基于压力容器制造生产中焊接质量控制与管理研究

基于压力容器制造生产中焊接质量控制与管理研究

阎国维

太原重工核电容器分公司，山西太原，030024

前言：在压力容器制造生产中，焊接时主要的操作手段和技术，同时焊接手法和质量直接决定了压力产品的质量和使用时间。对于压力容器制造生产中焊接质量控制和管理的研究，需要结合以往工作和生产中积累的经验，充分考虑生产压力容器的工作特点，整体从材料的选择、焊接工艺文件的编制、相关工作人员的培训和考核、过程控制、焊接检验等进行分析和研究，并以此来研究压力容器焊接生产中对焊接质量的要求和管理。

关键词：压力容器制造；焊接质量控制；管理研究

摘要：因为压力容器制造生产工作的自身特点，所以焊接是在进行压力容器中制造生产中的主要加工方式。在进行焊接工作的过程中，焊接接头在短时间内实现了高温加热到冷却的循环过程，并且在这个时候，其整体的组织结构和本来的成分都发生了一定程度上的变化，也正是因为这些变化，整体呈现一种不均匀的状态，在整体的生产中属于较为薄弱的环节，也正是因为这样，始终是压力容器生产中焊接失效的主要问题所在。并且在研究领域，在许多压力产品失效的案例中，都是由焊缝引起的，而焊接质量的好坏就成为压力产品失效的主要问题所在。

一、简述压力容器焊接的特点

因为压力容器制造生产自身具有制造的生产周期长、工作量大、参与的人员多、整体规模大需要多部门协同合作等等特点，并且结合焊接本身还具有生产水平受工作人员水平影响较大，这就导致了因为种种原因导致的焊接问题一般不会当时就发现，而是具有延迟性，在试验阶段一般不会显现出来，但是在投入使用之后会在高频率的使用中，慢慢显现出来，所以在进行焊接的过程中需要对于生产过程进行管控，并且对于焊接生产的相关参数进行管理。并且在进行生产之前，需要进行大量的焊接准备工作，包括材料的准备、生产结束之后的检验、相关标准的评定和工作人员进行评定和考试。

一、材料的选用和焊接性

1、材料的选择

压力容器的生产制造所采取的材料，一般采用的都是碳钢、低合金钢以及高合金钢。所有应用的材料都需要满足生产要求和标准。同时所有的材料都需要有完整的质量证书，并且相关负责的人员需要根据质量材料证明对材料进行审核、检验。

2、材料的焊接性

在所有的材料中，因为低碳钢所含的碳含量低，相较于其他材料，在一般的情况下，焊接不会引起材料的硬化，可塑性和冲击韧性都强于别的材料，在进行焊接工作时，也可以不用提前预热，对于焊接后也不需要做出额外的处理，就可以得到高质量、符合要求的焊接产品，正是因为低碳钢的这些自身特点，使其具有良好的焊接性能，并且可以使用更少的工序达到想要的效果。

低合金高强钢自身含有一定的合金元素，其焊接性能和碳钢还是有一定的差别，主要表现为焊接区的组织变化。产生这种变化主要是因为淬硬组织的增加，导致对于冷裂纹的敏感程度相较于之前有所增加，导致塑韧性降低。并且当碳化物的元素比较多的时候，在对产品进行加热，就会更加容易出现各种各样的热裂纹，所以在进行焊接的过程中，要充分考虑到这些因素。

二、焊接文艺文件的编制

1、关于焊接工艺的评定

所谓的焊接工艺的评定是指评定规定的焊接工艺是否正确、是否适用。主要是为了保证可以生产出在当前工艺下能够满足使用要求的焊接试验。根据产品制造标准和实际的生产经验来看，这项工作是必须要在生产前进行的，这也是对于生产质量多一重保证，证明这个生产制造单位是有能力进行合格产品生产的。在焊接生产完成之后，相关的工作人员需要根据所选择的标准和规定对产品进行理化试验分析。并且根据实际情况和产品的特殊要求，在必要的情况下可以增加特定的检查项目。如果出现检验结果不合格的情况，应该及时进行分析，找出原因，并且持续修改，直到工艺评定各项理化试验报告合格达到标准为止。

