壓力容器焊接工藝評定問題及對策探討

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摘要：在壓力容器的實際生產(chǎn)過程中，要嚴格把控焊接工藝的流程，應為對于焊接的質(zhì)量和容器的性能高低，焊接工藝的選擇起到?jīng)Q定性的作用。為了確保壓力容器的質(zhì)量，需要對生產(chǎn)制造中焊接工藝的水平進行嚴格的評定。但是工藝評定的實際作用尚未得到完善和改進，因此，論述了壓力容器焊接工藝的評定問題及解決對策。其意義在于，通過對焊接工藝的評定來有效避免因質(zhì)量發(fā)生的問題，提高焊接效率。就當前壓力容器焊接的工藝評定來說還存在著很多問題，企業(yè)在生產(chǎn)生活中應該結(jié)合實際情況進行研究，剔除相應的優(yōu)化策略。

關鍵詞：壓力容器；焊接工藝；問題分析；對策

根據(jù)TSG21-2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，在生產(chǎn)過程中，壓力容器本體必須先通過NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》進行焊接工藝評定，壓力容器本體才能進行焊縫焊接，但在生產(chǎn)制造當中造成焊接工藝評定準確度不夠或焊接工藝評定制作不具備科學性，大多是因為焊接責任師憑經(jīng)驗行事為對具體制品進行具體分析或?qū)Α冻袎涸O備焊接工藝評定》相關規(guī)定理解不透徹。本文結(jié)合工作實際，就《承壓設備焊接工藝評定》在焊接工藝評定中的相關應用問題進行解析并提出有效的解決辦法。

1壓力容器焊接工藝概述

在一般的生產(chǎn)制造當中，所采取的壓力容器焊接工藝有以下三種。第一種，接管自動焊接技術。接管自動焊接技術使用的埋弧焊接設備為接管馬鞍式。這項技術的優(yōu)勢在于控制方法效果較好，其適用性和自動化的工作模式效率較好。接管內(nèi)徑大小，能夠確保設備進行良好的運轉(zhuǎn)，通過四聯(lián)桿夾緊措施，使得定心自動化。利用焊接模型對筒體和接管直徑的參數(shù)進行明確，可以確定焊槍行進軌跡，從而通過控制焊接參數(shù)，進行自動化焊接[1]。第二種，窄間隙埋弧焊。當壁厚≥100mm時，使用普通U型必會浪費材料能量并延長工作時長。處理好小間隙焊縫，在確保壓力容器質(zhì)量的同時提高生產(chǎn)的效率。窄間隙埋弧焊工藝不僅僅有著傳統(tǒng)工藝無法相比的優(yōu)勢，更提高了壓力容器焊接工藝整體水平。第三種，彎管內(nèi)壁堆焊。在實際操作中，應用GMAW焊接工藝對90°彎管進行內(nèi)壁堆焊，將90°彎管置于二維變位機內(nèi)，當彎管進行翻轉(zhuǎn)運動時可對其進行焊接。由于裝置的翻轉(zhuǎn)運動，保證焊接處一直處于平焊的位置，方便進行工作；另外在將焊槍與三維導軌內(nèi)相結(jié)合的方式，能夠更好的實現(xiàn)自動變位。

2對壓力容器進行工藝評定的目的

焊接工藝的選擇在焊接工藝評定中十分重要，它可以決定焊接工藝在焊接中發(fā)揮的效果好壞、焊接制品的質(zhì)量好壞以及施焊單位的能力高低，它是確保壓力容器產(chǎn)品在焊接這一環(huán)節(jié)質(zhì)量的第一道防線。產(chǎn)品進行焊接之前，必須對承壓類焊縫的焊接工藝進行評定，以確保其質(zhì)量，在基礎環(huán)節(jié)防治后續(xù)問題的發(fā)生。

3焊接工藝評定的要求

在焊接壓力容器之前，必須通過焊接工藝評定或經(jīng)由焊接工藝評定達標施工單位進行承壓類焊縫的焊接。焊接工藝的選擇必須符合NB/T47014標準的要求，且在進行焊接工藝評定時必須由安檢人員從旁全程進行監(jiān)督。焊接工藝評定結(jié)束后，相關的資料會交給評定單位負責人，評定單位的焊接負責人隨后會對焊接工藝的評定報告和焊接工藝相應規(guī)程等資料進行審核，經(jīng)由單位技術負責人審批，并由質(zhì)檢人員進行簽字后，該評定方可生效，最后相關資料存入單位技術檔案進行保管。

4壓力容器的焊接工藝評定常見問題及對策

4.1焊接工藝評定未按照《承壓設備焊接工藝評定》進行轉(zhuǎn)化

實際應用中存在的問題：在實際應用中，《承壓設備焊接工藝評定》標準與JB4708-2000標準有著一定的區(qū)別，如果壓力容器的焊接工藝未按照NB/T47014-2011進行轉(zhuǎn)化或沒有通過工藝評定，采用JB4708-2000的試樣材料的厚度范圍值、采用的焊接材料存在著很大的區(qū)別，沒有按照《承壓設備焊接工藝評定》進行轉(zhuǎn)化時，直接引用未轉(zhuǎn)化的數(shù)值會使可覆蓋的區(qū)間變大，引起不必要的問題。解決辦法：必須根據(jù)相關工藝評定范圍的重要因素和補加因素對焊件進行工藝評定。此外，當采用GTAW+SMAW焊接工藝時，試件的厚度＜10mm，這種情況需要進行組合評定，應當通過側(cè)彎試驗對組合試件不同焊接方法焊縫之間的熔合情況進行判定[2]。但作者認為，當試件的厚度＜10mm時，不建議進行組合評定。第一，薄板焊接進行組合評定的必要性幾乎可以忽略；第二，進行側(cè)彎試驗時，試件過窄會導致側(cè)彎后易造成缺陷；第三，試樣的尺寸值并不滿足《承壓設備焊接工藝評定》的對測試樣品的規(guī)定。解決辦法可以先將被測試樣品并列焊接到一起，通過對焊接后的被測試樣品進行側(cè)彎試驗，可以對薄板組合進行相應評定。

