陳月紅

（江蘇世能化工設備有限公司，江蘇靖江 214500）

建立壓力容器制造質量保證體系，就是實行由過去管結果變?yōu)楣苓^程；從對產(chǎn)品質量把關為主，轉入到以預防產(chǎn)生不合格產(chǎn)品的全面控制為主。當然，在質量保證體系運轉的過程中，勢必增加費用，引起成本的提高。但是，對影響壓力容器制造質量的關鍵環(huán)節(jié)，必須嚴格控制，才能確保壓力容器的制造質量。

1 圖樣審查

（1）設計總圖上必須有壓力容器設計單位的設計許可印章（復印章無效），確認資格有效。設計許可印章失效的設計圖樣和已加蓋竣工圖章的圖樣，不得用于制造壓力容器。注意對于第Ⅲ類壓力容器，應有壓力容器設計單位技術負責人或者其授權人的批準簽字。

（2）選用的材料是否符合工作介質的參數(shù)和性能要求。

（3）選用的制造與驗收標準是否符合相應的最新版國家標準。

（4）壓力容器類別劃分是否正確，技術要求、制造條件是否正確。

（5）設計圖樣所選定的無損檢測方法、檢測比例和合格級別，是否符合有關規(guī)范標準規(guī)定。圖樣審查的嚴謹性，主要是審查在設計中對諸多參數(shù)的選擇、試驗、檢驗要求、制造技術條件的確定是否合理、周全。

產(chǎn)品圖樣審核后報監(jiān)檢審查確認。

2 焊接控制

2.1 焊接材料

（1）焊接材料的選擇。壓力容器各受壓部件的制造工藝比較復雜，其運行條件也有很大的差別，因此在選擇焊材時需要考慮各方面的因素。一般應根據(jù)母材的化學成分、力學性能和焊接性能，來選擇焊接材料。

對于碳鋼及低合金鋼制壓力容器，一般都按等強性原則來選用，即焊縫金屬的強度不低于母材標準規(guī)定值的下限。但有些制造廠家在選用焊接材料時，為保證焊縫金屬的強度不低于母材，而存在寧高勿低的傾向，從而造成焊縫金屬強度大大高于母材，致使塑性降低。在選配低合金高強鋼的焊接材料時，應特別注意這個問題。

對于低溫容器，除了應保證強度不低于母材外，同時還應保證接頭的低溫韌性不低于殼體材料。

對于高溫容器和有耐腐蝕性要求的容器，為保證焊縫具有與母材接近的高溫性能和抗腐蝕性能，其選擇的焊接材料的化學成分應與母材大致相同。

對于不等強度級別鋼的焊接，原則上應選擇低強度等級的焊接材料，在某些特殊的情況下，如點固焊或厚板的第一道焊縫往往要求強度高，可以選用高強度等級的焊接材料。

焊接材料的選擇，還應綜合考慮結構的工藝因素、剛度特點以及使用條件，焊接方法等。例如冷沖壓冷卷，要求焊接接頭有較高的塑性變形能力；熱卷和熱處理，則要求接頭經(jīng)高溫熱處理后仍能保證所要求的強度性能及韌性，因此，應選用合金成分較高的焊接材料。

對同一強度等級的酸性焊條和堿性焊條，應根據(jù)焊件的結構形狀和鋼材的厚度加以選用。形狀復雜，結構剛性大以及大厚度的焊件，由于焊接過程中產(chǎn)生較大的焊接應力，容易產(chǎn)生裂紋，因此必須選用抗裂性好的低氫焊條。反之，則可選用酸性焊條。

（2）焊接材料的驗收。不同廠家生產(chǎn)的同一型號或牌號的焊條，其工藝性能有可能存在差異。因此，制造廠應根據(jù)多年的實踐情況，選定相對固定的焊條生產(chǎn)廠家。其驗收應根據(jù)《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定進行，首先焊接材料必須要具有正確齊全的出廠合格證及質量證明書，檢查焊條包裝及爐批號等焊條標志，必要時按相應標準進行抽樣復驗。驗收合格后，及時編號辦理入庫手續(xù)。