2、焊接工艺规程的编制

所谓的焊接工艺规程是指在焊接生产中保证焊接接头质量的关键性文件，同时也是在生产过程中指导工作人员进行实际焊接工作的主要依据。根据相应的产品制造法律法规的规定，所有需要焊接的街头都需要编制焊接工艺规程。这就要求相关的生产厂家和工作人员必须要保持琦正确性和合理性。所有的焊接规程中焊接作业指导书各项参数都需要熟练有经验的操作人员在本单位，利用本单位的合格生产设备进行测试。

3、焊接参数的选择

焊接能量线对于寒风和热影响区的冷却速度有着非常作用的作用。焊接能量参数的选择很复杂，需要考虑非常多的因素，其中有材料、焊接方法的选择、预热温度等等。在一般的情况下，焊接线能量越大越多，冷却速度就会耗时越长。预热和层间温度的选择如果过高，就会导致操作区高温的时间过长，导致接头的区域晶体粒粗大，导致在操作区域内出现马氏组织，导致接头的强度降低了，焊接质量下降。所以相关技术工艺人员必须要选择合适的参数，保证产品的质量，防止出现不合格的焊接接头。并且不同的材料对于焊接线能量的敏感程度不同，而且就是同种材料采取的焊接方法不同，所产生的后果也不一样。

4、焊接温度参数的确定

焊接工艺中的温度参数包括很多方面，其中预热温度、层间温度、后热温度等等方面。这些温度的选择都会对于焊接接头的力学性能、抗裂性能和抗腐蚀性能都会产生影响。其中预热可以改变在进行焊接操作中的热循环，降低焊接后的冷却速度、可以最大程度上减少淬硬组织的出现。相关人员在确定预热温度时需要考虑到焊接方法、试件温度、环境温度等等方面。后热是为了防止焊前预热不足，防止冷裂纹的形成。

三、焊工的培训和考试

根据焊接工艺自身的特点，在进行焊接工作中，无论是产品生产过程中的焊接还是焊接工艺评定的试件，都需要多名、焊接经验多、操作熟练的焊工。所以在前期的材料选择和工艺评定选择确定之后，熟练、技术高的焊工在生产制造产品的过程中就十分重要了。相应的法律法规规定，压力容器关键零部件的焊接和生产，必须由经过考试，并且是合格的焊接操作工人进行焊接生产。所以焊工的培训和评定也是焊接质量管理体系中非常重要的组成部分。所以（去掉）生产单位需要根据相关的规定对焊工进行科学的培训和考试，给焊工进行评级也可以更好的评价焊工对于焊接优质焊缝能力。根据技术的进步和市场需求的变化，对于焊工的培训和考试也需要与时俱进，而焊工可以熟练的掌握基本理论知识和操作技术，经过科学的培训和考试之后，达到一定的等级，才可以在允许的项目范围内进行焊接。并且在焊接的过程中，为了保证焊接的质量，相关的质量管理人员需要严格的检查焊工合格证上的可以施工的项目范围和他焊接的项目是否符合。除此之外，还需要注意的是焊工的合格证是否在有效期内。

对于焊工考试和培训制度，需要由理论依据。这个理论依据需要依据，根据当前行业内的前沿成果结合之前的行业经验，制定科学、合理、先进的培训体系，保证焊工能及时的接收到培训，提升自己的能力。对于合格证的发放，也需要和考核考试紧密的联合起来，考试的设定也需要紧密的结合培训内容和实际操作。并且对于合格证的审核，需要设立合理的审核和续证制度，保证工作的正常开展。

四、焊材的选用和管理

1、焊材的选用

在进行焊材的选择时需要遵循以下原则。一个是等强匹配原则，另一个是等分成匹配原则。当选择碳素钢和低合金钢作为压力容器的原料时，一般都按照等强性原则来进行。并且还需要根据使用的环境进行焊材的选择，在低温环境下工作的容器，需要街头的低温冲击的韧性不低于原材料，也就是说在此类情况下，韧性和强度相比，韧性更加重要。高温容器和耐腐蚀容器，对于焊材的选择也不同，不同强度的钢材，一般情况下应该选择地轻度的焊接材料。