4.2對不等厚焊件進行焊接時，不能同時兼顧焊件厚度和焊縫金屬厚度

實際應用中存在的問題：這種問題一般存在于管板或設備法蘭與筒體的C類組合焊縫、接管與筒體的D類組合焊縫當中；焊接工藝評定的花銷，由于受壓元件表面補焊情況或沒有進行科學的焊接工藝評定，導致成本大大增加。解決辦法：必須注意焊接工藝評定的科學性與合理性。當對接焊縫厚度＞16mm時，本著節(jié)約評定試樣材料和焊接板用量的原則，可以根據(jù)壓力容器的結(jié)構(gòu)和所選焊接工藝進行組合評定。當焊接工藝經(jīng)過組合評定并合格時，還需要注意保證其重要因素和補加因素條件不變，在此種條件下，對焊件進行焊接時可以采用經(jīng)過評定的一種或多種焊接方法。確定組合評定試件時，也只需要應用其中任意一種焊接工藝來對試件母材厚度評定，就可以確定適用焊件母材的厚度有效范圍。對焊件焊縫金屬厚度覆蓋范圍進行組合評定時需要考慮以下幾點：第一，如果需要對焊件進行沖擊試驗，就必須要考慮焊件通過各焊接工藝焊接完成后，焊件的焊道厚度需要≥6mm，以確?？梢灾迫》涎a加因素的規(guī)定且符合沖擊試驗規(guī)定的長5mm、10mm、高55mm的沖擊被測樣品；第二，需要嚴格檢測和選定制造制品的產(chǎn)品的厚度和常用焊接方法，當考慮采用某一種焊接方法時，也應滿足相應的焊縫金屬厚度；第三，根據(jù)《承壓設備焊接工藝評定》的應用規(guī)格，若果焊縫的厚度在20毫米以內(nèi)時，它的焊縫金屬厚度有效范圍不可采用兩倍T或200毫米，應為2t。在確定最大可能的焊縫金屬厚度有效范圍時，同時需要確定焊道的厚度[3]。

4.3換熱管與管板的焊接工藝評定

實際應用中存在的問題：僅有附加評定，缺少對接焊縫或角焊縫焊接工藝評定，或根據(jù)管板厚度確定焊接工藝評定；管子壁厚或管徑不能覆蓋；管板與管子焊接焊縫未焊透，孔橋?qū)挾炔环弦?guī)定。解決辦法：管板管孔的倒角為穿管而加工的工藝倒角，不是焊接坡口（坡口是指根據(jù)設計或工藝需要，在焊件待焊部位加工并裝備成的一定幾何形狀的溝槽），因此換熱管與管板的焊縫一律認定為角焊縫，故換熱管與管板的焊接工藝評定是在保證焊接接頭力學性能的基礎上，獲得角焊縫厚度符合指定技術要求的焊接工藝規(guī)程，具體做法是按任意厚度對接焊縫或角焊縫焊接工藝評定和附加評定來進行焊接工藝評定，不考慮管板的厚度，重新評定角焊縫焊接工藝過程的判斷準則是焊接工藝因素的改變是否影響角焊縫的厚度；為了保證引用的焊接工藝評定能夠覆蓋換熱管壁厚或管徑，應依據(jù)《承壓設備焊接工藝評定》附錄D4.2.1和4.2.2進行判定；在對焊縫進行宏觀檢查時，應重點檢查焊縫根部是否存在未焊透的問題，必要時進行宏觀金相或采用放大鏡檢查，以確保焊透、無裂紋和未熔合。綜上所述，對壓力容器進行焊接工藝評定，能夠在焊接工藝的實際應用中起到重要的指導作用。但就當今的評定現(xiàn)狀而言，尚有諸多問題亟待解決，這些問題一天得不到解決，就一天不能保證評定的效果。這就需要組織壓力容器焊接工藝人員積極進行理論學習的同時，通過實踐來積累豐富的經(jīng)驗，提高焊接工藝人員對焊接工藝保質(zhì)保量的評定能力，注重焊接工藝評定的科學性和合理性，以提高所生產(chǎn)的壓力容器的產(chǎn)品質(zhì)量。在生產(chǎn)實踐過程中，通過采取上述解決辦法，嚴格把控評定質(zhì)量，確保生產(chǎn)制造高質(zhì)量的制品。

參考文獻

[1]曲顯清.探析壓力容器焊接工藝評定問題及優(yōu)化措施[J].中國設備工程，2019（15）：131-132.

[2]韓偉，姚小靜，李俊婷，等.壓力容器焊接工藝評定常見問題分析及解決措施[J].化工設備與管道，2019（5）：21-26.

[3]王高偉.淺談壓力容器焊接工藝評定[J].科技與企業(yè)，2015（13）：255.

作者：孫恒頗 單位：菏澤市產(chǎn)品檢驗檢測研究院