不仅能够实现对各种材料的焊接,还能够在一定程度上减少金属材料的热影响,提高了焊接的精度和稳定性,大大提高了压力容器的使用寿命。

压力容器焊接新技术的应用在工业领域得到了广泛的认可和推广。

通过采用这些新技术,许多传统焊接难题得到了有效解决,使得焊接工艺更加稳定和高效。

新技术的应用也
为压力容器的设计和制造提供了更多的可能性,使得压力容器在承受更高压力和更复杂场
景下依然能够保持稳定和安全。

除了上述介绍的具体新技术,还有很多其他的新技术正在不断涌现,比如激光等离子
复合焊接技术、数字化焊接技术等,这些新技术为压力容器的焊接提供了更广阔的发展空间。

相信随着技术的不断进步和创新,压力容器焊接新技术将会得到更广泛的应用和推
广。

压力容器焊接的新技术与应用探讨

压力容器焊接的新技术与应用探讨

压力容器焊接的新技术与应用探讨摘要:近些年来,我国的冶金装备处在不断的发展当中,压力容器在钢开发方面也开始具有较好的条件,在这样的发展背景之下,存储类压力容器的钢开发也开始出现先的发展趋势,不管是在品质还是在品种方面,基本上开始逐渐实现系列化,使得其从开发到应用的时间周期大大缩短,很多大型的球罐用钢材料也不能仅仅依靠进口。

本文主要论述了压力容器焊接技术的发展现状以及三种压力容器焊接的新技术及应用。

关键词:压力容器焊接技术应用在工业生产过程当中,压力容器是一种必不可少的重要设备,现在已经被广泛应用到了文体教育、医疗卫生、国防、科研以及石油化工等各个部门当中,压力容器具有类型复杂和数量多的特点,不仅需要承受相关介质贮存的压力,还需要常常受到容器内相关介质产生的影响,如果稍微出现偏差,就很容易导致安全事故的发生,因此,压力容器的焊接质量如何是容器在制造过程当中需要面临的重要问题,将压力容器自身的焊接缺陷控制在相应的标准范围内,对于保障人民的生命安全、财产安全、保证压力容器安全运行、促进社会的现代化建设都会起到非常重要的作用。

一、压力容器焊接技术的发展现状近些年来,我国的冶金装备处在不断的发展当中,压力容器在钢开发方面也开始具有较好的条件,在这样的发展背景之下,存储类压力容器的钢开发也开始出现先的发展趋势,不管是在品质还是在品种方面,基本上开始逐渐实现系列化,使得其从开发到应用的时间周期大大缩短,很多大型的球罐用钢材料也不能仅仅依靠进口。

当今社会,全球经济都处于快速的发展当中,石油安全已经逐渐成为每个国家经济安全中的重大战略,保证能源安全的最有效途径就是对战略石油进行储备,以便有效应对短时期内的石油供应冲击,大型原油储存装置在施工的过程中运用了大热高效的输入焊接技术,在采用钢板时也应当与之相对应,但是使用大热输入焊接的方法容易造成接热影响区的韧性和强度出现恶化,随着焊接热输入的不断提高,其韧性和强度也正在不断下降,这就要求在焊接的过程中,需要克服接热影响区的性能恶化,大型的储罐多是采用大热的输入用钢,其开发对技术要求也较高,并且开发的难度较大,本世纪初,已经基本上实现了部分钢材的国产化发展。

