压力容器焊接工艺论文范文1
伴随经济社会的快速发展，我国出现巨大能源缺口。核能属于相对清洁、安全与低廉的新型能源，其重要地位日益突现。核反应堆有着极强的辐射性，核压力容器生产材料要选择优质材料，严格把控核压力容器生产质量与使用时段内的质量。能源需求的不断加大，推动进一步提高核电站数量和反应堆单堆的容量，生产大型化与复杂化的核压力容器，更我依靠焊接工艺来完成。本文探讨焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响，以期为生产厚壁核压力容器焊接时消除残余应力与控制变形提供建议。
关键词：
焊接工艺；厚壁核压力容器；残余应力；影响
现代工业发展与科技进步，海洋工程、航空航天、核动力工程等领域越来越广泛运用焊接工艺。焊接工艺是集传热、电弧物理、冶金和力学等于一身的复杂过程，成为将金属材料连接成构件的极为重要手段。在生产核压力容器时，它更是起到无可替代的作用。为了提升能源安全级别，降低核辐射带给自然界与人类社会的危害，务必要确保核压力容器的质量。因此，探讨焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响时，了解焊接当中构件所带的残余应力与大小分布特点，以确保焊接接头安全性，从而保证核压力容器的质量。
1现有情况
20世纪70年代日本大阪大学的上田幸雄教授等人根据有限元法，分析焊接残余应力的应变过程。自此之后，有限元模拟技术开始快速发展，有限元模型的建立简化了复杂的动态焊接应力分析过程。虽然我国在这方面的研究起步较晚，但是发展速度较快，且已获得一定成果。20世纪80年代初，以陈楚为首的研究人员对热弹塑性理论进行系统化的分析，推导出有限元计算公式，并编制出相对应的计算机程序。20世纪90年代，我国学者对这一领域进行更加深入的探索。目前，在确保焊接结构的稳定性的前提下，采用不同方法去除焊接残余应力的求值计算方法得到快速发展。只不过要完全达到实践需要，还有待进一步研究。
2现有问题
目前焊接残余应力的探索有了很大的进步，但是难以应对实际工程的要求。利用数值分析法控制复杂的焊接结构的残余应力的措施还有很多不足之处。第一，缺少足够的材料热物理性能重要数据，如:密度、导热系数与比热容等。第二，缺乏热源分布参数数据，有待进一步探讨多层焊缝、开坡口焊缝等的热源分布方式。第三，如何选取焊接热源的热效率资料较为分散，存在比较大的误差。第四，处置焊接熔池的方式存在问题，未把焊接熔池内部液态金属的对流传热特性纳入考虑范畴之内。第五，我国分析复杂核压力容器焊接残余应力的水平尚处在初级水平。待深入研究与探索焊接数值模拟技术的意义与作用，对焊接现象的本质有了更加精准的认识之后，方可把焊接残余应力精确计算出来，以提供可借鉴的理论。
3焊接温度场的分析理论
模拟焊接应力与应变的前提就是温度场，计算应力与应变的参考数据就是由流动准则、屈服准则、热弹塑性与强化准则所构成的基本理论。运用ANSYS软件模拟焊接过程时，上述理论和依据用来判定材料有无屈服、如何进行流动与强化，同时成为计算材料出现弹性与塑性变形时应力与应变关系的理论标准。屈服准则主要用来确定材料开始出现塑性变形的应力状况，计算单值的等效应力，并将结果与屈服强度进行对比，以得出材料的屈服时间。流动准则主要是从几何的角度出发，说明塑性应变增量向量与成与屈服面的法向，两者方向始终是一致的。强化准则主要用来阐释初始屈服准则是如何跟着塑性应变的增加而变化发展的。热弹塑性基本原理主要用来计算焊接全过程动态应力与应变的变化过程及最终的残余应力与变形的态势。
4焊接工序的影响力