（3）焊接材料的保管及領用。焊接材料入庫后要按類別、型號、牌號及批號，分別在不同的位置存放。焊條庫室內溫度應不低于5℃，相對濕度應低于60%，貨架距地面和墻壁間距應大于30 mm。焊條和焊劑在使用前，必須按規(guī)定溫度和時間烘干并保溫，其發(fā)放應根據(jù)焊接工藝規(guī)定的牌號、規(guī)格和定額進行，必須注意的是應在領料單上注明焊接材料的材檢號并由檢驗員確認，部分制造廠在執(zhí)行時，往往容易忽視這一點。焊條從烘糟中取出后，在空氣中放置時，焊條藥皮將吸收空氣中的水分，時間越長，吸收的水分越多，而且，隨著焊條強度等級的提高，焊條在大氣中允許存放的時間越短。因此領用焊條時應使用保溫筒且做到隨用隨領。

2.2 焊接工藝

（1）焊接工藝評定。壓力容器的焊接工藝，是控制焊接接頭質量的關鍵因素。焊接工藝的編制依據(jù)是4708—2000《焊接工藝評定》。換熱管和管板的焊接接頭的工藝評定，按GB151—1999《管殼式換熱器》附錄B進行。

部分制造廠在評定過程中，存在不少問題，主要表現(xiàn)如下：

1）返修焊縫無相應的工藝評定，特別是返修后需局部熱處理的焊縫。

2）首次使用的國外鋼材未進行焊接工藝評定。

3）對于接管類截面全焊透的型接頭和角接接頭，當無法檢測內部缺陷，而制造單位又沒有足夠的能力確保焊透時，只制作型式試驗件進行焊接工藝評定，而缺少相應的對接焊縫試件的工藝評定。

4）焊接接頭的坡口角度根部間隙小于型式試驗件，未重新評定焊接工藝。

5）改變焊后熱處理類別，但未重新評定焊接工藝。

（2）焊接工藝參數(shù)的選擇。壓力容器制造中常用的焊接方法有：氣焊、焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊及鎢極氬弧焊等。不同的方法，有不同的特點，應用范圍也不相同。氣焊，一般用于安裝時的管道特別是薄壁管道的焊接；埋弧自動焊和氣體保護焊，主要用來焊接主體焊縫；鎢極氬弧焊，則大都用于單面焊雙面成型的打底焊及管道焊接；焊條電弧焊，應用則最為廣泛，幾乎所有結構都可采用。

焊接線能量綜合體現(xiàn)了焊接規(guī)范參數(shù)對接頭性能的影響，對于低合金高強鋼、低溫鋼和不銹鋼，都要求采用小線能量焊接。對于易淬火鋼，采用小線能量焊接，由于冷卻速度快，易產(chǎn)生冷裂紋，因此常采用焊前預熱、控制層間溫度和焊后緩冷等工藝措施，防止產(chǎn)生冷裂紋。此外，還應指出，僅僅對線能量數(shù)值控制還不夠，即使相同數(shù)值的線能量，其中焊接電流、電壓、速度三者之間數(shù)值，可能有很大差別，當這些規(guī)范之間配合不合理，還是不能得到良好的焊縫性能。例如在焊接電流很大電壓較低的情況下，得到深而窄的焊縫，而適當減小電流，提高電壓，則能得到良好的焊縫成型，這兩者焊縫性能是不同的。因此應在規(guī)范合理的原則下，選擇合適的線能量。還有一點不容忽視的是，異種鋼焊接時，應嚴格控制熔合比，如鋼與不銹鋼焊接，選用奧氏體不銹鋼焊條，由于熔化的母材對焊縫金屬中鉻、鎳合金元素有稀釋作用，使熔合區(qū)產(chǎn)生硬脆的馬氏體帶，焊接接頭在一側的熔合區(qū)處易產(chǎn)生裂紋，所以要嚴格控制碳鋼一側的熔合比。