焊材的管理

在压力容器的生产制造中，对于焊材的管理，其中包括焊材的选择、采购、验收、保存、烘焙、发放回收等等。对于焊材的管理也是为了帮助后续的工作顺利进行减少成本损耗，保证焊材最大限度的合理使用。保证按照工艺可以焊出合格的产品。焊接材料的合格是需要多方面的共同配合，尤其是焊材的采购、验收以及复验等等方面。负责检验的工作人员最开始应该检查焊材的质量合格证书和合格证书是否和焊材匹配，以及是否手续齐全。并且对于验收工作，需要按照合同和订货条款以及相关技术要求规定进行验收，只有都符合标准才是完成才能办理入库。

对于焊材的正确使用的保证，需要仓库保管员、焊工、检验共同完成，从储存、烘培、领用和发放以及回收等各个方面来进行管理。焊材在验收入库之后，仓库的管理人员按照焊材的类别、型号、批号等等分类摆放。同时存放焊材的仓库需要保持干燥、保持通风。并且焊材在进行发放之前，仓库的管理人员需要按照规定的方法进行烘培，进行烘焙之后放到保温箱内进行保存，保证焊工在使用时可以随时取用。焊工需要通过焊材领取单据，经检验确认后才能领取焊材，应该把焊材放大保温桶中，并且保温桶在放入焊材之前应该提前的预热，而且焊材如果在空气中暴露了四个小时以上，就需要工作人员对其重新进行烘干，但是烘干的次数是有限的，不能超过两次。

施焊过程控制

在进行焊接工作之前，相应的工作人员应该检查需要焊接的部分的标识是否能对的上，并且对与形状、尺寸和间隙的情况是否符合图纸的要求，焊材是否按照要求进行领件、烘焙，并且焊接所需要用的设备和测量仪器是否能够正常工作、以及是否在有效期内。除此之外，还要求焊接过程中，检验人员要严格的遵守相关的规定，在实际的工作中做到完全遵照工艺规程，调整参数要求、温度、工艺方法的选择等等，进行严密的检查工作。每进行一次焊接工作，相关的电焊工都应该进行自检，发现由误差或者缺陷，就应该及时进行修正及返修，纠正了误差之后再进行后续的工作。除此之外，在进行焊接工作的过程中，负责检验的工作人员还需要保证保温桶已经接通电源，保证焊材在保温筒内处于保温状态。同时还需要重视外部的环境条件，减少因为外界环境对焊接造成的影响，使得操作在一个合理的环境内进行，并对相关的工作进行详细的焊接记录，为后续的工作提供依据和经验总结。

五、焊接检验

对于完成的焊接产品进行检验，是摆正压力容器后期使用顺利的重要程序。焊接检验需要做到焊接前期检验、焊接过程中的检验、焊接后对于产品的检验。进行检验的依据和文件应该以工艺纪律和工艺文件为准。焊接完成后的检验需要注意的是，对于高强钢、低温钢等具有延迟裂纹情况的材料，检验应该静置。其中包括对于外观的检查、无损的测试还有力学方面的测试等等。不容忽视的是，在产品完成之后，还需要针对整体做耐压性的测试，针对个别的产品还可以根据需求做气密性测试。检验的程序和标准，都需要按照相关的规定来进行，针对不合格的产品和焊缝，需要依据规则进行及时的处理。

结语：以上的论述基本简述了关于压力容器焊接生产过程涉及到的关于焊接质量的管理内容，以上几个方面对于焊接质量的把控下属于相互联系，不能拆分的。对于进行压力容器生产制造的相关制造厂应该在以上方面加强控制和管理，并且提供相应的标准，并且制定合理可行的考核制度，以服务生产中。对于相关材料的选择也应该树立一定的标准，对于相关人员的培训也应该按照科学的体系来进行。在工作前和完成后都需要进行仔细地检查，尽可能的保证质量提高安全性。

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