4.1焊接流程参数作用于残余应力焊接残余应力出现的关键因素就是有不均匀的温度场存在。出现裂纹重大原因就是焊接残余应力。运用不同的焊接工艺参数，如：1350℃、1420℃、1490℃，焊接之后的出现的等效残余应力的变化走势是相同的。处在焊缝中心，其应力是最大的，距离焊缝中心越远，距离增加的同时，而应力会慢慢降低。其中，使用1350℃和1490℃焊接工艺参数，焊接之后应力的变化态势呈现大致相同的曲线，两者应力数值分别为360.28MPa和369.34MPa。而使用1420℃的焊接工艺参数，焊接之后应力的变化态势曲线，与前两个曲线相比，其态势略为走高，其应力值也是三者中最大的，为370.22MPa。据此可知，使用不同的焊接工艺参数，影响着焊后残余应力的大小。
4.2坡口形式作用于焊接残余应力焊接厚壁核压力容器时，有很多因素会影响焊接残余应力，坡口形式就是其中之一的影响因素。因此，在操作过程中，极为重要且必不可少挑选合宜的坡口形式与尺寸。就40mm宽I型坡口、35mm宽I型坡口及35mm宽双U型坡口等三种不同坡口形式而言，利用有限元算出结果来证明其作用于焊接残余应力的大小。在焊接结束后,出现于焊缝中心的等效应力值都不一样，40mm宽的I型坡口焊接后残余应力最大,其应力值460.12MPa，35mm宽的I型坡口焊接后残余应力位居第二,为420.68MPa，35mm宽的双U型坡口焊接后残余应力最小，为370.36MPa。三个坡口形式的相同之处在于，处在焊缝中心的应力最大，离焊缝中心越远，应力慢慢降低。所以，在有着相同宽度的焊缝的情况下，焊接应力相对较小的是双U型坡口；在有着相同的坡口形式的情况下，焊接后残余应力相对较低的是35mm宽。
4.3焊接后热处理工序作用于焊接残余应力去除焊接残余应力才能确保焊接结构的安全与牢靠，热处理成为去除焊接残余应力常用手段。在35mm宽的I型坡口完成6道焊接后，对其执行热处置，回火温度640℃，分别放在炉中保温1-7h，再行冷却，以去除残余应力。试验结果表明，没有执行热处理之前，焊缝处的等效应力值为最高，执行热处理之后，焊缝中心的等效应力相对降低。热处理之前焊缝中心的应力峰值为421.86MPa，执行热处理之后，等效应力相对较大的出现在1小时与7小时后,分别为351.32MPa和341.71MPa。等效应力相对较低的出现在2小时、3小时与4小时后，分别为270.14MPa、269.56MPa和267.97MPa。据此可知，执行热处理可以有效减少焊接残余应力，引起重新分布焊接残余应力，并且处在640℃的高温下，执行2小时热处理，可以让残余应力得到更好清除。
5结束语
社会经济发展，能源的需求变得越来越大，能源供给面临巨大挑战。核能有着广阔的开发前景，应当大力开发与使用。同时，不可忽略能源的安全与可靠性问题。日趋复杂化的核压力容器，给能源安全与可靠性带来新的考验。而焊接工艺成为决定其质量的重要手段，务必要进一步加以改进。本文探讨了焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响，希望以此为核压力容器质量的改进方法的执行提供参考意见。
参考文献
[1]张敏,陈陆阳,李继红,等.焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响[J].兵器材料科学与工程,2011,34(2).
[2]徐万斌.焊接工艺对厚壁核压力容器焊接残余应力的影响[J].科技创新与应用,2014(19).
[3]张美丽.厚壁压力容器焊接残余应力及变形的数值研究[D].西安理工大学,2010.
[4]闫业良,李晓泉,邹华.大厚壁压力容器封头焊接工艺研究[J].焊接技术,2014(12):35-37.