2.3 焊縫返修控制

（1）焊縫返修必須編制返修工藝，經(jīng)焊接責任人審核后依據(jù)返修工藝進行返修，對焊接接頭的同一部位的返修次數(shù)超過2次以上的返修，需經(jīng)單位技術總負責人批準。

（2）返修的現(xiàn)場記錄應詳細，至少包括坡口型式、尺寸、返修長度、焊接工藝參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、焊接速度、預熱溫度、層間溫度、后熱溫度和保溫時間，焊材牌號及規(guī)格，焊接溫度等）和施焊者及鋼印等。

（3）要求焊后熱處理的壓力容器，應在熱處理前焊接返修；如在熱處理后進行返修，返修后應再作熱處理。

（4）有抗晶間腐蝕要求的奧氏體不銹鋼制壓力容器，返修部位仍需保證原有的抗晶間腐蝕性能。

（5）壓力試驗后需返修的返修部位，必須按原質量要求經(jīng)無損檢測合格，由于焊接接頭或接管泄漏而進行返修的，或返修深度大于1/2壁厚的壓力容器，還需重新進行壓力試驗。

（6）監(jiān)檢應檢查審批手續(xù)，必要時應審核缺陷產(chǎn)生的原因分析和返修工藝，對返修過程中的現(xiàn)場記錄、檢驗報告等進行檢查，確認符合要求后，在相關手續(xù)上確認。

2.4 焊接現(xiàn)場監(jiān)督檢查

現(xiàn)場抽查焊工鋼印，施焊焊工資格是否符合規(guī)定，是否按照焊接工藝卡施焊。檢查焊接工藝執(zhí)行情況，主要有：

（1）焊接設備、電流表、電壓表的完好使用；

（2）坡口形式、尺寸是否符合設計圖樣和有關技術條件；

（3）焊接材料的烘干情況和干燥設備是否符合技術文件的要求；

（4）對焊前需預熱的焊縫，預熱設備和預熱溫度記錄是否符合有關規(guī)定；

（5）檢查焊接工藝參數(shù)是否與焊接工藝規(guī)程一致。

（6）檢查產(chǎn)品焊接試板的加工、焊接位置、施焊工藝參數(shù)和試板數(shù)量是否符合《容規(guī)》及焊接工藝規(guī)程的規(guī)定。

（7）對要求控制層間溫度的焊縫，應檢查層間溫度。

3 外觀和幾何尺寸的控制

壓力容器產(chǎn)品的外觀質量和幾何尺寸至關重要。外觀質量中的咬邊和根部未焊透等，都是引起應力集中的重要缺陷；幾何尺寸的不直度，往往影響化工工藝流程及增加設備的附加應力，因此必須加強對外觀和幾何尺寸的控制。

3.1 焊接接頭表面質量

（1）抽查角焊縫焊角尺寸。角焊縫的焊角高度，應符合技術標準和設計圖樣要求，外觀應平緩過度（符合《容規(guī)》第76條第5款）。對平封頭與圓筒連續(xù)的角焊縫，多層圓筒上接管的角焊縫，管板與筒體連接的角焊縫、主體法蘭角焊縫，人孔接管角焊縫和直徑＞Ф250 mm的接管角焊縫等必須檢查。

（2）對所有焊接接頭應重點檢查有無裂紋、根部未焊透、表面氣孔咬邊等。焊接接頭表面質量及焊縫的咬邊應符合《容規(guī)》第76條要求。

3.2 母材表面、組對和幾何尺寸質量

（1）母材表面質量。檢查母材表面不得有機械損傷、工卡具焊接。

（2）組對質量和幾何尺寸質量。檢查焊縫棱角度、對口錯邊量、筒體直線度、橢圓度、封頭形狀偏差、焊縫布置、管口方位、容器總長等，記錄實際尺寸。對球形容器的球片，主要抽查成型尺寸，應符合相應的技術標準和圖樣要求。

壓力容器外觀和幾何尺寸自檢合格后，報監(jiān)檢確認。

4 無損檢測的控制

一般來說，壓力容器生產(chǎn)過程中，無損檢測工作量大約占整個產(chǎn)品生產(chǎn)過程工作總量的15%～16%。壓力容器從原材料入廠、零部件加工直至產(chǎn)品組裝完工，都涉及到無損檢測的工作。

