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1、谈压力容器焊接中常见缺陷成因与防止措施 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。关键词：压力容器焊接缺陷成因和防止中图分类号：TH49文献标识码：A前言压力容器焊接是保证压力容器气密性和强度的关键,是保证压力容器质量的关键,是保证压力容器安全运行的重要条件。如果焊接存在着缺陷,就有可能造成容器断裂、渗漏,甚至引起压力容器爆炸
2、。据对压力容器事故调查表明,40%的压力容器事故是从焊缝缺陷处开始的。在小规模的压力容器制造企业中,压力容器的焊接质量问题尤为突出。在对压力容器进行检验的过程中,对焊缝的检验尤为重要。因此,应及早发现缺陷,把焊接缺陷限制在一定范围内,以确保压力容器运行安全。压力容器焊接中常见缺陷如下图：一、压力容器焊接的常见缺陷及分析71气孔气孔是指在焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。产生气孔的主要原因有:坡口边缘不清洁,有水份、油污和锈迹;焊条或焊剂未按规定进行烘焙,焊芯锈蚀或药皮变质、剥落等。此外,熔渣粘度过大,气泡无法通过熔渣,被阻挡在焊缝金属表面附近;电弧偏吹;低氢型焊条焊接时
3、,电弧过长,焊接速度过快;埋弧自动焊电压过高等,都易在焊接过程中产生气孔。由于气孔的存在,使焊缝的有效截面减小,过大的气孔会降低焊缝的强度,破坏焊缝金属的致密性。预防产生气孔的办法是:选择合适的焊接电流和焊接速度,认真清理坡口边缘水份、油污和锈迹。严格按规定保管、清理和烘焙焊接材料。调整焊剂的化学成份,改变熔渣的粘度。不使用变质焊条,当发现焊条药皮变质、剥落或焊芯锈蚀时,应严格控制使用范围。埋弧焊时,应选用合适的焊接工艺参数,特别是薄板自动焊,焊接速度应尽可能小些。使用直流焊机时,焊接电缆的联接位置尽可能远离焊缝终端;避免部分焊接电缆在工件上产生次级磁场等。2夹渣夹渣是残留在焊缝中的熔
4、渣。夹渣也会降低焊缝的强度和致密性。产生夹渣的原因主要是焊缝边缘有氧割或碳弧气刨残留的熔渣;坡口角度或焊接电流太小,或焊接速度过快。在使用酸性焊条时,由于电流太小或运条不当形成“糊渣”;7使用碱性焊条时,由于电弧过长或极性不正确也会造成夹渣。进行埋弧焊封底时,焊丝偏离焊缝中心,也易形成夹渣。防止产生夹渣的措施是:正确选取坡口尺寸,认真清理坡口边缘,选用合适的焊接电流和焊接速度,运条摆动要适当。多层焊时,应仔细观察坡口两侧熔化情况,每焊一层都要认真清理焊渣。封底焊渣应彻底清除,埋弧焊要注意防止焊偏。3.咬边焊缝边缘留下的凹陷,称为咬边。产生咬边的原因是由于焊接电流过大、运条速度快、电弧拉
5、得太长或焊条角度不当等。埋弧焊的焊接速度过快或焊机轨道不平等原因,都会造成焊件被熔化去一定深度,而填充金属又未能及时填满而造成咬边。咬边减小了母材接头的工作截面,从而在咬边处造成应力集中,不锈钢压力容器和要求100%射线探伤的压力容器的受压元件焊缝是不允许存在咬边的,要求20%射线探伤的压力容器的受压元件焊缝对咬边的长度和深度也有所限制。防止产生咬边的办法是:选择合适的焊接电流和运条手法,随时注意控制焊条角度和电弧长度;埋弧焊工艺参数要合适,特别要注意焊接速度不宜过高,焊机轨道要平整。4未焊透、未熔合焊接时,接头根部未完全熔透的现象,称为未焊透;在焊件与焊缝金属或焊缝层间有局部未熔透现
6、象,称为未熔合。未焊透或未熔合是一种比较严重的缺陷,7由于未焊透或未熔合,焊缝会出现间断或突变,焊缝强度大大降低,甚至引起裂纹。因此,压力容器受压元件间的焊接以及受压元件与非受压元件间的焊接接头均不允许存在未焊透、未熔合的情况。未焊透和未熔合的产生原因是焊件组对间隙或坡口角度太小、钝边太厚、焊条直径太大、电流过小、速度太快及电弧过长等。焊件坡口表面氧化膜、油污等没有清除干净,或在焊接时该处流入熔渣妨碍了金属之间的熔合或运条手法不当,电弧偏在坡口一边等原因,都会造成边缘不熔合。防止未焊透或未熔合的方法是正确选取坡口尺寸,合理选用焊接电流和速度,坡口表面氧化和油污要清除干净;封底焊清根要彻
7、底,运条摆动要适当,密切注意坡口两侧的熔合情况。5焊接裂纹焊接裂纹是一种非常严重的缺陷。焊接裂纹有热裂纹、冷裂纹。焊缝金属由液态到固态的结晶过程中产生的裂纹称为热裂纹,其特征是焊后立即可见,且多发生在焊缝中心,沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多数贯穿表面,呈现氧化色彩,裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的原因是焊接熔池中存有低熔点杂质(如FeS等)。由于这些杂质熔点低,结晶凝固最晚,凝固后的塑性和强度又极低。因此,在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的