压力容器焊接工艺论文范文2
关键词：承压设备焊接工艺评定应用问题
焊接工艺评定是压力容器制造中一项重要的基础性工作，压力容器制造行业焊接工艺评定工作所遵循的规程、标准几经变迁。说法不一。90年以前曾经按照JB741-80附录Ⅱ及1981年版《压力容器安全监察规程》进行焊接工艺评定。90年以后又参照JB3964及96年版《蒸汽锅炉安全监察规程》Ⅰ进行焊接工艺评定。从JB4708-92《钢制压力容器焊接工艺评定》、JB4708一2000《钢制压力容器焊接工艺评定》到正在使用的NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》，为压力容器制造行业提供了一个科学、系统的方法标准，也为有色金属入铜、铝、钛及其合金制压力容器焊接工艺评定标准制定提供了参考，但在杂志、刊物上发表的一些文章中，对标准的某些方面理解上还存在一些偏差，本文拟就对这些问题提出一些观点，供同行们商讨。
1、应掌握的焊接性能
NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》的表1中根据金属材料的化学成分、力学性能和焊接性能将焊制承压设备用母材进行分类分组，从Fe1~Fe8、Al1~ Al5、Ti1~ Ti2、Cu1~ Cu5、Ni1~ Ni5共25类，每一类又分为若干组。标准规定同类别高组别号母材评定的合格焊接工艺，试用与该高组别号母材与低组别号母材相焊，某一母材评定合格的焊接工艺，适用于同类别号同组别号的其他母材，因此只要掌握了同一类中高组别号材料的焊接性能则低组别号的焊接性能也就基本掌握了。
2、应进行焊接工艺评定的焊缝
压力容器制造单位往往只对压力容器受压元件本身的焊缝进行评定，而对其他焊缝不做焊接工艺评定，或者说只是受压元件本身的焊缝做焊接工艺而其他焊缝没有焊接工艺，这样理解是不够全面的，应进行焊接工艺评定的焊缝包括：(1)受压元件本身的焊缝：如筒体纵、环焊缝，封头的拼缝，接管与壳体的组合焊缝；接管与接管的环焊缝；接管与法兰的对接环焊缝或角焊缝；补强板本身的对接焊缝及补强板与壳体接管的焊缝。需要注意：当有拼缝的封头整体热压成型时（900±60℃）或者旋压封头需要做消除应力热处理是，则需要做正火或者消除应力热处理的焊评。(2)受压元件母材表面的堆焊、补焊焊缝。如耐蚀层堆焊等情况。(3)与受压元件相连接的焊缝。如支座与壳体的连接焊缝；支座垫板与壳体连接的焊缝；标牌架与壳体连接的焊缝；吊耳与壳体的连接焊缝；换热器的分层隔板与管箱连接的角焊缝；内件与壳体连接的焊缝（入塔式容器的塔盘支架与塔节连接焊缝、盘管支架与壳体的连接焊缝）等。(4)受压元件与受压元件连接焊缝的定位焊缝。
3、全焊透组合焊缝的评定应注意以下问题
(1)对接焊缝评定要将组合焊缝的两焊件的厚度范围覆盖，如在20mm厚的壳体焊接3.5mm的接管组合焊缝，则一项对接焊缝评定不能覆盖，至少要两项对接焊缝焊评，做一项6mm板厚的评定其适用焊接母材厚度范围我1.5~12mm，在做一项16mm板厚的适用范围为5~32mm。则可将3.5mm和20mm两焊件厚度覆盖。(2)板-板组合焊缝与管-板组合焊缝不能互相替代，如夹套容器上接环和内筒的组合焊缝应做板-板项的焊评，而不能用管-板项支持。(3)应用对接加组合焊缝评定支持组合焊缝工艺时，要注意其他条件的变更。如产品壳体为Q345R材料，接管为20钢管，现有评定项目为Q345R板材、J502焊条对接评定及Q345R板材与20钢管材、J422焊条组合评定，那么无论实际是用J502焊条或是J422焊条这两项评定都不支持，因为焊接材料（对手弧焊来说是重要因素）发生了变化，只有后一项评定用J502焊材且实际产品也是J502焊材才支持。
4、母材厚度如何理解
NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》中讲了两种母材厚度。一种是试件母材厚度，另一种是适用母材（产品）厚度。前一种是指做焊评时所使用的母材实际厚度，无论焊缝金属多厚。如做焊评时母材厚度为40mm而焊缝金属为12mm厚，焊完后将未焊部分加工去除，那么适用母材厚度应可按40mm的0.75~1.5倍来计算即下限30mm上限60mm，因为从焊接性能(拉伸、弯曲、冲击)的影响来说都是相同的。后一种即产品母材厚度应为实际厚度而非图纸标注的名义厚度。做焊评和产品工艺时往往只考虑名义厚度是不正确的。如一台产品封头的名义厚度为50mm，热压成形时考虑加工减薄量，假设10%则应当用54mm下料，那么工艺评定时应当按能覆盖54mm而非50mm厚的范围来进行，带料时厚度发生变化也有类似问题。
5、有焊后热处理的产品焊缝的评定
NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》对焊后热处理给出了评定规则，对热处理的保温时间做了规定，应用时有以下几个需要注意的问题
(1)试件经超过上转变温度的焊后热处理，适用焊件厚度范围为母材
(2)当焊件有焊后热处理要求时，支持组合焊缝焊接工艺的对接焊缝评定、组合焊缝评定都应做相同类别和工艺的热处理，实际应用中往往将组合焊缝评定的热处理问题遗漏
(3)消除应力热处理时，只计算累计保温时间，而与热处理次数无关。
6、进行国外材料评定时，力学性能试验合格指标
按NB/T47014—2011《承压设备焊接工艺评定》对拉力试验和冲击试验都是按母材钢号标准值来确定的，那么进行国外材料评定时，应按该钢号所采取的标准来确定，不能按照钢号对照表总相应的国内钢号标准确定
参考文献
[1]JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》.