压力容器制造过程中异种钢焊接工艺及无损检测方法研究

压力容器制造过程中异种钢焊接工艺及无损检测方法研究

压力容器制造过程中异种钢焊接工艺及无损检测方法研究摘要:《固容规》中提出对异种钢焊接进行表面无损检测,因为异种钢焊接后容易产生焊接缺陷。

然而,目前安全技术规范和标准对异种钢的概念并未明确界定,导致在实际工作中存在争议。

本文查阅了相关法规、标准和文献资料,对异种钢的概念、焊接和检验要求进行了研究分析,旨在为制造压力容器提供一定的指导意义。

文章阐述了异种钢的分类和焊接注意事项,并讨论了射线检测、超声检测和渗透检测等无损检测方法在压力容器制造中的适用性。

关键词:压力容器,异种钢,焊接工艺引言随着现代工业的发展,异种钢的应用在压力容器制造中日益广泛。

然而,由于异种钢在化学成分和力学性能上与常用钢材存在较大差异,其焊接后容易产生焊接缺陷,给压力容器的安全性和可靠性带来潜在威胁。

为了确保制造出高质量、符合规范的压力容器,对异种钢焊接进行表面无损检测显得尤为重要。

一、异种钢的概念及焊接注意事项1.1 异种钢的概念异种钢是指在钢材中,其化学成分和力学性能与常用材料存在较大差异的钢种。

由于相关法规和标准并未明确定义异种钢的具体分类,因此可以根据金相组织的特点来进行划分。

(1)珠光体钢珠光体钢是一类常见的钢材,其组织主要由珠光体相构成。

珠光体钢通常包括碳钢、不锈钢等。

虽然这些钢种组织类型相同,但由于化学成分和其他性能的差异,也被视为异种钢。

(2)马氏体-铁素体钢马氏体-铁素体钢是一类含有马氏体和铁素体相的钢材。

这些钢种在组织上具有一定的复杂性,其化学成分和性能与珠光体钢存在显著区别,因此也归类为异种钢。

(3)奥氏体钢奥氏体钢主要由奥氏体相组成,其特点是高强度和优异的耐热性。

奥氏体钢与珠光体钢或其他钢种在化学成分和性能上有明显的差异,因此也属于异种钢范畴。

(4)异种有色金属焊接和钢与有色金属焊接除了钢材中的异种钢,还存在于有色金属与钢材之间的焊接。

这类异种金属焊接通常涉及不同材料的结合,其化学成分和性能相差较大,因此也需要特殊考虑。

压力容器焊接技术要求

压力容器焊接技术要求

压力容器焊接技术要求一、引言作为一种重要的工业设备,压力容器在石油、化工、能源等领域应用广泛。

而焊接是制造压力容器时常用的连接方法之一。

本文将围绕压力容器焊接技术要求展开探讨,包括焊接材料、焊接工艺和质量控制等方面。

二、焊接材料1. 焊接电极在压力容器焊接过程中,常用的焊接电极包括炭素钢焊条、不锈钢焊条和镍基合金焊条等。

选择合适的焊接电极要考虑到焊接材料的机械性能、耐腐蚀性,以及与基材的匹配度等因素。

2. 焊接接头材料焊接接头材料的选择对于焊缝的强度和可靠性至关重要。

常用的焊接接头材料包括炭素钢、不锈钢和合金钢等。

在选择时,需参考相关标准和规范,并进行性能测试和评估。

三、焊接工艺1. 焊接方法常见的压力容器焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊和焊丝自动焊等。

根据具体的焊接需求和工艺要求,选择适合的焊接方法,并进行相应的操作和调试。

2. 焊接参数焊接参数是指焊接过程中需要控制和调节的因素,包括焊接电流、电压、焊接速度和焊接通道等。

合理的焊接参数能够确保焊接质量和焊缝的可靠性。

3. 焊接顺序在进行压力容器焊接时,需要考虑焊接顺序的合理安排。

一般情况下,焊接应从中心部位向四周进行,逐渐将焊接缝填满,并注意热输入的均匀分布,以避免产生过大的焊接变形和内应力。

四、质量控制1. 焊接前的准备工作在进行焊接前,应对焊接部位进行充分的清洁和除锈处理,确保焊接面无杂质和氧化物。

同时,还需进行预热处理,以减少焊接变形和冷裂纹的风险。

2. 焊接过程中的质量控制焊接过程中,要进行严格的质量控制,包括焊缝的准备、热输入的控制、焊接参数的实时监测和焊接表面的保护等。

同时,焊接人员应熟悉焊接工艺规范,确保焊接过程的连续性和稳定性。

3. 焊后处理和检测焊接完成后,需进行焊后热处理和检测工作。

热处理能够恢复焊接材料的力学性能,并减少残余应力;而焊缝检测则能够评估焊接质量和焊缝的可靠性,常用的方法包括无损检测和金相检测等。

五、总结压力容器焊接技术要求是确保制造出安全可靠的压力容器的基础。

浅谈锅炉压力容器的焊接技术

浅谈锅炉压力容器的焊接技术

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 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。


