浅析压力容器焊接质量控制

葛光耀 杨崇宇

摘要：在压力容器制造中，焊接是其中一道重要工序。焊接质量直接影响到压力容器质量。只有认真对待焊接施工的每一个环节，对焊接全过程进行质量控制，才能保障压力容器的质量。基于此，本文从压力容器的焊接质量控制要求、施焊人员的控制、焊接设备的控制、母材和焊接材料的控制分析了压力容器焊接质量控制。

关键词：压力容器;焊接;质量控制

1焊接质量控制要求

制造单位建立完善的质量保证体系，有效的运行《质保手册》、《程序文件》、《管理制度》及具有见证性的质量运行资料，确保焊接过程处于稳定的受控状态。相关专业质量控制责任师对合同、施工图纸进行评审，依据合同、施工图纸、相关行业标准及法律法规编制具有针对性的《焊接工艺》，作为焊接质量控制依据。

制造单位应具备满足施工监测、计量、试验手段。

2施焊人员的控制

从事压力容器焊接作业的人员（以下简称焊工），应按照有关安全技术规范的规定考核合格，取得相应项目的《特种设备作业人员证》，方能在有效期间内担任合格项目范围内的焊接工作。焊工应按照焊接工艺规程或者焊接作业指导书施焊，并且做好施焊记录，制造单位的检验人员应当对实际的焊接工艺参数进行检查。应当在压力容器受压组件焊缝附件的指定部位打上焊工代号钢印，或者在焊接记录（含焊缝布置图）中记录焊工代号，焊接记录列入产品质量证明文件。

3焊接设备的控制

焊接设备必须符合相应标准规定，并完整配套。新增设备及工艺装备应经验收、调试合格后，方可使用。建立完整的焊接设备档案，及时填写设备保养记录。焊接设备及工艺装备必须与其承担的任务相适应。焊接设备必须配备完善的数据测量与读取装置，测量与读取装置必须在检验有效期内。焊接设备及工艺装备应按相应的《管理制度》进行管理，对不合格的设备进行隔离，严禁使用。

4母材和焊接材料的控制

4.1母材的控制

选择符合图纸要求的母材，压力容器用材料的质量、规格与标志，应当符合相应现行国家标准或行业标准要求。压力容器专用钢板（带）的制造单位应取得相应的特种设备制造许可证。境外牌号材料的使用应符合《特种设备安全技术规范》2.9条规定。用于制造压力容器受压组件的材料在分割前应当进行标志移植。材料的代用应当事先取得原设计单位的书面批准，并且在竣工图上做详细记录。

4.2焊接材料的控制

选择与母材相匹配的焊接材料，焊接材料应当符合相应现行国家标准或行业标准要求。用于制造压力容器受压组件的焊接材料，应当保证焊缝金属的力学性能高于或者等于母材的限制，当需要时，其他性能也不得低于母材的相应要求。焊接检验人员对压力容器制造所用焊接材料按要求进行入厂检验，检验合格的焊接材料必须存放在专用的库房内。库房设立除湿机，保持干燥，相对湿度不得大于60%，温度不得低于5℃。存放焊条、焊剂的货架必须离开墙壁和地面300mm以上，不同牌号、规格和批号的焊接材料应分开放置，并应有明显的标记。对于不合格的焊接材料应按规定标识及时隔离，严禁使用。制造单位应建立并且严格执行焊接材料验收、复验、保管、烘干、发放和回收制度。焊材应按设计图焊缝编号发放与领用，焊材的使用情况必须有见证资料。

5焊接工艺评定

压力容器产品施焊前，受压组件焊缝、与受压组件相焊的焊缝、熔入永久焊缝内的定位焊缝、受压组件母材表面堆焊与补焊，以及上述焊缝的返修焊缝都应当进行焊接工艺评定或者具有经过评定合格的焊接工艺规程支持。压力容器的焊接工艺评定应符合NB/T47014-2011《承压设备焊接工艺评定》的要求。监检人员应当对焊接工艺的评定过程进行监督。焊接工艺评定完成后，焊接工艺评定报告和焊接工艺规程应当由制造单位焊接责任工程师审核，技术负责人批准，经过监检人员签字确认后存入技术档案。焊接工艺评定技术档案应当保存至该工艺评定失效为止，焊接工艺评定试样应至少保存5年。不得引用外单位的工艺评定，亦不得将工艺评定委托外单位进行。其中试样加工、理化试验允许委托有资格的单位进行。