压力容器焊接工艺论文范文3
关键词：压力容器；焊接；质量控制；有效方法
由于我国目前工业化进程的脚步很快， 压力容器焊接技术也逐步发展起来，对焊接质量的要求也越来越高。可以通过改变焊接技术的方法来满足压力容器的设计需要。对焊接质量的控制不仅拓宽了焊接可应用的范围， 还使焊接接头性能得到了很高提升， 确保压力容器具有较高的使用性能， 给我国压力容器焊接奠定了坚实的实践基础。
一、影响压力容器焊接质量的因素分析
首先，压力容器焊接使用的材料，是影响焊接质量的重要因素。这里说的材料包括焊接生产过程中所使用的各种焊接材料，如焊条、焊丝、焊剂、气体等。焊接材料的正确选择与使用，是确保压力容器焊接质量的前提。
其次，由于焊接是制造压力容器最为关键和重要的一个环节，因此压力容器的焊接工艺成了影响其焊接质量的关键因素，这主要包括焊接工艺的制定以及焊接工艺的执行两个方面。压力容器焊接工艺的制定，必须依据合适的焊接工艺评定报告（PQR），结合工艺人员的经验、产品特点、制造工艺条件和管理情况综合考虑，最终形成焊接工艺规程或焊接工艺卡（WPS），将其作为焊接工序的指导依据，来保证焊接的质量。压力容器焊接工艺的严格执行，也是确保焊接质量的关键，一旦制定出合理正确的焊接工艺规程（WPS），需加以贯彻执行，不能随意变更其工艺参数，如有充分的根据确实需要改变，也应当履行相应的手续与程序，确保焊接工艺执行的严肃性，这是对焊接工艺的制定与评定的有力补充，与焊接工艺的制定同等重要。
第三，由于压力容器的焊接离不开人的操作，需要焊工进行直接性作业，因此操作人员的素质是影响压力容器焊接质量的直接性因素，操作人员的技术水平、职业道德、质量意识、操作时的态度、纪律性等均会直接影响到压力容器的焊接质量。
此外，各种焊接设备的性能以及焊接操作过程中的环境因素，也会影响到压力容器的焊接质量。
二、控制压力容器焊接质量的有效方法
1、强化对焊接材料的管理
压力容器生产制造环节中的焊接质量高低是由焊接材料决定的，只有严格的控制材料的质量，才能改善其焊接性能。因为压力容器的具体应用范围不同，对其功能、结构等要求也会有所差异，要限制选用焊接材料的要求，做好焊接材料的优化工作，从而为压力容器的质量提供保障。在进行焊机操作的过程中，首先要明确压力容器的具体性能要求，如果对承受压力范围做出了规定，就需要针对该部位，优先选取性能优越的焊接材料， 确保焊接材料在强度方面达到标准规定，将焊接材料的力学检测结果同标准进行对比，做好焊接材料强度管理工作。应用于生产制造的焊接材料必须要出具由国家的质量认证书，确认材料符合国家行业标准，以免出现因材料不合格而引发的安全事故。
此外，管理焊接材料的过程中，还要站在整体的角度，从多个方面进行考虑和分析， 将压力容器焊接部位的性能要求纳入选择标准中，针对可塑性、韧性、刚性、抗裂性、耐化学腐蚀性等多方面的限制，选择热卷、不锈钢或冷卷等材料，使焊接质量得到保障。
2、 对焊接工艺及工艺评定控制工作进行优化
实现优化焊接工艺的过程中，要结合压力容器的实际状况，选取正确、合理的焊接操作步骤，使用规定的焊接材料，把握焊接部位的形状和角度，并做好焊接工艺的评定控制工作。焊接工作人员在工作时，都会按照设定的工艺规范进行操作，而优化焊接工艺的根本即为完善工艺标准，构建科学、合理的工艺评定管理办法，将管理工作细化到具体参数的设定、具体操作步骤，使焊接工艺更加标准化、规范化，为压力容器焊接质量的优化奠定坚实的基础。