锅炉压力容器焊接 的管理
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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 此不宣选择 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

提高压力容器焊接质量对策研究

提高压力容器焊接质量对策研究

过程也会造成一定的影响, 在潮湿的环境中, 空气中的水汽或液体在熔渣中形
成气泡 导致焊 接过程 中的质量 影响 , 严 重 的内部缺 陷最 后可 能导 致压力 容器在 高压环 境下演 变成裂 纹 , 形 成 巨大 安全 隐患。 总 之在实 际焊接 过程 中, 从人员 操
求的各项技术参数, 保证焊接操作人员各道工序严格按照焊接工艺规程的要
求, 避 免将 缺 陷带人 下一道 工 序 。
2 . 2 严 格控 制焊接 检验
焊接质 量 检验 是控 制焊 接质 量的 最后 一道 防线 。 通 过材 料 、 工艺、 操作 规 程、 工艺评 定重重 工序 , 焊接 质量的优 劣与否就 需要焊接 质量 检验来 掌握控制 。 焊 接质量检 验包括 焊前 、 焊 中、 焊后三 道检验 。 焊前检 验主 要检验焊 件的装 配质 量 和焊 接 口的材 料特性 、 焊 缝 间隙等 ; 焊 中检 验要 检测 中间 工序的焊 接 质量 , 焊 缝是否 工整焊接 过程是否 严格执 行焊接工 艺规程 和焊接操 作规程 , 以及 焊接 要求 是否符 合 图纸 尺寸 和技 术要 求 ; 焊 后 检验 是通 过 外观检 查 、 无 损探 伤 检 查、 压力 试验 、 外观 检查等方 式现场检 查焊接 后工件 的焊接质 量 。 针对压力 容器 的特殊用 途 , 对焊 接后 的质量检 查应 当采用多 层次 、 多角度 、 多方 法的检 查方 式 对 其进 行全 面检 查 , 一旦 发
压 力容器 广 泛应用 于工业 领域 的各个 角落 。 尤 其在石化 领域 , 压 力容器 在 其 中 占据重要 地位 。 据统 计 , 我 国石化领 域的设 备建设 中 , 压 力容器 投资建设 所 占的 比例超 过总投 资的一半 以上 。 压 力容器 由于特 殊的功 能性和 稍有不慎 可能 导致 人身 、 财产损 失 的破 坏 f 生因此被列为 特种设备 。 压 力容器 建造安 装过程 中 , 压力 容器 的设 计对 它的安全 性和可靠 性有极 大影响 , 甚至 可认为压 力容器 的设 计直 接关系社 会生 产安全和 人民生命 安全 。 由于压 力容器 使用环境 和使用 工况 的特殊 性 , 在 高压 和腐 蚀性 液体 、 气体环 境 中 , 压力 容器 的 金属和 焊 缝要 求较 高, 焊 接 工艺在压 力 容器 制造 过程 中起着 至 关重要 的作 用 。 1压力 容器 焊接 性 能 压力容 器的质量 很大程 度上决 定于其焊接 工艺的质量 , 压 力容器的焊 接性 能很大程 度上直 接决定 了压 力容器 的质量 和安全 陛能 , 同时对生 产制造 过程 中 的成本 和生 产效率 都有 极大 的影 响。 压 力容器 焊接 过程 十分复 杂 , 焊接 工艺要 求高 , 因此 通常在 压力 容器 焊接 施工 的过程 中容易 出现一 些常 见的质 量 问题 。 就 目前 压力容器 制造 现状来看 , 压力 容器因焊接 造成的 质量 缺 陷从变现 上 看主 要有 内外两 种缺 陷 , 具 体上 讲主要 有焊 接尺 寸不合 格 、 表面 飞溅 、 咬边 、 气 孔、 裂纹、 熔 合度差 等。 压 力容器 焊接过 程 中的内部缺 陷主要 由于人为操 作和 其 它 因素造成 气 孔作 为焊接 过程 中较为 常见 的焊接 质量 问题 , 造成 气孔 的原 因 很多 , 例 如在焊 接过 程 中, 焊机 熔渣 中 以及 焊接 表面有 油 亏 时, 可能 造成 气孔 , 此外 如果焊 接过 程 中由于操 作不 当 , 熔 池过 快也 会造成 气孔 。 周 围环境 对焊 接
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压力容器焊接技术研究发表时间:2016-06-06T14:42:37.653Z 来源:《电力设备》2016年第4期作者:张璐刘鹏[导读] 但随着工业的发展,对压力容器的要求也在逐渐的增加,这就要求在不断的实践过程中来对压力容器的焊接技术进行完善。