6焊接过程控制

制定详细的《焊接过程控制》及《焊接管理制度》，对焊接的每个程序进行严格控制。焊接前应按图样及工艺文件要求编制焊接工艺规程，焊工应按图样、工艺文件、技术标准施焊。

6.1焊接环境

焊接环境出现下列任一情况时，须采取有效防护措施，否则禁止施焊。风速：气体保护焊时大于2m/s，其他焊接方法大于10m/s;相对湿度大于90%;雨雪环境;焊件温度低于-20℃。焊件温度为0～-20℃时，应在始焊处100mm范围内预热到15℃。焊件坡口及其附近区域焊接前按规定进行表面清理至呈现金属光泽，在规定时间内焊接，防止再次污损。

容器筒体焊接时应设立引弧板，禁止在非焊接部位引弧，纵焊缝应在引弧板上收弧，弧坑应填满。引弧板、引出板、产品试板不应锤击拆除。焊件装配点焊由担任焊接的焊工进行，点焊质量要求焊工领用烘干的焊条，必须承装在保温桶内，在规定时间内未使用完毕的焊条及时送交焊材库，按规定进行处理。同一工位只允许摆放一种牌号焊接材料。如焊接件需要一种以上牌号的焊接材料时，应采取严格措施，防止混料和错用。焊口应进行连续施焊，若被迫中断，应采取放裂纹措施。再次施焊时，应仔细检查并经检查人员确认无缺陷后，方可继续施焊。施焊过程中应控制层间温度不超过规定的范围。当焊件有预热要求时，应控制层间温度不得低于預热温度。

6.2后热

对冷裂纹敏感性较大的低合金钢和拘束度较大的焊件应采取后热措施。后热应在焊后立即进行。后热温度一般为200～300℃，保温时间与焊缝厚度有关，一般不低于0.5h。若焊后立即进行热处理则可不做后热。后热工艺参数按工艺管理规定进行控制，其记录由检查员签字确认。压力容器及其受压组件应按照设计图样和相关标准规程要求进行焊后热处理。热处理在耐压试验前进行。热处理装置配有自动记录曲线的测温仪表，并且绘制热处理的时间与温度关系曲线。工艺参数按工艺管理规定进行控制，其记录由检查员签字确认。所有的施工过程应及时、有效的记录并填写见证资料。

7焊接检验及返修

焊接完毕后必须由质检部门组织取得相应资格证书的检测人员进行检测，检查结果应符合相应技术规范要去。焊接接头的的无损检测方法、数量、执行的标准及级别应由设计文件确定。无算检测应遵照国家或行业相应的规程规定。当发现焊接接头存在不允许的缺陷时，应进行返修焊接。分析缺陷产生的原因，提出相应的返修方案。返修应按照相关焊接工艺规程编制焊接工艺评定，或者具有经过评定合格的焊接工艺规程支持，施焊时应当有详尽的返修记录。焊缝同一部位的返修次数不宜超过2次，如超过2次，返修前应当经过制造单位技术负责人批准，并且将返修的次数、部位、返修情况记入压力容器质量证明文件。要求焊后消除应力热处理的压力容器，一般应当在热处理前焊接返修，如在热处理后进行焊接返修，应当根据补焊深度确定是否需要进行消除应力处理。返修后的焊缝其外形应与原焊缝一致，并按规定对返修区进行外观和无损检测，且符合质量要求。

参考文献

[1]TSGZ0004-2009.固定式压力容器安全技术监察规程[S].

[2]GB150-1998.钢制压力容器[S].