评定焊接工艺时，应明确不同焊接技术的应用状况，对工作人员的操作行为进行管理，将操作流程和质量管理落到实处，严格管理每一个焊接环节的质量，只有满足当前的焊接处理标准要求，才能进行下一阶段的操作。
3、在环境方面做好焊接质量控制
环境情况也会影响焊接质量，虽然环境不易控制，但是也要尽量避免因环境而造成的焊接质量问题。焊接质量对环境的依赖程度较高，因为焊接工作主要在室外进行，气温、水分、风力等天气情况都会影响焊接工作，这些情况都要充分考虑。如果工期要求紧，天气情况还不利于焊接，就要做好预热、遮雨、防尘等工作，以此来控制环境的影响。
4、 提高对焊接质量检测工作的重视
压力容器制造焊接工序的一项关键步骤就是质检，该项工作包括多方面的内容，需要对焊接的工艺、制造流程及材料进行严格的检查，查看工艺评定工作是否符合规定，综合这些因素，决定压力容器能够投入正常使用。如果发现一项内容不达标，就可以判定为质量检测不合格，禁止投入使用，以免因压力容器焊接性能差而引发安全事故。根据焊接工艺的操作实施时间的不同，也可以将焊接质检工作划分为三个阶段，即焊接前期、焊接中期和焊接后期。这三个阶段的质检工作侧重点有所不同，前期检测重点为焊接部位缝隙及材料，中期检测重点为焊接操作、焊接技术、焊接部位的规格和尺寸、工艺流程，查看检测结构是否同设计标准相一致， 而性能检测是后期质检的重点，涉及压力性能、质量损伤、整体外观等内容。焊接质量检测工作还要同压力容器的应用方向结合起来，在完成常规质检操作后，进行针对性的检测，全面保障容器的质量，并应用有效的措施对其中的质量进行处理和弥补。
5、加强焊接设备的维护管理
焊接设备的质量也是焊接质量的保证，如果焊接设备存在着质量问题，由该设备焊接出来多数会存在质量问题。为此，必须加强对焊接设备的维护管理，以提高焊接设备的质量。目前，焊接设备主要包括焊条烘干箱、焊机、加热器、温度测量仪、钳形电流表、保温桶等，焊条烘干箱装配有温度表，焊机装配有电压表、电流表，管理人员要定期对焊条烘干箱、焊机等焊接设备进行检查，确保温度表、电压表、电流表能够正常运行，显示无误，确保焊接工程中的工艺参数完全正确。每次检查完毕都要对焊接设备进行维护，确保焊接设备运行良好，切忌焊接设备带伤运行。每次检查维护完毕，都要及时进行记录存档备查。
6、提高操作人员的综合素质
首先，确保操作人员的技术水准符合压力容器焊接操作的要求，压力容器的焊接应由持有特种设备安全监察机构颁发的《特种设备作业人员证》的焊工担任，并且只能在有效期内从事合格项目范围内的焊接工作。建立焊工技术档案，定期组织对持证上岗的焊工进行岗位培训及考核，做好焊绩记录，防止任一焊接方法中断特种设备焊接作业6个月以上。不断提高焊工的理论水平和实际操作技能，使其真正在理论方面认识到执行工艺规程的重要性，从实践上提高操作技能。其次，通过进行教育及管理等手段，不断加强对操作人员的职业道德、社会道德等建设工作，提高其效率、质量意识，增强责任心。
总之，在压力容器的质量控制中，焊接质量的控制起着非常重要的作用。目前，我国已经将压力容器系统列入特殊设备之列中， 并且， 与此同时还制定了一系列相对的安检制度， 力图以确保压力容器在严格的质量监督制度下进行为焊接环境创造良好有利的条件， 以便使压力容器高效安全的运行。
参考文献：
[1] 张举纲. 压力容器焊接质量的优化措施[J]. 硅谷. 2013（15）