(上海宝冶集团有限公司上海市 200941)摘要:随着社会的进步与可以的发展,焊接技术已经逐渐趋于成熟,焊接技术已经从传统的热加工技术发展到现在的结构、冶金、力学、基材料以及电子等多门科学进行结合的学问,其在压力容器的制作中得到了广泛的应用。

但随着工业的发展,对压力容器的要求也在逐渐的增加,这就要求在不断的实践过程中来对压力容器的焊接技术进行完善。

本文分析了压力容器焊接技术的相关内容。

关键词:压力容器;焊接技术;压力容器是典型的焊接结构,由于其工作条件苛刻,同时受到压力、温度(高温或低温)和各种腐蚀性或易燃、易爆介质的作用,从而对其制造质量提出了严格要求。

焊接质量是压力容器制造质量的重要组成部分,直接影响着压力容器的使用安全及企业的经济效益。

一、压力容器的焊接特点从常规的低压储罐到高压、超高压的化工设备加氢反应器、合成塔,大型核电站反应堆、蒸发器、稳压器,火电站锅炉集箱和汽包等,压力容器的服役条件从低温到高温、从负压到超高压、从强腐蚀强辐射到无腐蚀无辐射,其对使用材料及板材厚度的要求不尽相同。

从而压力容器焊接具有不同的焊接特点,具体表现如下:1.低合金高强钢由于含有一定量的使钢材强化的C、Mn、V、Nb等元素在焊接时易淬硬,在刚性较大或拘束应力高的情况下,很容易产生冷裂纹,这种裂纹还具有一定的延迟性,危害极大。

再者,由于焊接高温使HAZ 附近的C、Nb、Cr、Mo 等碳化物固溶于奥氏体中,焊后冷却时来不及析出,而在PWHT 时呈弥散析出,从而强化了晶内,使应力松弛时的蠕变变形集中于晶界,从而使焊接接头在靠近熔合线粗晶区产生沿晶开裂。

另外,焊接时线能量过小,HAZ会出现马氏体引起裂纹;线能量过大,WM 和HAZ 的晶粒粗大会造成接头脆化。

同时,焊接接头HAZ 由于焊接热作用而导致的软化如果处理不当也会严重影响压力容器的使用安全性及寿命。

2.压力容器的高压大型化使得其壁厚大幅增加,焊接厚壁容器所带来的焊件预热、金相组织控制、焊缝跟踪控制等,使现代压力容器焊接技术对焊接机械化、自动化、智能化的要求愈加的迫切。

二、压力容器焊接技术1.厚壁压力容器焊接技术。

目前,压力容器的生产制作逐步向大型化发展,大型压力容器直径可达几米、甚至十几米,壁厚超过200mm,对其焊接接头质量要求很高,常规的焊接方法很难满足质量要求。

因过热会使组织成分不均匀,晶粒组织粗大、热影响区韧性低和堆焊层强度降低;开U型或V型坡口的焊接方法,不仅浪费了材料、能源、人力物力和时间,更重的是难于得到合格的接头;焊接过程中高空作业,如大型塔器的空中合拢焊缝组焊、大直径容器接管与壳体的焊接;密闭空间焊接,如高压小直径厚壁容器内部焊接、极度危害介质容器的内部返修,常给焊接作业者带来安全隐患,因此急需安全、自动化程度高且高效率的焊接技术。

