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摘 要：在压力容器的制造中,焊接是一个很重要的工艺,其质量直接决定了压力容器的安全性和使用性能.本文主要是从压力容器设计的规范要求、钢材的焊接性能分析、合理选用焊接材料和设计坡口形式几个方面来进行分析,探讨提升压力容器焊接质量的相关方法.
关 键 词：压力容器；焊接；坡口
焊接是制造压力容器的重要工艺,焊接质量在很大程度上决定了压力容器的制造质量及使用安全性.压力容器需全面地、正确地考虑并应用焊接技术要求,规定正确、合理、可靠、可行的焊接技术条件,从设计源头保证压力容器的质量和本质安全.
一、符合压力容器设计的规范和要求
压力容器设计人员要根据容器的设计参数、使用条件、材料特性、安全要求,在图纸上确定出科学、合理的焊接技术条件,就必须全面、准确地熟悉、理解和掌握有关规范、标准规定的内容、适用范围和保证程度,并且要求设计人员本身具有很好的专业基础知识和丰富的工作经验..通常我国的压力容器设计文件中规定必须遵照的两个重要的法规性和强制性标准是：《压力容器安全技术检察规程》和GBl50一1998<<钢制压力容器》.
在《规程》对需要进行焊接工艺评定的焊接接头类型、焊接工艺评定的标准作出了规定,并对焊接工艺评定所用设备和试焊人员、焊接工艺评定报告、焊接工艺规程的审批及压力容器的组焊、返修提出了管理和技术要求.是压力容器设计、制造、使用过程必须遵守的最基本的安全原则.GB150～1998《钢制压力容器》是设计压力在0.1～35MPa的钢制压力容器的设计、制造、检验和验收的强制性技术标准.规定了保证压力容器安全和质量所必须的产品设计、制造、检验、验收技术指标,规定了在工程上满足基本安全要求的具体方法和合格指标,可以指导压力容器的设计、制造、检验和验收.
二、钢材的焊接性能
钢材的可焊性是指在一定工艺和结构条件下,钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能,可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性.钢材的可焊性主要取决于它的化学组成,而其中影响最大的是碳元素.含碳量越高,可焊性越差.含碳量小于0.25%的碳钢和低合金钢,一般都具有良好的可焊性.
钢材的焊接性能包括了钢材的焊接性能分析、对焊接方法的适应性、与之匹配的焊材的选用、焊接工艺调整和可焊性的全部内容.钢材的焊接性能是焊接工艺评定的基础或是前提,焊接工艺评定与钢材焊接性能试验是两个互相关联,又有所区别的概念,它们之间不能互相代替.
常规情况下,设计人员是遵循规范和标准进行设计和选材,列入GB150{（钢制压力容器》标准的材料,应该是通过技术鉴定、具有良好的焊接性能的材料,这些钢材的使用具有相当多的经验,对应钢材的各种焊接方法及匹配焊接材料的选择在相关标准中（如JB/T4709和HG20581）中都已做了详细规定,但是在遇到未列入标准的新材料或是采用国外进口材料而选用国内焊接材料的情况时,设计人员应考虑钢材焊接性能的概念,通过调研、查资料、咨询甚至必要的焊接性能试验,以掌握钢材的焊接性能,做出正确的设计决定.
三、合理选用焊接材料
焊接材料的选用是压力容器图样设计中焊接技术条件的重要内容,在相关的国家焊材标准GB/T5117{（碳钢焊条》、GB/T5118{（低合金钢焊条》和GB/T983{（不锈钢焊条》中,焊接材料是基于焊缝金属的性能不低于母材的性能原则而设计的.在保证焊缝金属性能的前提下,焊缝金属的化学成分和金相组织是与母材不同的,所以设计人员在选择焊接材料时应以保证焊缝金属性能为主要目的,当有特殊要求时,应慎重考虑,并在技术条件中特别说明.
正确合理地选择焊接材料,应该既要考虑焊接接头的使用性能又要考虑制造工艺特点（如焊接接头的拘束度、焊接方法、施焊位置,劳动保护,单面焊/双面焊或组合焊,工效及经济性等因素）,压力容器设计人员在设计选择阶段是难于考虑到制造工艺特点的,在无特殊要求时只能按照标准的规定,按照一种基本的焊接方法（如电弧焊）选择焊接材料型号或牌号.
四、合理设计坡口形式
设计提供的压力容器图纸上都对焊接接头的坡口形式和尺寸做了规定,规定的方法一般是参照GB985《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》和GB986《埋弧焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》的要求,采用按GB324《焊缝在图样上的表示方法》和GB5158《金属焊接及钎焊方法在图纸上的表示代号》的规定或有关行业标准进行代号标注和选择焊接接头节点的形式.
焊接坡口设计主要目的只是保证接头全焊透,在此前提下确定合理的接头形式和坡口尺寸时应考虑所采用的焊接方法、尽量减少焊缝填充金属、避免产生缺陷、减少残余焊接变形与应力、有利于焊接防护和焊工操作方便、提高工效等具体的制造工艺要求.而设计单位的设计人员在规定焊接接头的形式与尺寸时一般只是按手工焊接法采用标准接头形式,是难于合理地考虑到这些制造工艺要求的.按JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》规定,焊接接头的坡口形式和尺寸只是次要因素,次要因素的改变不需要重新评定焊接工艺.对于有特殊结构的接头设计,如复合材料焊缝、有过渡层焊道和对熔敷金属成分有要求时、有焊接变形控制要求的特殊结构接头,则应给出详细的焊缝坡口尺寸和焊接要求.
制造技术条件是设计人员对压力容器制造、检验与验收的具体要求.焊接是压力容器制造的重要工艺手段.在压力容器设计图样上提出科学、合理、可行的焊接技术条件和要求,设计人员应当全面掌握压力容器设计、制造、检验、验收的标准、规范体系,熟悉系统性的要求,充分了解钢材焊接性能,准确理解焊接工艺评定的目的和保证项目,既注意设计焊接技术条件时的共性和通用性要求,又要特别关注具体容器产品的特殊性要求和特别检验、试验项目的要求,以正确规定焊接技术条件,保证容器的安全和质量.