【摘要】压力容器是能承受一定的温度和压力作用的密闭容器,广泛应用与工业生产作业中,在使用过程中因为时间和质量问题会出现破损现象,制造产生的缺陷是压力容器发生破坏的最主要原因。本文就压力容器常见工艺缺陷及产生的原因和防止出现工艺缺陷的方法进行探讨。
【关键词】企业生产;压力容器;工艺缺陷;缺陷原因;分析探讨
在工业化生产中,压力容器是一种常见的设备,但是其在使用过程中非常容易出现工艺缺陷,对生产安全造成威胁,因此在实际的生产过程中,应该加强对压力容器常见工艺缺陷的分析,分析缺陷产生的原因,才能针对缺陷产生的原因来控制缺陷,提升设备的运行安全性和可靠性。
1压力容器常见工艺缺陷及产生的原因
压力容器是碱厂工业生产重要装置设备,因工作量繁重对压力容器的工艺要求高。要提高压力容器在作业中的质量,保证其生产效率就要搞清楚其工艺缺陷,未雨绸缪好应对。
1.1裂纹缺陷和产生原因
压力容器在实际使用过程中经常出现裂纹,对于裂纹,可以分成冷裂纹和热裂纹,不同裂纹的缺陷形式和产生的原因都是不一样的。首先是对于冷裂纹来说,一般是在压力容器焊接过程中或者焊接之后出现的,当其处于温度较低的情况下产生等。(1)产生冷裂纹的原因非常中,首先焊接接头形成淬硬组织是形成冷裂纹的常见原因。对于压力容器来说,其材料主要以碳素钢最常见,这种材料中碳的含量非常高,因此对其进行焊接时,就会使钢材出现淬硬倾向,导致冷裂纹的发生。(2)如果应力过于集中也会导致冷裂纹的出现,是由于容器本身的结构导致的。在容器的结构发生非常大的变化的部位,例如容易开孔的部位,此时焊接的拉应力会比接头的强度极限更大,接头就不能承受,最终导致裂纹的发生。(3)材料的选择不当也会导致冷裂纹的发生。在焊接过程中,如果选择焊接的材料和母材的材料不匹配,材料的强度或者性能和成分等具有较大的差异,也会导致冷裂纹的发生。另一种裂纹是热裂纹,是在高温的环境下产生的。(1)材料的选择不当同样是热裂纹产生的重大因素,如果压力容器使用了一些限制钢材和焊材,其中就会含有一些有害的物质,当含有这些物质时,在高温下就会产生裂纹。(2)如果焊接工艺不恰当,也会导致热裂纹的产生。在焊接过程中,应该严格按照焊接的设计图纸来进行,并选择科学的坡口设计,但是在实际的焊接过程中,人们往往焊接过于随意,不仅没有严格按照图纸来进行焊接,对于坡口形式也非常随意,为了快速焊接,会使其加工口变小,形成深窄的坡口,此时就容易在焊接的中心形成裂纹。
1.2未焊透产生的原因
未焊透是压力容器的一种常见工艺缺陷,是指在焊接过程中,焊接的接头底部没有完全熔透,尤其是在现场管道的焊接中非常容易发生。一般这种缺陷是由三个方面的原因产生的。(1)在焊接过程中,如果操作过于粗糙,没有严格按照焊接的条件和工艺,就会形成未焊透的情况。焊接过程中,如果焊接使用的焊条不符合要求,操作过程发生歪斜,坡口的根部未清理干净,存在着一定的油污和锈,都会导致未焊透的情况发生。(2)另外,如果焊接的工艺不符合要求也会导致未焊透的情况,在实际操作中,具体表现在焊接的速度太快、焊接使用的电流太小以及焊接的极性接反,使用电弧焊接时,其发生吹偏,均会导致未焊透的发生。(3)如果在焊接过程中,间隙太小,坡口的角度太小或者钝边太厚。
1.3未熔合以及产生的原因
未熔合也是焊接过程中的一种常见的缺陷,在实际的焊接过程中,是指焊道和焊道之间没有完全融合。这种缺陷主要是在焊接过程中焊接的速度太快、焊接的极性接反以及焊接的电流太小等导致的。但是从主观上来说,主要是由于焊接工人的责任心不够强导致的,其在焊接的过程中没有严格按照焊接的规范和作业指导来完成,才会导致焊接过程中出现这么多问题。
1.4夹渣以及产生的原因
夹渣是指在焊接之后一些金属夹杂物残留在焊缝中的一种现象,主要是由于在操作过程中不规范导致的,熔池中的熔渣还没有付出并进行操作,最终导致其在焊缝中出现。在实际焊接的过程中,为了避免这种缺陷的发生,一定要在每一层焊接完成之后就及时清理,一旦发现夹渣要及时清除。
1.5气孔以及产生的原因
在压力容器的焊接过程中,如果在凝固的过程中,熔池中的气泡没有逸出,就会残留在焊缝中,最终在焊缝中形成一个空穴,这就是气孔,一般可以分为外部气孔和内部气孔。气孔产生的原因主要有两个方面。首先,在焊接的过程中,如果焊接使用的焊条没有及时烘干和保温,就会失去保护作用,而形成气泡。另外,如果焊接过程中的收弧太快,没有发挥好保护作用,空气中的氮气就会进入其中而形成气泡。
1.6外部缺陷
外部缺陷主要是指压力容器在使用过程中出现凹陷、焊接变形、咬边和焊瘤等情况,对于外部缺陷来说,由于其发生在容器的外部,因此比较容易发现,如果及时采取一定的措施可以有效将其解决。对于外部缺陷的产生,主要是由于在焊接过程中焊接技术水平较低导致的。在焊接过程中,如果没有将不同的焊件之间有效融合在一起,而是错开了,就会发生错边。咬边也是一种常见的外部缺陷,主要是由于焊接过程中焊接技术的应用不合理或者焊接参数的设置不够合理导致的。
2压力容器常见工艺缺陷的控制措施
为了避免夹渣和气孔的形成,在焊接过程中要确保准确的焊接电流,并且合理控制焊接速度,不能一味追求焊接的速度,同时确保坡口边缘的整洁和干燥。为了避免裂纹的发生,在焊接的过程中,要控制好焊接的工艺参数,冷却的速度要合理控制,并且要适当的提高焊缝的外形系数。如果是采用小电流焊接,一定要确保多层和多道焊接的使用,才能避免中心发生裂纹。对于未焊透和未熔合的情况,则要明确允许的缺陷尺寸,一旦发现未熔合要及时补焊。焊接时要采用适宜的电流,保持焊接速度的稳定和固定。发现坡口表面具有油污和氧化皮,一定要及时处理,确保其干净整洁。另外,我们要认真分析并找出防止缺陷出现的方法。重视焊接前的材料选择工作,根据压力容器本身的力学性能设计要求选择焊接材料。在焊接前要制定合理的焊接顺序、焊缝形状和坡度并精准严格规范操作,并做到必要的耐压试验、无损探伤、等外观检验,以保证容器的安全使用。总之,压力容器常见的工艺缺陷包括冷裂纹、热裂纹、未熔合、未焊透、气孔以及夹渣等,压力容器常见的工艺缺陷主要是由于焊接不合理导致的,为了避免各种缺陷的发生,一定要做好焊接工作,加强技术管理。
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作者:袁凯 周琦 单位:江苏井神盐化股份有限公司淮安碱厂