锅炉、压力容器的焊接材料选用

锅炉、压力容器的焊接材料选用

魏永攀

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摘要：在锅炉压力容器的制作中，因为其制作工艺一般比较繁琐，而且牵扯到很多行业，所以在制作的时候，只要有一个步骤出了问题，就会导致成品的品质达不到要求，甚至不能使用。而选择什么样的焊接材质，则是决定其品质的重要因素之一。在生产锅炉压力容器的过程中，焊接是非常关键的一个步骤，同时，它也是比较容易发生问题的一个步骤。所以，在进行具体的生产过程中，工作人员必须对其予以足够的关注，根据具体情况，选用合适的焊接材料，以最大限度地确保锅炉压力容器的稳定运转。在这种情况下，文章着重从锅炉和压力容器的焊接材质选择方面进行了探讨，为锅炉和压力容器的设计提供了借鉴。

关键字：锅炉；压力容器；焊材的选择；分析

前言

在锅炉压力容器的制造中，因为这类容器的体积比较大，而且结构比较复杂，所以不可能一气呵成，所以一般都是提前进行相关的构件制造，然后用焊接的方法将构件装配到一起，最后才能进行整个的制造工作。在焊接的过程中，若选择了错误的材料，就很可能会引起重大的安全事故，也会给后续的使用带来很大的安全风险，所以，强化对锅炉压力容器焊接环节的材料控制是非常有意义的。

1锅炉和压力容器的一般情况

锅炉、压力容器是一种特殊设备，也是一种机械设备，其工作原理是利用燃料的燃烧，将水转换成热水与蒸汽，为居民生活与社团生产提供所需的热能，此外，还可以利用蒸汽动力装置，将热能转换为机械能，或利用发电机，将机械能转换为电能。不过，尽管这种装置可以为我们的生活提供很大的方便，但同时，它也存在着很大的危险性。当锅炉压力容器出现断裂或者爆炸的时候，它会在断裂或者爆炸的时候，在断裂或者爆炸的时候，会在断裂或者爆炸的一刹那，产生出大量的能量冲击波，这些冲击波将会包裹着破碎后的容器碎片，然后向周围的环境中快速的释放和飞溅，这些东西都具有很大的破坏作用，它会对周围的人员和建筑造成很大的安全隐患，从而引发出一些安全事故，造成了很大的社会损失，还会带来很大的悲惨后果。要想防止这些现象的出现，就要求有关企业在锅炉、压力容器设备的生产制造阶段，必须对质量问题给予足够的关注，最大限度地确保设备的安全性[1]。而锅炉压力容器的焊接质量，则是对整个产品的生产品质产生重要影响的一个因素，所以，在具体的生产过程中，有关企业就必须要对焊接质量进行有效的控制，从而最大地确保设备的安全性能。

2浅析锅炉压力容器焊接材质的选择

2.1选择焊条的基本原则

在实践中，选择焊接材料要遵循一些基本的原理和基础，因为，因为材料的应用性能将会决定最后的焊接结果，所以，选择焊接材料的最重要的依据就是它的应用性能。材料的应用性能主要包括了强度、耐腐蚀性、载荷性能、温度等几个方面，在进行锅炉压力容器的设计时，需要对这些材料的实际应用性能进行考量，并将相关的数据信息等内容反映在设计文档中，以此为主要的参考依据[2]。所以，在具体的锅炉压力容器焊接工作中，有关人员要对锅炉压力容器的设计材料给予足够的关注，应该在仔细地阅读与之有关的产品的设计文件之后，掌握好产品设计需求的车工，从而确定最适合的焊接材料。

2.2如何选择焊条

在选择焊接材料的时候，要先找到母材料的具体执行标准，了解其化学性质和组成，如果对材料的性能有更高的要求，还可以适当地进行碳当量的测试，为焊接工作提供数据支撑。其次，在掌握了相应的材料性能指标之后，根据材料的组成、强度和韧性等指标，使之与所提出的材料性能指标相符，从而达到了锅炉压力容器制造的要求。其中，要特别重视“材质匹配”和“相近”和“相同”这三个“不同意义”，以便更好地进行材质选择。“材质匹配”是指在实际的焊接中，被焊接材料的特殊焊接材料，在经过标准化的焊接工艺后，其与焊接母材料的性能基本一致。该选材方式在实践中得到了更多的运用，它也是一种比较方便和实用的方式，有关工作人员可以很容易地得到母材的组成，然后从原料供应商那里挑选出与母材相似的其它焊接材料。“材料相似”是指所选取的焊接材料的组成和性质与母材料基本相同，但是仍然存在着一些微小的差异，这些差异很难用人工的方式来进行控制，这也在某种意义上造成了母材料对应的焊接材料的选择存在着一定的多样性。在实践中，很少出现同样的情况，只能在特定情况下使用。

