鍋爐壓力容器焊接技術(shù)的應(yīng)用研究

1、 鍋爐壓力容器焊接技術(shù)的應(yīng)用研究 摘要：本文通過闡述鍋爐壓力容器焊接技術(shù)相關(guān)影響因素及發(fā)展方向，從焊接方法、焊接材料選擇及焊接工藝三個(gè)方面論述了鍋爐壓力容器焊接技術(shù)具體應(yīng)用，旨為焊接工藝優(yōu)化、焊接材料選擇及焊接手段應(yīng)用提供參考。關(guān)鍵詞：鍋爐；壓力容器；焊接技術(shù)；應(yīng)用焊接技術(shù)是保障鍋爐壓力容器制造質(zhì)量的根本，其對(duì)于鍋爐設(shè)備正常、可靠使用有著重要影響。隨著鍋爐壓力容器焊接技術(shù)不斷進(jìn)步，當(dāng)前焊接技術(shù)已由傳統(tǒng)的人工焊接轉(zhuǎn)向包括自動(dòng)調(diào)節(jié)、控制、自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)加工等在內(nèi)的全自動(dòng)化焊接，其不僅可減少人為生產(chǎn)質(zhì)量隱患，還可大幅提高鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量和效率1。對(duì)此，本文主要通過闡述鍋爐壓力容器焊接有關(guān)內(nèi)容，結(jié)

2、合目前鍋爐壓力容器焊接技術(shù)發(fā)展方向，分析焊接技術(shù)實(shí)際應(yīng)用情況。1.影響鍋爐壓力容器焊接技術(shù)的相關(guān)因素鍋爐壓力容器制造工藝復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用過程中，必須提升焊接技術(shù)工藝實(shí)施的先進(jìn)性、準(zhǔn)確性與合理性，進(jìn)而通過相關(guān)工藝優(yōu)化控制質(zhì)量檢驗(yàn)、材料選擇，有效提升鍋爐壓力容器的整體質(zhì)量。但在鍋爐壓力容器焊接過程中，其技術(shù)實(shí)施受相關(guān)因素影響，所以必須結(jié)合相關(guān)因素及當(dāng)前鍋爐壓力容器焊接技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，強(qiáng)化壓力容器焊接技術(shù)應(yīng)用。通常在一些低合金高強(qiáng)鋼中含有較多錳元素、碳元素及鈮元素，這些元素不僅會(huì)增加鋼材的硬度，且會(huì)在焊接操作后，釋放淬硬效應(yīng)。當(dāng)鍋爐壓力容器剛性較大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生隱性冷裂紋。這些裂紋在短時(shí)期內(nèi)不會(huì)迅速顯現(xiàn)

3、，但會(huì)給鍋爐壓力容器實(shí)際應(yīng)用留下巨大的安全質(zhì)量隱患。與此同時(shí)，在鍋爐壓力容器焊接作業(yè)過程中，受高溫因素影響，焊接接頭熱影響區(qū)域的相關(guān)元素就會(huì)在奧氏體中大量殘留。因焊接后冷卻迅速，因此這些殘留元素?zé)o法及時(shí)析出，當(dāng)在焊后進(jìn)行熱處理時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致鍋爐壓力容器焊接接頭變形開裂，加之其焊接線能量較小，受馬氏體影響，熱影響區(qū)域會(huì)產(chǎn)生大量裂紋。另外，在鍋爐壓力容器焊接過程中，焊接線能量較大，熱影響區(qū)域中的晶粒尺寸也會(huì)不斷增大，同時(shí)還會(huì)降低熱影響區(qū)域晶粒的可塑性。此外，當(dāng)鍋爐壓力容器焊接接頭熱影響區(qū)域產(chǎn)生軟化區(qū)域時(shí)，也會(huì)降低鍋爐壓力容器應(yīng)用的可靠性與安全性，由此會(huì)大大縮短其使用壽命。2.當(dāng)前鍋爐壓力容器焊接技術(shù)

4、發(fā)展趨勢(shì)鍋爐壓力容器體積、結(jié)構(gòu)較大，鍋爐壁較厚，在制造鍋爐壓力容器時(shí)，焊縫的查找及微觀組織的獲取、焊件預(yù)熱等工藝均比較復(fù)雜，而采用傳統(tǒng)鍋爐壓力容器焊接技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，其無法滿足當(dāng)前時(shí)代背景下現(xiàn)代鍋爐壓力容器制造、焊接各項(xiàng)工藝需求。因此，在傳統(tǒng)焊接工藝實(shí)施基礎(chǔ)上，應(yīng)結(jié)合鍋爐壓力容器焊接技術(shù)實(shí)施、應(yīng)用的要求趨勢(shì)，分別從精準(zhǔn)性、簡(jiǎn)單化、智能化及自動(dòng)化幾個(gè)方面展開焊接技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)化，以完善現(xiàn)代鍋爐壓力容器焊接技術(shù)工藝，提高質(zhì)量性能。3.鍋爐壓力容器焊接技術(shù)應(yīng)用分析3.1選擇合理的焊接方法當(dāng)前隨著鍋爐壓力容器制造技術(shù)不斷提高，其焊接方式及焊接技術(shù)也在進(jìn)步。在具體焊接應(yīng)用過程中，可根據(jù)母材、焊接位置差異，有

