压力容器的焊接技术

摘　要：焊接是压力容器生产过程中的一个重要步骤,焊接工艺的好坏对于整个压力容器的使用效果都有一定的影响.而焊接接头作为压力容器整个结构中最重要的一个连接部位,对于压力容器运行过程中的安全性起着至关重要的作用.为了保证压力容器在运行过程中的安全性,在压力容器的焊接过程中,运用先进的技术

一、压力容器焊接的概述

压力容器属于承压类的特种设备,如果在生产过程中,工艺技术和质量控制不过关,则很有可能造成极大的安全隐患.在压力容器的焊接过程中,焊接接头的质量对整个容器的质量都会有重要的影响.从某种意义上讲,一个压力容器的质量如何,取决于很多方面,例如焊接材料的选择,焊接技术、焊接设备的好坏以及焊接检验是否合格等.压力容器的焊接技术,则是一个关键的步骤,需要有不断的提升和突破.

影响压力容器焊接工艺质量的原因有很多,在进行焊接之前,应该检查一下焊接工艺评定指导书是否合格,因为焊接工艺评定指导书中的内容就是对焊接工艺可行性进行评定的标准.一般说来,焊接工艺评定时所执行的标准为NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》.

二、压力容器的焊接技术

1.埋弧自动焊

埋弧焊是一种在焊剂保护层下电弧进行燃烧焊接的焊接方法,这种方法产生的电弧光不会外露,在一层颗粒状的可熔化焊剂的覆盖下电弧进行燃烧,与空气是隔离的.这可以减轻对操作者的身体带来过多的伤害.这种焊接方法所用的金属电极是一种裸焊丝.埋弧焊焊车中有自动变速的送丝机构和行走机构,可以在焊接过程中自动送丝行走,形成美观的焊缝,因此在工业中有广泛的应用.

例如,用埋弧自动焊焊接一个δ等于10mm的板材.可以先用冷作工点焊进行拼接,在拼接之前要将各个焊件的坡口打磨光滑均匀,以减少铁锈、油污杂质的影响.然后用天车将焊件吊上转胎,用埋弧焊机进行焊接,不同规格的板材焊接,设备参数选择也不一样,比如焊接δ等于10mm的板材时,其电流选择为400-450A,电压选择为30-34V,一般选择每分钟40～50cm的焊接速度.这种方法焊好内焊缝之后,在外焊缝处用碳弧气刨刨除5mm左右,检查是否有气孔夹渣等缺陷,打磨干净后,用埋弧焊对外焊缝进行焊接,有时候需要进行两次埋弧焊,需要根据具体情况而定.

2.对接高效TIG焊法

随着锅炉容量的不断提高,锅炉的受热面过热器和再热器的部件管件接头数也在不断增加,传统的填充冷丝焊已经不能满足实际生产过程中的要求.因此,在压力容器的焊接生产过程中,要采用效率高并且能保证焊接接头质量的方法.厚壁管细丝脉冲自动焊管机的应用,大大提高了焊接的效率,但是这种焊机也会出现根部不能焊透以及弧坑下垂等缺陷,所以又做了相应的改进,即用TIG焊,又称为钨极惰性气体保护焊,可用于对板材进行封底焊接.而用MIG焊,即熔化极惰性气体保护焊填充覆盖面,这种焊接方法提高了工作的效率,但是让操作的程序复杂了很多.

热丝自动焊管机是目前利用得比较多的一种焊机,具体的原理是在把填充丝送到熔池之前,用电压恒定的交流电源进行供电,让电阻被加热到650-800℃左右的高温时,可以加速焊丝的融化速度.另外,这种方法的封底特性很好,可以保证封底的焊接质量,因此对于小直径厚壁管来说,热丝TIG焊是一种很好的焊接方法.

3.双面脉冲自动焊接

锅炉是一种常见的压力容器,而光管扁钢组焊一般是大型电站的锅炉水冷壁管屏的焊接方法.光管扁钢的外形尺寸和锅炉的容量是成正比的,由于锅炉的水冷壁管屏拼接长度很长,因此要采取比较高效的焊接方法.双面脉冲自动焊接技术则可以从管屏的正反两面进行焊接,正反两面都会有变形,但会被抵消掉.这种技术最早出现在日本,我国后来陆续有锅炉厂引进这种技术.需要注意的是,这种焊接技术的关键在于要保证焊缝的质量,正面与反面的焊缝质量都是影响焊接工艺的重要因素.因此,在焊接的过程中,在进行仰焊时,应该采用脉冲电弧焊富氩混合气体,要保证焊接电源和送丝系统在焊接过程中产生稳定的脉冲喷射,若脉冲喷射的速度不稳定,则很有可能产生正反两面不能相互抵消的变形,影响焊接的质量.焊接设备的质量与性能的好坏,直接影响了焊缝质量的稳定性,因此,这就要求在焊接中,必须使用高质量的脉冲焊接电源以及速度保持恒定的送丝机.实际上,哈尔滨锅炉厂从日本引进的光管扁钢组焊原装机器中只有利用晶闸管进行控制的第二代脉冲,同时,焊接的电源和送丝机也是比较传统的机器设备,因此,导致管屏反面的焊缝合格率是不够好的,这导致一定的返修率.为了不断改进焊接的工艺和技术,第三代微机控制逆变脉冲型焊接电源以及可以进行测速反馈的送丝机的运用,大大地提高了管屏反面上焊缝的合格率.

另外,对于大直径厚壁管的焊接,生产这类管材,比较可行的方法是将钢板进行压制成型且用1条或者2条纵缝进行组焊.由于这种产品的管壁比较厚,因此工作量较大,要求采用3-5丝串列的电弧高速埋弧焊.

三、结语

压力容器是一种工业生产中的一种常用设备,其很多组成部分需要高质量的焊接工作连接而成.作为一种特殊的承压容器,其质量的好坏关系深远.而焊接工艺的好坏则直接影响其质量的优劣性.随着时代的不断进步,压力容器的焊接技术也在不断提升与改进,以上叙述的几种焊接方法,都有各自的有点与缺点,在使用的过程中,应该根据具体情况,采取最适合的方式.