压力容器焊接工艺论文范文4
关键词：反应堆压力容器 焊接难点 个人建议
中图分类号：C35 文献标识码： A
1 绪论
1.1 引言
反应堆压力容器设备是压水堆核电站中的心脏设备，该设备是放射性物质的包壳，在运行期间不仅承受高温、高压和强辐照，而且在核电站的整个运行寿期内不可更换，对电厂的稳定安全运行极其重要。
反应堆压力容器作为核电厂一回路主设备承担着三项重要功能：一、作为包容反应堆堆芯的容器，起着固定和支撑堆内构件的作用，保证燃料组件按一定的间距在堆芯内的支撑与定位；二、作为反应堆冷却剂系统的一部分，起着承受一回路冷却剂与外部压差的压力边界的作用；三、与其它一回路压力边界设备一起构筑了核电厂防止放射性物质外逸的第二道屏障。
运行压力：15.5Mpa 设计寿命：40年
设计温度：343℃ 总 重：339t
运行温度：327.2--292.8℃ 全容积： 123m3
秦山二期扩建工程3、4号反应堆压力容器是由中国核动力研究设计院设计，韩国斗山重工株式会社（简称斗山）和中国第一重型机械股份公司（简称一重）各自承制一台。
2 反应堆压力容器结构
反应堆压力容器通常分为顶盖组件、筒体组件两大部分。
2.1顶盖组件
顶盖组件主要由上封头和顶盖法兰两部分组成。上封头上焊有37个贯穿件管座，其中33个为CRDM管座，4个为热电偶管座，以供安装控制棒驱动机构组件和热电偶仪表导向管；有1根排气管，用于排放容器内的气体；有3个吊耳，用来运输吊装；还有通风罩支承，用来支承上面CRDM通风罩组件。顶盖法兰上开有56个主螺栓孔，用于主螺栓贯穿；在法兰面上设有两道同心环形沟槽，用于安装两道金属密封环。
2.2 筒体组件
筒体组件主要由法兰-接管段筒体、堆芯筒体、过渡段和下封头组成。其中法兰-接管筒体上有2个入口接管和2个出口接管，它们分别与反应堆各个冷却剂环路的冷段和热段连接；另外还设有2个安注管，用于在事故情况下注入冷却剂；在法兰面上设有1个检漏管，用于检测并引出密封泄露。过渡段上焊有四个径向支承块，这四个支承块与堆内构件M形插入件配合，用以限制堆内构件下部在水力冲击下发生转动。下封头上有38根中子测量管座，用作堆芯测量系统伸入压力容器的通道。
顶盖组件和筒体组件通过可拆卸的56件主螺栓、主螺母和垫圈联接紧固。
冷却剂通过入口接管进入压力容器，并且向下流过堆芯吊篮和容器壁之间的环形空间，在底部转向朝上流过堆内构件/燃料组件堆芯到出口接管，将堆芯内产生的热能带出。
3 反应堆压力容器主体材料
4 反应堆压力容器焊接难点
反应堆压力容器的制造主要涉及到冶炼、锻造、焊接、机加工、无损检验等专业。涉及的每个专
业领域都存在一些工艺难点，包括：法兰接管段等大锻件的锻造；接管-安全端异种金属焊接，大接管马鞍形窄坡口埋弧自动焊，CRDM管座/中子测量管与封头的密封焊；筒体组件的最终精加工，封头J型坡口的机加工；以及接管-安全端异种金属焊缝的无损检验。
以下重点介绍焊接工艺难点。
4.1焊接工艺难点
反应堆压力容器制造中有大量的焊接工序，包括不锈钢堆焊、镍基隔离层堆焊、低合金钢环焊缝组焊、管座对接焊、管座-封头密封焊、接管-安全端异种金属焊接及各种补焊。这里重点介绍接管-安全端异种金属焊接这个业内公认的难题，很多制造厂都走过弯路。
