化工容器焊接制造质量的安全控制路径

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近些年,焊接制造质量问题引起了人们越来越广泛地关注.对于化工容器设备而言,焊接制造技术在其制造与运行过程中发挥了至关重要的作用.化工容器设备是否稳固,使用周期是否够长,在很大程度上都取决于焊接制造质量的好坏.进一步讲,化工容器设备质量与人们的生命安全息息相关.保障化工容器设备的质量,其实质就是保障人民的切实利益.然而,纵览我国化工容器焊接制造质量的现状,其还存在着诸多亟需解决的问题,给国家、社会、个人带来了严重的安全隐患.基于此,本文对其安全控制路径问题进行了如下的分析与研究.

1.焊缝金属的影响因素

在现实中,焊缝金属会受到诸多外界因素的影响.其中,N2、H2、O2等气相成分是主要的不利因素.而这些气相成分不是凭空出现的,而是受到工艺参数、焊接方法、焊接剂等诸多参数的影响.

1.1在通常情况下,氢气会存在于各种工件或焊条设备当中

当遇到高温冷却以后,它会形成氢原子,并继续存在于焊缝金属之中.伴随着各种形式的自由扩散,它会囤积在焊缝金属的局部,使其出现冷裂纹.这种现象,就是我们通常所说的“氢脆”或“夹渣”.在这个过程中,焊缝金属的稳定性能大大降低,使焊接制造的质量很难得到有效的保证.

1.2在现实中,焊缝含氧有多种存在形式

其中,硅酸盐夹杂物与FeO夹杂物是最主要的两种.这两种形式严重影响了焊缝金属的性能.一方面,它们极大地降低了焊缝金属的强度与硬度,使其非常容易发生热脆与冷脆问题,另一方面,它们严重地降低了焊缝金属的抗腐蚀性,使其非常容易受到外界腐蚀环境的干扰.

1.3在焊接作业过程中,这会产生一种持续的高温环境

在这种环境下,焊接金属极易与氮原子发生化学反应,形成氮化物.这些氮化物会积聚在焊缝中,使得焊接金属的塑性降低.而且,这还容易形成氮气孔,使得焊接金属变脆.

2.焊接应力与变形的形成原因

(1)在对化工容器设备进行焊接制造时,如果我们对其进行迅速冷却或者局部加热,就容易导致焊缝温度的迅速下降或者上升.在这种情况下,焊缝金属产生焊接应力或变形就成为一种必然现象.也就是说,这种接应力与变形是由焊缝温度的变化而引起的.

(2)当焊缝冷却以后,焊接金属会发生不同程度的收缩.一般情况下,这种收缩主要集中在横向和纵向两个方向,这种收缩形式直接导致了焊接金属的变形.

(3)在焊接制造的过程中,化工容器设备发生焊接应力与变形是再所难免的事情.但是,我们完全可取一些有效的措施,将这种事情发生的概率降至最低.在防治措施方面,我们可以从方向与种类两个角度来研究焊接金属的变形问题,这对焊接制造质量的安全控制有着很好的借鉴意义.

3.焊接制造质量的安全控制路径

(1)目前,化工容器设备的焊接制造存在着许多安全问题,如管道破裂、设备爆炸等等.长期的实践反复证明,这些安全问题之所以产生,与其自身存在的质量缺陷有着很大的关系.因此,我们要想切实保证焊接制造的质量,就有必要对这些缺陷以及缺陷产生的影响有一个清晰的认识.现实中比较常见的质量缺陷主要有这样几种:一是焊接裂纹缺陷,二是焊缝表面缺陷,三是焊缝内部缺陷.

(2)在焊接制造质量的安全控制方面,选材工作至关重要.为了做好该项工作,我们要注意以下几个方面:首先,我们要对复杂的焊接构件进行工艺分析,明确其材质构成、可焊性、焊接评定状况.其次,我们要采用A3F或AY3F型的碳素钢板材料.在使用这两种钢板材料的过程中,我们要严格遵循其使用范围.一般情况下,它要求设计压力在0.6Mpa以内,设计温度在250℃以内.而且,我们不能用其盛装易燃或毒性很强的设备.最后,我们要严格按照JB755《压力容器锻件技术条件》的要求,选用或检验设备与管道的材料状况.具体而言,当碳素钢的界面尺寸大于300mm时,其级别应在Ⅲ级或Ⅲ级以上,当锻件截面的尺寸不小于50mm时,其级别也应在Ⅲ级或Ⅲ级以上.

(3)对于焊接设备或其它设施,我们既要对其进行焊接工艺评定,又要对其进行定期检查.对于一些不合格的设备、装置,我们坚决不能使用.

(4)对于钢制容器设备而言,通常情况下,我们要对其进行整体热处理.如果我们要对其进行分段热处理,那么其重叠热处理长度应控制在1500mm以上.

(5)焊缝返修工作要由专业人员负责,这些人必须经过各种考核的检验.同时,同一位置的焊缝返修一般不能超过两次,否则很难保证返修的质量.

(6)化工容器设备的焊缝表面质量也要符合一定的标准:首先,要明确焊缝的大小、布置状况、变形的尺寸及其影响,并依据相关的设计标准来布置相关工艺,其次,要杜绝气孔、夹渣、裂纹等质量缺陷的发生,要及时清除焊缝上的各类熔渣与飞溅物,再次,要采用各种有效的手段,综合评定焊接残余应力的影响以及疲劳载荷的承受能力,最后,选用合格的压力容器,防止焊缝表面出现咬边.

4.结语

综上所述,焊接制造质量的安全控制是一项非常复杂的事物.一方面,我们要对焊缝金属的影响因素以及焊接应力与变形的形成原因有一个清晰的认识,另一方面,我们要采取各项切实有效的措施,切实增强焊接制造的质量.