5、針對(duì)性地選擇鍋爐壓力容器焊接技術(shù)方法與手段。通常因母材差異、焊接位置差異，鍋爐壓力容器在焊接過程中，主要包括電渣焊、氣體保護(hù)焊、埋弧自動(dòng)焊及手工電弧焊等，其中最普通的焊接手段與技術(shù)方式為手工電弧焊接，其在工作應(yīng)用過程中，主要采用手工方式，通過電弧產(chǎn)生的高溫，融化鍋爐壓力容器焊接部位的母材，因此焊接應(yīng)用靈活性較強(qiáng)。但在技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，采用這種方式進(jìn)行焊接，對(duì)技術(shù)人員的效率和技術(shù)要求較高。而電渣焊較為特殊，其一般只適用于焊接面較大且需要進(jìn)行熱處理的焊接操作工藝中。由于鍋爐壓力容器一般體型大、重量大，呈圓球形狀，因此在具體應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)不同焊接方式的優(yōu)、缺點(diǎn)，選擇合理的焊接方法展開作業(yè)。3.2選擇

6、適當(dāng)?shù)暮附硬牧显诤附渝仩t壓力容器過程中，須從如下三個(gè)方面選擇焊接材料，盡可能應(yīng)用耐熱性鋼焊接材料焊接鍋爐壓力容器。相關(guān)應(yīng)用注意事項(xiàng)如下：首先，在選擇耐熱鋼作為鍋爐壓力容器的焊接材料時(shí)，需確保母材與焊縫金屬的實(shí)際強(qiáng)度指標(biāo)一致。焊接過程中，除了保證常溫狀態(tài)下焊縫金屬與母材強(qiáng)度一致外，還應(yīng)使焊縫在高溫狀態(tài)下的強(qiáng)度母材實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)值。其次，焊接材料中的碳含量直接影響鍋爐壓力容器實(shí)際焊接效果，因此，在焊接技術(shù)應(yīng)用過程中，應(yīng)確保母材中的實(shí)際碳含量鍋爐壓力容器焊材中的碳含量，從而防止在鍋爐壓力容器焊接過程中產(chǎn)生金屬裂紋。此外，鍋爐壓力容器焊接材料中的碳含量不宜過小。由于焊后熱處理時(shí)，產(chǎn)生的鐵元素會(huì)降低鍋爐壓力容

7、器焊接接頭的整體韌性。因此，為有效提升金屬與母材的等強(qiáng)焊接性能及金屬?zèng)_擊韌性，應(yīng)將焊接材料中的碳含量值控制在0.08%-0.12%范圍內(nèi)。3.3優(yōu)化處理焊接技術(shù)工藝常見的鍋爐壓力容器焊接技術(shù)工藝主要包括底層焊、中層焊、表層焊、焊后熱處理工藝及無損檢測(cè)技術(shù)工藝。（1）底層焊底層焊主要是指采用氬弧焊方式，以點(diǎn)焊方式從上到下依次展開進(jìn)行焊接操作。為提升鍋爐壓力容器焊接技術(shù)水平，在底層焊工藝實(shí)施中，應(yīng)系統(tǒng)檢測(cè)焊接工藝實(shí)施情況，確保底層焊縫整體均勻，減少裂紋。（2）中層焊在中層焊接作業(yè)時(shí)，需事先檢查并對(duì)底層焊縫進(jìn)行清根處理。若要對(duì)鍋爐壓力容器進(jìn)行重新焊接，需保證底層焊縫接頭及焊接接頭距離10mm。與此同

8、時(shí)，還應(yīng)選擇3.2mm的焊條以“直線型”方式展開焊接操作，焊縫實(shí)際厚度應(yīng)為焊條直徑的8-12倍。（3）表層焊在表層焊工藝應(yīng)用過程中，要參考焊縫厚度確定焊條直徑。確保每根焊條實(shí)際收弧與起弧位置與鍋爐壓力容器焊接接頭相錯(cuò)，以提升鍋爐壓力容器焊接焊縫的圓滑性與完整性。（4）焊后熱處理工藝焊后熱處理工藝可有效消除鍋爐壓力容器焊接過程中形成的各種殘余應(yīng)力，從而能夠進(jìn)一步防止冷裂紋出現(xiàn)。但是，在具體焊接應(yīng)用過程中，應(yīng)根據(jù)鍋爐壓力容器焊接實(shí)際特點(diǎn)和需求，選擇合理的熱處理方法進(jìn)行焊后熱處理。（5）無損檢測(cè)技術(shù)工藝在鍋爐壓力容器焊接作業(yè)開展之后，即可采用無損檢測(cè)技術(shù)（NDT）按照相關(guān)質(zhì)量規(guī)定，對(duì)焊縫內(nèi)部及表面進(jìn)行無損檢測(cè)。其主要是基于聲、光、磁和電等特性，在不影響或不損害被檢對(duì)象性能前提下，通過對(duì)其缺陷或結(jié)構(gòu)異常進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而準(zhǔn)確了解和評(píng)價(jià)對(duì)象性質(zhì)、狀態(tài)、質(zhì)量或內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種技術(shù)工藝2。具體方法如下：圖1NDT檢測(cè)方法結(jié)構(gòu)體系示意圖結(jié)束語焊接技術(shù)事關(guān)鍋爐壓力容器成品質(zhì)量，要想使鍋爐壓力容器滿足實(shí)際應(yīng)用需求，在焊接工藝實(shí)施環(huán)節(jié)就應(yīng)加強(qiáng)鍋爐壓力容器焊接質(zhì)量控制，優(yōu)化焊接技術(shù)手段，并從焊接材料、焊接方式及焊接設(shè)備、焊接工藝等方面不斷優(yōu)化和完善