七冶压力容器制造有限责任公司贵州贵阳550014
摘要：近年来，压力容器成为石油化工工业等领域的重要设备，控制压力容器的焊接缺陷具有重要意义。本文分析了压力容器常见焊接缺陷及产生原因，并提出了相应的质量控制措施。
关键词：压力容器；常见缺陷；防治措施
压力容器是工业生产中必不可少的主要设备，其广泛应用于很多行业。它具有数量多和类型复杂等特点，其不仅需承受罐内介质的贮存压力，还要承受容器内介质的影响，一旦发生问题，势必会引发安全事故。因此，必须加强对压力容器焊接质量的严格控制，以此保证压力容器的整体质量，确保其能安全运行。
一、压力容器常见焊接缺陷及产生原因
1、咬边。咬边是指焊缝边缘的凹陷。咬边通常是由于焊接工艺参数选择不正确或操作不当引起。产生咬边的主要原因有：操作方法不当，焊接规范选择不对，比如电弧过长、运条方式和角度不当、电流过大、坡口两侧的停留时间不合适等。通过实验研究发现，焊丝偏移中心的距离太大会导致熔池停留时间增加而产生咬边，同时焊速过快会导致收弧后不能填满弧坑。
2、气孔。压力容器焊接过程中，如果熔池中的气泡没有散发掉，在焊缝中存留下来，最终就会形成气孔。气孔是焊接缝隙内残留的空穴，会对焊缝金属的严密性造成影响。气孔产生的根本原因是外界气体或焊接中产生的气体进到熔池内部，这些气体一旦没有在熔池凝固前散发出来，就会形成空穴。气孔的成因主要有3个方面：①气泡无法通过熔渣，而焊接速度又过快，焊接环境不够干燥；②坡口边缘存在锈迹，没有清理干净；③焊条和焊剂应根据规定进行烘焙，否则就可能产生气孔。
3、夹渣。夹渣就是残留在焊缝中的熔渣，它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”；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。
4、未焊透、未熔合。未焊透指的是接头的根部未能全部熔透的情况，未熔合则是指焊件与焊缝层之间存在部分未完全熔透的部分，这两者都是焊接缺陷中最可能导致严重问题的类型，其主要成因包括：焊件之间的装配间隙过小、焊接坡口角度设置不合理、焊条的直径不合适、所采用的焊速、焊接电弧、电流不合适等，此外如果未对焊件坡口表面进行清理，这些杂质在焊接过程中流入金属之中，都有可能导致未焊透、未熔合的出现。
5、焊瘤。在压力容器焊接时，金属溢流到加热不足的母材或焊缝上面，金属一旦凝固，在自身重力作用下，金属形成的微型疙瘩就是所谓的焊瘤。焊瘤根本不能与母材或焊缝相融合，如果焊瘤存在内部，就会直接导致强度降低，并减少有效截面的面积，从而直接影响其美观。焊瘤产生的主要原因就是运条不够均匀，导致熔池的温度太高，液态金属凝固之后，会缓慢下坠，从而在焊缝的表面形成焊瘤。立焊或仰焊，焊接的电流太大，电弧太长，都会引发焊瘤产生。
6、裂纹。焊接裂纹是一种非常严重的焊接缺陷。容器结构的破坏绝大多数都是从裂纹处开始的，压力容器在焊接过程中一定要采取一切措施防止出现焊接裂纹，在焊接后也要采用各种方法检查有无焊接裂纹。如果发现焊接裂纹，必须要彻底清除，并及时给予修补，避免发生安全事故。焊接裂纹通常有热裂纹和冷裂纹两种。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，多发生在焊缝中心附近，沿焊缝长度方向分布。热裂纹的裂口多贯穿表面，呈氧化色彩，裂纹末端略呈圆形。产生热裂纹的主要原因是焊接熔池中存有低熔点的杂质如FeS等。因为这些杂质的熔点低，结晶凝固晚，所以凝固后的塑性和强度也较低。因此，在外界结构拘束应力足够大和焊缝金属的凝固收缩作用下，熔池中这些低熔点的杂质在凝固过程中被拉开，或在凝固后不久被拉开，容易造成晶间开裂。