3替代和选择锅炉压力容器焊接材质

3.1碳素钢，高强低合金钢的焊料选择及替代

碳素钢，也称为碳钢，是一种含有少量硅、锰、硫、磷元素的物质，它的含量在0.0218%~2.11%之间。一般情况下，碳含量较高的钢种，其综合强度较高，但韧性较差。而高强度的低合金钢材，就是用低碳钢材制造出来的钢材。至于为什么叫“低合金钢”，那就是由于合金元素的比例被限制在了3%以下，相对于普通的碳钢来说，这玩意儿的硬度要更高一些。在实际的焊接工作中，这两种钢材一般都是用于没有显著的氧化和侵蚀的承重构件，其工作环境要求一般在-20-425摄氏度之间，因为其工作环境的要求比较高，所以在锅炉和压力容器的焊接中，使用的比较多。

3.2耐高温低合金钢的焊材选择

所谓的“低合金耐热钢”，就是一种含有更少的金属元素，而且它的抗热性更好，即使在高温条件下，它也不容易被氧化，或者发生蠕变。本发明是以高强度的低合金钢为原料，加入微量铬和钼而制成。在实际的制造工艺中，12 CrlMoV是目前使用最广的焊料，而15 CrlMo和15 CrMo等其他焊料在锅炉和压力容器等方面的使用几率比较小。有关工作人员在对这种材质进行选材时，要根据有关的技术规范，并与使用温度、允许应力等因素进行综合评判，这样才能最大限度地确保对焊接材质进行合理的选择。

3.3低温低合金钢的焊材选择

低合金低温钢，是一种可以在较低温度下使用的钢结构，一般是在周围温度在-20摄氏度以下的条件下使用。在-20摄氏度的温度下，其它钢种由于处于较低温度下，易产生脆化，从而降低了焊缝的力学性能，而采用低合金钢作为焊缝，则可以有效解决上述问题。为确保其耐高温，其关键技术是对其合金组成和微观结构进行调控，其常用品种有16 MnDR,09 MnNiDR等。在各种低温环境下，各种类型的低温钢所呈现出来的特征也是不尽相同的，并且，由于低温钢所能忍受的温度级别越低，它在常温情况下的强度也就会降低，所以，在具体选择焊接材料之前，必须要对材料的性能进行全面的调查，以确保最终的材料选择可以与实际的焊接需求相匹配[3]。就拿焊条来说，要代替它，一般有两个办法，一个是弄清楚要代替的产品的最小工作温度，确保它的最小工作温度在工作温度的极限之内；另外一种情况是，在产品设计的时候，如果发现了常温屈服强度是应力水平的6倍，并且有一定的厚度余量，那么，就可以选择一种强度较低但是耐高温性能更好的材料来替代。

4小结

总之，要想最大程度地保证锅炉和压力容器的安全性能，在实际的焊接工作中，必须尽量地选择最适合的焊接材料，以确保焊接工作的品质。所以，有关工作人员必须在该过程中，对各个主要焊接材料的特性与化学成分进行全面的掌握，从而为后续工作打下一个良好的基础，也可以有效地确保周围的环境不会被破坏。

参考文献

[1]尹继超,张东阁,柴成军.锅炉压力容器焊接技术及实施 要点研究[J].中国战略新兴产业,2017(28):165.

[2]吕瑞芳,柳明辉,朱金花.浅谈锅炉压力容器焊接接头外 观质量的检验[J].河南机电高等专科学校学报,2017,25(05):5-6+ 55.

[3]王融.锅炉压力容器检测常见问题分析及相应的预防策 略研究[J].科技经济市场,2016(06):38-39.