此异种金属焊接工艺的难点在于镍基合金本身熔池的流动性差、润湿性不好，焊接过程中焊缝容易氧化，熔池表面的氧化膜不易彻底去除，从而形成了焊缝夹杂物，因此对焊接工艺和焊接操作工要求很高，否则在焊接过程中很容易产生缺陷。考虑到焊接的困难性，为了优化焊接参数，以及提高焊接操作工的技能，斗山和一重除了进行焊接工艺评定试验外，都进行了大接管焊接前的焊接工艺试验，如斗山在焊接大接管前共进行了三次模拟试验，以及焊接见证件和在役检查试块的焊接；一重也进行了一次工艺试验。斗山针对模拟试验中出现的预堆边与对接焊缝融合处整圈未熔合缺陷进行了深层次的原因分析，并对试环进行解剖试验，缺陷的真实性得到了验证，并根据实际情况对工艺进行了改进。一重委托无损检验专业单位运用自动超声仪器进行扫查来确认试验环的焊缝质量。
虽然两家制造厂做了很多工艺准备的工作，但由于焊接过程不易控制，3、4号压力容器产品焊缝中还是出现了焊接缺陷。3号反应堆压力容器中6条接管-安全端焊缝共有5条焊缝出现了缺陷，主要位置在镍基预堆边与对接焊缝的融合处。4号压力容器有1条接管-安全端焊缝出现了质量问题。焊接结果详见表4.1。
表4.1 压力容器接管-安全端异种金属焊缝结论
针对以上的结论，我们对两个制造厂所使用的焊接方式、焊材以及焊接操作工方面进行分析比较。
4.1.1 焊接方式
斗山和一重都采用了钨极脉冲氩弧焊，针对出入口接管和安注管不同的焊接厚度，韩国斗山重工使用了日立的BHIC焊机和美国AMI焊机，分别采用了半全位置（自下而上）和全位置焊接方式，压力容器处于竖直状态，接管横躺，如图4.3。这种方式的好处在于可使用两台焊机同时焊接对称的两个接管，焊接周期缩短一半。但这种焊接方式难度较大，焊机从6点钟位置爬坡至12点位置，焊接参数未针对不同的弧度进行细化，而是用相同参数从头焊至结束，增加了产生缺陷的可能性。
一重对所有的接管都采用横焊焊接方式，使用的是焊机POLYSOUDE PC600，压力容器处于躺着状态，接管竖直向上，这种焊接方式能使焊机始终保持同一姿势，熔池成形比较规则，如图4.4。
图4.3 3号压力容器大接管-安全端焊接方式 图4.4 4号压力容器大接管-安全端焊接方式
3、4号压力容器都使用了镍基合金690焊接材料，具体类型、批号使用如表4.2。
表4.2 镍基合金焊材内容
4号压力容器接管镍基预堆边和对接焊缝使用了同种规格的焊丝Φ0.9，镍基预堆边和对接焊缝搭接处熔合的比较好。
4.1.3 焊接操作工
斗山之前制造的很多压力容器都没有此类接管-安全端异种金属焊缝，焊接操作工的技能就是靠产品焊接前的工艺准备中摸索累积的，包括三次模拟试验、一次焊接工艺评定试验、一次焊接见证件试验和在役检查试块的焊接，因此经验相对比较欠缺。以致焊接过程中的一些细节未完全控制，产生了焊接质量缺陷。主要有以下三个方面：
（1）对焊接参数的控制得不太好，例如送丝速度和焊接速度过快造成热输入量偏低。
（3）焊道打磨不够理想，部分焊道打磨不充分，氧化物未去除，部分焊道打磨过量，产生凹坑。
针对3号压力容器接管-安全端焊缝质量问题，我们对一重进行了多次经验反馈，通报了3号焊接情况和返修方案，并强调了焊接过程中的注意事项。一重焊工进行了针对性的技能培训，在焊接前进行工艺试验，掌握了打磨和气体保护有效方法，并增加了层间渗透检验来保证质量。因此相对3号压力容器，4号压力容器的接管-安全端异种金属焊接的结果好一点。
鉴于以上原因的分析，由于焊接方式和焊接材料一经选定不能进行更换，斗山在产品焊缝返修前进行了补焊模拟试验来加强焊接操作工的技能，增加过程中层间渗透检验来加强质量控制，优化了焊接参数、更换了打磨工具、改善了气体保护等措施，并邀请了西屋专家对焊接进行指导和把关，顺利完成了返修并经最终无损检验确认合格。