二、压力容器焊接缺陷的预防措施
1、咬边的防治措施。①合理控制焊接电流；②合理使用运条方式，控制运条速度；③焊接操作时，采用合适的焊条倾斜角度；④合理控制焊接电弧长度；⑤使用埋弧焊焊接压力容器时，应合理选择焊接工艺及参数。
2、气孔的防治措施。气孔是常见焊接缺陷的一种，过多或过大的气孔可能导致严重的问题，因此在必要时可以进行消除处理。正确处理气孔的方式包括以下几方面：首先，要在确定适宜的焊接电流、速度、熔渣粘稠度及焊接工艺参数方面做好准备。其次，要认真做好坡口边缘的清理工作，避免因存在水份、油污及锈迹所导致的问题。再次，要制定科学合理的规定，并严格依据这些规定做好焊接材料的清理、保管工作，在进行焊接操作前，做好焊条、焊剂的烘干工作为防止其出现再次吸水的问题，在完成这项工作后应将其放置于保温桶之中，同时应严令禁止使用变质的焊条。最后，如果在焊接时使用的是低氢型焊条，应及时调整焊接速度与电弧长度，确保这两种参数与所用的材料相匹配。
3、夹渣的防治措施。夹渣实际上也属于深埋缺陷，是否需要对其进行消除处理主要取决于夹渣是否存在扩展的迹象，如果在使用过程中出现了较大的变化，造成了较大的危害就必须及时对其进行处理。预防夹渣出现的主要方法具体如下：首先，它与气孔的预防措施相同，必须选择适当的焊接电流与速度，同时要确保焊条的摆动科学合理。其次，在对坡口的尺寸进行适当地调整，确保其不会对焊接过程的质量造成影响后，同样需要做好清洁工作，防止因存在熔渣所导致的问题出现。最后，如果需要进行多层焊接，必须要保持对坡口两侧融化状况的密切关注，根据实际情况进行实时调整，同时切实做好每一层的焊渣处理工作；另外在进行封底焊接时，也要注意进行全面细致的焊渣清理。
4、未焊透和未熔合的防治措施。未焊透通常发生在手工焊和自动焊的交界面处，主要是要确定其允许缺陷尺寸，如果缺陷尺寸允许可以不返修。未熔合通常出现在焊缝的金属与坡口的交界面上，正确的处理方法是采取补焊处理。防止出现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焊接速度、坡口表面氧化皮和油污要清理干净、封底焊清根要彻底、运条摆动要适当，同时还要密切注意焊接坡口两侧的熔合情况。
5、裂纹的防治措施。压力容器损害性较大的主要缺陷之一就是裂纹，由于焊接裂纹的形成太繁杂，形态各异，极易扩大，因此，必须加强对焊接裂纹的高度重视。防止裂纹发生的主要措施有：严格控制焊接工艺参数，适当减慢冷却速率，合理提升焊缝外形系数，尽量使用小电流多层多道焊，以此避免焊缝中心产生裂纹。在必要时，可以适当提高母材的预先加热到规定温度，适当强化焊接线的能量，可以在一定程度上降低结晶裂纹的发生机率。根据焊件的质量和焊接工艺，合理调节焊接的顺序，实行焊接工艺，也可以有效减少裂纹。与此同时，还应切实根据实际情况，详细分析压力容器发生裂纹的主要原因，从而进一步保证压力容器的安全运行。
三、结语
压力容器无论是其强度还是气密性，都会受到压力容器焊接质量的影响。一旦出现焊接缺陷，就会影响压力容器的使用效果，严重时甚至会导致破裂、爆炸事故。所以只有真正做好焊接工作，才能确保压力容器在未来的使用中始终安全稳定。
参考文献：
[1]刘洪涛.压力容器焊接常见缺陷的产生和防治措施[J].房地产导刊，2015（6）.
[2]兰岚.压力容器焊接常见缺陷及防治措施探讨[J].中国高新技术企业，2016（22）：78-79.