文/王俊凯
压力容器是属于国家监督控制的特种设备,是关系国家财产和人民生命财产安全的特殊产品。压力容器的制造要保证质量保证体系正常运转,从技术、材料、焊接、检验等各个环节实行全程控制。
焊接对保证压力容器制造的质量起决定作用,压力容器制造的焊接质量管理主要从以下几个方面进行。
一、焊接材料
1)用于压力容器受压元件的焊接材料,应按相应标准制造,检验和选用,焊接材料必须有质量证明书和清晰、牢固的标记。
2)焊接材料的使用单位,必须建立严格的验收、保管、烘干、发放和回收制度。
3)焊丝表面的水分、油、锈等必须清理干净。
二、焊前准备工作
1)焊接工艺评定。焊接工艺评定是用来评定将用于生产的工艺是否正确。而焊接工艺正确与否标志着焊接接头的使用性能是否符合有关规定、标准、技术条件的要求。
2)坡口形式。坡口形式常见的有Y型、X型、U型等坡口。开坡口主要是为了保证电弧能深入焊接根部,使焊接根部焊透,其次是便于清除熔渣,获得好的焊接效果,以及调节焊缝母材和填充金属比例。
3)坡口加工。坡口加工方法有机械加工、气割、气刨和等离子切割等。根据实际情况视坡口的不同部位而选择不同的加工方法。
4)坡口的焊前处理。压力容器用钢以及相应的焊接材料,对氢很敏感,为了避免焊缝中的气孔和裂纹,要将坡口表面及两侧10-20mm的母材清理干净,去除油、锈、水分和污物。
三、焊接规范及操作工艺对焊接质量的影响
焊接规范及操作工艺对焊接接头的强度、致密性有极大的影响,因此必须加以严格控制。
1)焊接规范的控制。焊接规范通常包括焊材牌号、规格、电源种类与极性、焊接电流、电压、层间温度、焊接速度和焊接层次等。焊接规范选择正确与否,会直接影响焊缝的成形和产品的质量,因此选择合适的焊接规范是生产上的一个重要的环节。
a、焊接电流。增大焊接电流能提高生产效率,但电流过大易造成焊缝咬边,烧穿等缺陷,同时金属组织也会因过热而发生变化;而电流过小又易造成夹渣、未焊透等缺陷,降低了焊接接头的机械性能,所以应适当地选择电流。
b、电弧电压。电弧电压是由电弧长度来决定的。电弧长,电弧电压高;电弧短,电弧电压低。在焊接过程中,电弧不宜过长,否则会出现电弧燃烧不稳定,增加融化金属的飞溅,减少熔深及易产生咬边等缺陷,而且还易使焊缝产生气孔。因此,在焊接时应力求使用短弧。
2)操作工艺焊工必须通过国家规定的考试,取得相应范围的资格证,方可施焊。为保证焊接质量,在焊接过程中一定要按事先评定合格的焊接工艺规程执行。根据实际情况选择焊接的电流,电压,焊条直径等焊接工艺有关的技术参数。
四、焊后的管理
1)焊后检验。焊接工作完成后,首先按“焊缝标记规定”检验焊工钢印,其次进行焊缝外观检验,然后按照有关技术条件进行焊缝无损检测,检验按JB/4730-2005标准执行,与此同时还要进行产品焊接试板的无损检测。
2)压力试验。容器全部焊接制造完成并经外观检验合格后,要进行整体压力试验来鉴定容器的质量,通常用1.25倍的设计压力进行水压试验,并且规定了试验时的介质温度,以防止因试验温度过低而造成压力容器在试压过程中破坏。根据GB150标准规定进行。
3)焊缝质量评定。
a、焊缝机械性能。要求产品焊接试板与产品焊缝同时焊接,试板焊缝需经百分之百的X射线探伤检测合格,最后按照GB150标准中的有关规定进行机械性能测试盒评定。
b、焊缝外观要求。一是按照焊缝深度的焊接方法,规定了焊缝加强高的数值,以免因加强过大,影响无损检测的进行和造成过大的应力集中。二是不得有裂纹、气孔等缺陷。
c、焊缝内部质量情况主要通过无损探伤来检测,JB/T4730-2005标准中对探伤长度、探伤方法及合格等级做了规定。
d、焊缝返修的规定。同一部位的返修一般不应超过二次,而且要有返修工艺、检验记录等。
为了保证容器产品的质量,压力容器制造厂必须有一个严密有效的质量管理体系。运用科学的管理方法和手段,按照生产经营特点和所制造的压力容器产品特点,从设计、材料、制造工艺、焊工、焊接环境、检验和焊接质量、事故处理等方面对容器的制造质量进行有效的控制。
(作者单位:山西省吕梁市文水县)