厚壁压力容器传统的焊接技术为单丝埋弧焊和电渣焊,采用窄间隙焊接技术,减小坡口横截面积,从而实现降低焊接热输入。

为提高厚壁压力容器的生产效率,在双丝埋弧焊的基础上,近年发展起来的窄间隙多丝埋弧焊采用新型计算机控制的埋弧焊电源可实现3丝、4丝、5丝或6丝串列电弧高速埋弧焊。

多丝埋弧焊分为多电源串列多丝埋弧焊和单电源多丝埋弧焊。

前者是每一根焊丝均有一个独立电源供电,可避免电弧相互干扰和产生磁吹偏;后者是用多根较细的焊丝代替一根较粗的焊丝,以相同的速度通过同一导电嘴向外输出,在焊剂覆盖下熔化,熔敷效率高增加焊接速度。

提高大壁厚容器的生产效率,由预热电源将填充焊丝加热到接近熔化状态后,送入埋弧自动焊形成的熔池为热丝埋弧焊,该方法能量消耗小,焊材损失少等优点也具有广泛的应用前景。

2.不锈钢复合板压力容器焊接技术。

不锈钢复合板是由碳钢或低合金钢为基层,不锈钢为复层,一般采用爆炸法、冷轧法或爆炸冷轧法制成的双金属复合板,它既有不锈钢的耐蚀性能,有具有碳钢和低合金钢低成本的优点,广泛应用于炼油、化工等领域的塔和罐设备材料。

复合板的焊接不同于单一金属的焊接,它是将两种物理性能、化学成分和组织存在较大差异的材料进行焊接。

由于两种金属的膨胀系数不同,因此在焊缝附近引起焊接热应力;另外,焊接基层与复层之间的过渡层,会发生碳的迁移,碳由低铬的基层向富铬的不锈钢熔敷金属迁移,不锈钢金属被稀释,形成高硬度的增碳区和低硬度的脱碳区。

我国不锈钢复合板的基层焊接工艺较简单,可选用手工电弧焊、埋弧焊、CO2气保护焊;焊接难点是过渡层和复层的焊接,通常选用手工电弧焊、氩弧焊、药芯焊丝气保护焊和带极埋弧焊。

复层多为耐蚀性较好的奥氏体不锈钢,但因其导热系数小,线膨胀系数大,易发生HAZ敏化区的晶间腐蚀和焊接变形。

晶间腐蚀是由“晶界贫铬”理论造成的,而铬的碳化物形成是扩散过程,需要一定的时间,因此应减少HAZ敏化区高温停留时间,过渡层采用小电流、快速焊、窄焊道、反极性、多层多道焊接,层间温度控制60℃以下。

过渡层和复层焊接以往均采用手工电弧焊,生产效率低,工人劳动强度大,焊接质量受操作者影响大。

不锈钢药芯焊丝CO2焊是一种高效率的焊接方法,热量集中,熔池小,电弧稳定,焊接飞溅小,工艺性好,质量高,易操作,能实现全位置焊接,综合成本小等优点,且药芯焊丝的熔渣有良好的冶金处理作用,可净化焊缝,提高耐腐蚀性能。

通过研究表明,CO2气体对药芯焊丝形成的焊缝没有明显增碳性。

我国从美国引进了球罐药芯焊丝全位置自动焊接技术,焊接熔敷效率高,速度快,改善了焊接条件。

TIG焊接技术多作为打底焊道,主要用于焊缝密封性能和力学性能要求高的压力容器。

脉冲TIG焊电流调节范围较宽,可调节脉冲参数,精确控制电弧能量的分布,能精确控制熔深体积和形状。

3.承装腐蚀介质的压力容器焊接技术。

压力容器服役条件有高温和低温,承受内压和外压,内盛入介质有强腐蚀、强辐射,因此对焊接技术有不同的要求。

容器全部采用耐腐蚀材料,会加成本,达不到节约材料的环保新要求,因此只需在接触腐蚀介质的一面堆焊一层耐蚀材料。

目前新的堆焊方法为带极电渣堆焊,与早期使用的带极埋弧堆焊相比具有如下优点熔敷效率高,比埋弧堆焊大约高50%;熔深浅而均匀,稀释率比埋弧堆焊小,单层堆焊即可满足性能要求,同时减少了工作量;堆焊层成形良好,不易有夹渣等缺陷,表面质量优良,平整度好;焊剂只需在焊接方向前面覆盖,而埋弧堆在整个焊接区必须覆盖焊剂,单侧加入节省焊剂,且敞开式熔池利于杂质和气体排出,不产生焊接电弧和紫外线。