4.1 無損檢測的要求

無損檢測工作的好壞，直接影響著出廠產(chǎn)品的質量。無損檢測涉及到檢測方法、評定標準、檢測比例、合格級別的確定。這是一項十分重要的工作，既需了解產(chǎn)品的設計和使用條件，也要了解產(chǎn)品生產(chǎn)工藝條件和采用無損檢測方法的可靠性。

（1）過高的要求，會造成生產(chǎn)過程中的大量返修；

（2）過低的要求，可能導致遺留的缺陷在使用過程中誘發(fā)事故隱患。

4.2 無損檢測應注意的問題

無損檢測應注意的問題，用舉例說明的方式，來進行詳細闡述：

（1）以開孔中心為圓心、以1.15倍開孔直徑為半徑的圓中，所包容的焊縫，應進行100%無損檢測；

（2）凡被補強圈、支座、墊板、內件等所覆蓋的焊縫，以及先拼焊、后成形的封頭上的所有拼接焊縫，應100%無損檢測；

（3）管板、法蘭拼接焊縫，膨脹節(jié)的對接焊縫，應100%無損檢測；

（4）作氣壓試驗的壓力容器，A、B類對接接頭，必須100%無損檢測；

（5）公稱直徑＞Ф250 mm接管的A、B類對接接頭，應100%無損檢測；無損檢測工作，必須由取得相應資格的人員承擔。此項工作，必須嚴格執(zhí)行初評和復審的強制性制度，確保底片和評片質量，記錄和報告完整、準確，并收存于產(chǎn)品質量檔案中。

5 耐壓試驗的控制

耐壓試驗是壓力容器產(chǎn)品制造完工后，在一定溫度和壓力載荷下對其進行強度和密封性檢驗，確保產(chǎn)品安全可靠運行的重要手段。

5.1 產(chǎn)品耐壓試驗的準備工作

產(chǎn)品組裝合格后，準備產(chǎn)品耐壓試驗前，應根據(jù)圖紙及工藝文件的相關技術要求，編制壓力試驗工藝，發(fā)放到耐壓試驗操作人員及檢驗人員。

（1）應對產(chǎn)品的外觀質量進行復查。主要復查內容：標記情況；焊接接頭的外觀質量和焊縫布置；形狀；管口方位；尺寸偏差；容器內表面；必須探傷的部位。

（2）容器產(chǎn)品的質量檢測資料核查。主要核查內容：材料牌號規(guī)格是否與圖紙相符；下料檢驗，加工檢驗數(shù)據(jù)齊全；焊接記錄，外觀檢查報告；無損檢測報告；熱處理報告；產(chǎn)品試板報告（含材料熱處理試板）；焊工、無損檢測人員資格；不合格處理資料；換熱器脹管記錄、報告；返修資料；補強圈試壓；主要受壓元件工序過程卡等。

5.2 耐壓試驗的實施

通過產(chǎn)品質量復查和制造質量檢測資料審查后，報送監(jiān)檢部門申請耐壓試驗，由監(jiān)檢部門確認該臺壓力容器產(chǎn)品符合要求后，在相關文件上同意試壓，并監(jiān)檢確認。同時核查試驗裝置和準備工作及試驗的安全措施。

耐壓試驗時，耐壓試驗壓力、試驗程序按容器圖樣規(guī)定和相關規(guī)范、標準的要求執(zhí)行，監(jiān)檢部門現(xiàn)場監(jiān)督試驗，確認試驗結果。檢驗時不得進行與試驗無關的工作，無關人員不得在試驗現(xiàn)場停留。

6 結束語

目前壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)、科學研究和人民生活中得到廣泛的應用，其作為一種特種的承壓設備，使用的工況介質比較復雜，具有易燃、易爆，有毒等特點。在一定溫度、壓力及腐蝕介質的綜合作用下，容易導致設備失效及損壞，造成事故。因此，我們運用一定的方法和手段，來確保壓力容器的制造質量，保障設備安全順利運行。

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