化工容器设备焊接制造质量的安全控制

王玉妹

（江苏信博特种设备有限公司江苏 盐城 224000）

化工容器设备焊接制造质量的安全控制

王玉妹

（江苏信博特种设备有限公司江苏 盐城 224000）

化工设备焊接制造质量的高低直接对日常化工生产以及国家财产安全产生重要影响。本文主要从对焊缝金属影响因素的分析入手，重点分析了局部加热和迅速冷却产生焊接应力与变形问题，并有针对性地提出来一系列安全控制措施，以供同行参考。

化工容器；设备；焊接；安全控制

1 引言

在日常化工企业生产过程中，化工管道以及容器设备等构件均需要通过焊接的方式紧密联系起来，并未化工生产的稳定性和安全性打下坚实基础。多以，化工容器焊接质量的高低会对化工企业的日常生产带来决定性影响。

2 对焊缝金属的影响因素分析

因焊接工艺、参数设计以及焊接剂等不同因素的影响，其产生CO、O2、CO2、H2O、H2、N2等气相成分也不尽相同，其中H2、N2和O2能够对焊缝金属产生不利影响，具体来说主要表现为以下几个方面：

（1）因H2主要存在于工件、焊条以及空气中的湿气内，一旦经过高温冷却操作之后，其会以氢原子的状态在焊缝金属中得以保存，并能够在常温状态下进行自由运动，且在焊缝局部予以凝聚，导致焊缝冷裂纹的产生，大大降低了焊接接头的韧性和塑性。

（2）多数情况下，焊缝含氧是以硅酸盐或者FeO夹杂物的形式存在的，大大降低了焊缝金属的硬度、强度和塑性。且极易引起焊缝金属出现热脆和冷脆现象，降低了焊缝的抗腐蚀性。

（3）在焊接高温的影响下，氮原子能够与多种金属形成氮化物，并保存在焊缝中，有效提升钢硬度的同时，降低了焊缝金属的塑性，但是其在整个焊缝中的含量较低，不会造成较大影响。

3 对局部加热和迅速冷却形成焊接应力与变形的研究

（1）在焊接制造过程中，化工容器是一个不均匀加热和迅速冷却的过程。因焊缝周围温度下降较快，使得焊接金属在收缩过程中出现一定的残余应力，导致金属出现拉伸塑性变形的情况出现，导致容器接头处产生裂纹。

（2）对焊缝进行迅速冷却之后，焊接区域金属则会沿着焊缝的长度进行纵向或者横向收缩，从而导致焊接构件多种变形情况的出现，比如扭曲变形、弯曲变形、角变形或者尺寸缩短等。具体变形的程度、方向以及形式则与焊缝长短、形式、焊接方法等有着密切联系。

（3）提升对焊接变形种类、程度及方向等的计算能力，尽可能将焊接变形控制在合理的范围内，并采取合理措施，提升化工容器设备焊接制造质量的安全性。

4 化工设备焊接制造安全控制措施

4.1 科学的工艺分析是选择焊接工艺的基础

①对主体结构材质及其可焊性进行分析，为之后的焊接工艺评定和抗裂性试验做好充足的准备；②对主体材料的规格及其接头形式的设计工艺进行分析，以便选择合适的焊接方法满足焊接要求；③对焊缝的尺寸及布置情况予以充分掌握，并对焊缝给焊接变形带来的影响进行深入分析，以便对各个焊缝的变形方向进行判断，从而对焊接变形大小和对整体构件的影响进行计算；④对焊接残余应力对结构的综合影响进行分析，必要时可以通过计算的方式实现对焊接应力的影响进行判断，以便采取减少或者消除残余应力的措施，有效解决问题。

4.2 对焊接工艺试验的项目、要求、方法予以确定

具体来说焊接工艺试验的项目主要可以分为以下几个方面：①对尚未进行焊接的合金钢种进行抗裂性试验，并对材料的抗裂性能予以确定，同时采取有效的抗裂措施，预防裂缝情况的发生；②依据工艺分析，对其特殊接头的型式、焊接方法及顺序等予以确定，并对设计试件进行综合或者分项试验，从而确定合理的焊接工艺；③依据设备构件的基本要求进行焊接工艺评定，并对接头型式的工艺规程予以制定；④重要且无法进行单相焊接试验的构件应对其进行焊接模拟试验，实现对构件接头形式、焊接方法、工艺参数、坡口尺寸等综合工艺的检验，为焊接工艺的确定提供有了强有力的安全验证。

4.3 编制详细的施工工艺规程

（1）下料工艺守则。在守则中，应该对材质确认、去氧化皮、标记移植、划线或者编程试割、矫平校直、检验、下料以及除锈等工艺记性明确规定。同时，选择方法的原则、相关技术及操作流程等也需要体现在下料工艺守则中。

（2）组对工艺守则。在组对工艺守则中，应对组对方法及程序、使用工装卡具的原则、点固焊缝的质量要求、组对安全检验的原则和方法等予以明确规定。

（3）焊接工艺守则。在焊接工艺守则中，应对组对质量要求、接缝焊接方式、焊材选择、焊接环境、焊接顺序以及焊缝检验等内容予以明确规定，同时还需要对焊工资质、上岗考试内容和考核原则予以规定。

（4）工序图表。在工序图表中，应对各个零部件具体的设计工艺图表、操作顺序、尺寸要求、技术要求、工序之间的衔接要求、工装量具以及使用设备、工艺参数等进行明确标注，力求做到具体、清晰，具有较强的操作性。

（5）焊接顺序。对具体部位和整体构件的焊接工位数量、各个工位之间的顺序、单个工位的焊接方法及焊接参数等进行明确规定。同时，还需要在进行焊接过程中某一阶段中间测量的时间进行具体规定，以便对焊接顺序及焊接工艺进行合理调整。

（6）热处理工艺规程。在热处理工艺规程中，需要对焊前预热位置、预热的温度以及保温方法、是否需要经过消氢处理及处理的时间和工艺等进行明确规定。

（7）检验规程。应对设备焊接制造的下料、组对、焊接检验内容、焊接方法及焊接手段等各个安全质量控制要点进行明确规定。

4.4 其他问题

做好相关的配套工作，加大对施工人员尤其是焊接工人的技术培训工作，将技术准备工作予以严格落实。此外，还需要做到以下几个方面：

（1）对标识不清或者产品质量不合格的原材料坚决不予使用，未经检验合格的组件不得进行焊接，不具备操作工艺规程规定的施工条件坚决不允许施工。在化工容易设备的焊接过程中，始终坚持“三不”原则，为焊接制造质量提供强有力的技术支撑。

（2）在外协外购过程中应做好对分承包单位的评审工作，并对其提供的产品和相关附件进行严格的检验检查，未达到要求的不能予以接收使用。

（3）一旦发现存在一定的安全质量问题，或者无法达到规定要求的情况出现，要深入分析其原因，并采取相应的措施有效解决问题。

[1]郝保强.化工容器生产中焊接应力与变形的控制[J].内蒙古石油化工，2010（09）：12～13.

[2]杜艳华，陈立明.化工容器设备焊接制造质量的安全控制[J].河南化工，2010（10）：56～57.

TQ050.7

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1004-7344（2016）16-0259-01

2016-5-21