用带极埋弧堆焊与带电渣堆焊两种方法在Q235母材上堆焊不锈钢耐蚀层,研究结果表明:在9.8%H2SO4溶液中,堆焊层金属的自腐蚀电位为-433mV,母材金属的自腐蚀电位为-480mV,带极电渣堆焊层金属的自腐蚀电流接近0.17mA,远小于带极埋弧堆焊层金属自腐蚀电流0.44mA和母材金属自腐蚀电流1.12mA;在10%草酸溶液中,带极电渣堆焊层金属的抗晶间腐蚀性能明显优于带极埋弧堆焊金属。

4.焊接工艺监控技术。

工艺环节对焊接质量的优劣有很大影响,尤其是工艺时的试验与评定、实施与监控,以及焊后的检查这三个环节。

其中试验与评定和检查这两个环节,目前国内已具备成熟的方法与标准。

但是对于实施与监控环节,在当前仍属于宏观失控的状态。

所以,经常会出现因为焊上技能水平不合格,以及工艺纪律未能有力执行,从而造成返修的情况。

特别是焊接接头部位内在性能持续不高的现象普遍存在。

在目前的市场经济条件下,制造产业面临前所未有的生存压力,所以在竞争中他们尽可能降低成本或缩短周期。

然而焊后的无损检测却仅仅是消极的事后控制,其关键应当是对施焊过程质量监控。

三、展望在未来一段时间内,压力容器焊接技术的发展趋势主要表现有:新钢种的焊接工艺完善,焊接材料朝自动化方向发展,焊接接头的性能提高,尤其是药芯焊处的产品比重上升。

焊接技术现代化的一个重要标志即是焊接工艺及装备的现代化,这也是保证焊接产品高质量的一个重要因素。

在今天高新技术飞速发展的环境下,焊接技术应当引进现代高新技术,以此加速实现工艺及装备的现代化,建立焊接数据库和专家系统,促进焊接生产实现现代化管理,以及智能控制焊接过程,大大提高焊接技术水平,使焊接质量和生产率也得到提高。

无论是焊接行业的哪个领域,焊接质量和提高以及成本的降低都应该是重视的问题。

因而企业应当积极开发和采用先进的现代化焊接技术,并对产品质量加强管理,研制并采用先进的监控技术来确保产品的质量。

在焊接质量保证的基础上,采用现代化管理和先进的技术使成本降低,从而提高企业竞争力。

这是未来压力容器焊接技术的发展方向。

当前国内大型高压压力容器的焊接技术、焊接设备与焊接材料都还处于研发阶段,与世界先进水平还有很大的差距。

因此,要满足我国大型高压压力容器生产建设的快速发展需求,就必须加大压力容器焊接技术的投入,使焊接工作者具有较高的理论水平,操作技艺;加强同国外具有高焊接技术的国家与公司合作与交流,积极吸收他们的先进技术,引进再消化再发展;加快本土具有自主知识产权的自动焊接技术、智能焊接系统以及高性能焊接材料的研发,快速提升我国焊接行业的国际竞争力,减轻对国外焊接技术的依赖。

参考文献:[1]祁东军,尹伟,隋晓玲. 应用于箱型柱制造的熔嘴式电渣焊技术[J].焊接技术,2013,39(05):65-69.[2]农琪,谢业东,金长义,等. 铝合金焊接技术的研究现状与展望[J].热加工工艺,2013,42(09):160-165.[3]段铁群,石广远,于丹,杨克非.重型压力容器马鞍形焊缝自动焊机插补算法与仿真[J].焊接学报,2014(01).[4]孙霞,姜德林.压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施[J].黑龙江科技信息,2015(03).。

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