4.1.4 个人建议
（1）焊接工艺改进
2号压力容器大接管-安全端的镍基预堆边是采用了传统的药皮焊条进行手工堆焊，对接焊缝是用焊丝进行自动焊接的，在预堆边和对接焊融合面出现过有规律的缺陷，几方研究后建议不采纳手工焊与自动焊结合的焊缝结构。从目前3号压力容器来看，用焊带堆焊的预堆边和焊丝焊接的对接焊缝两者的融合面也存在大量未熔合缺陷。因此在焊材选择方面，建议都选择焊丝，而焊接手法都用自动焊更好。
（3）焊缝结构更改
接管-安全端焊缝之所以采用镍基焊材，主要考虑了低合金钢与不锈钢的线膨胀系数有较大差别，并在长期高温下运行会发生碳迁移等因素。但目前其它电厂百万千瓦压力容器接管-安全端焊接结构采用了不锈钢焊材替代镍基焊材的设计。焊接顺序为安全端与接管组焊后进行一次中间消除应力热处理，之后与法兰接管段焊接，该焊缝要经受最终消除应力热处理。
这种设计可通过中间热处理方法来消除材料线膨胀系数不同引起的焊接残余应力，以及采用了堆焊不锈钢309L过渡层和热处理方法来有效地抑制碳向奥氏体不锈钢308L焊缝金属迁移。之前所担心的不锈钢在经过热处理热循环后，由于过饱和碳向晶界迁移，在晶界形成贫铬现象，容易产生晶间腐蚀现象。目前有研究认为，在采用超低碳不锈钢的情况下，由于不锈钢中碳含量在0.04%以下，即使发现碳向晶界迁移，也不会造成明显的贫铬现象，因此，超低碳不锈钢对热处理敏化不太敏感。
安全端的焊接流程为：
其它电厂接管-安全端具体使用的焊接材料与采用的焊接方法如表4.3所示。
表4.3 其它电厂接管-安全端焊接材料与焊接方法
采用这种焊接结构，不仅可以避免镍基焊材的异种金属焊接，大大减少了产生焊接缺陷的概率。而且还改变了焊接顺序，可以大大缩短制造周期。
反应堆压力容器除了接管-安全端这个焊接难点外，其它如大接管与筒体的马鞍型焊接最困难的是在焊接过程中要周期性地进行上坡焊和下坡焊，焊道的厚度也会因此而使得上坡时加厚，下坡时减薄。焊接操作工在施焊过程中通过频繁调节焊接速度，使在上坡焊时焊速快些，而在下坡焊时焊速放慢，来保证焊层的厚度均匀（2）。
压力容器焊接工艺论文范文5
[关键词]锅炉压力容器 检侧方法 质量监督 问题 措施
中图分类号：G351 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0211-01
1. 检验中常见的危险及易产生事故类型
1.1 设备、设施设置上的缺陷 如强度、刚度不足，稳定性差，如支撑件锈蚀开裂等；设备设施之间及本身密封不良，如管道、阀门泄露蒸汽、热水、化学介质等；无检验平台，未搭设脚手架防护设施；脚手架搭设支撑不当、防护距离不足、防护用材不对等防护设施缺陷。该类型的危险因素主要造成的事故类型有坠落、烫伤、中毒、窒息等。
1.2 电、电磁辐射等危险 如带电设备漏电、静电，电火花、雷电、用非安全电压，如照明检验设备等；α、γ射线现场辐射、放射源丢失扩散辐射等。这些危险因素造成的主要事故类型有触电、爆炸、人体损伤等。
1.3 高低温物质、粉尘、易燃易爆物质、有毒物质及腐蚀性物质等危害 如高温蒸汽、热水运行设备及输送管道、高温炉膛、高温炉渣等；煤粉、煤灰、煤渣、烟灰、烟尘、烟垢等；锅炉尾部烟道或炉膛燃油燃气等。这些危险因素造成的主要事故类型有灼伤、烫伤、冻伤、人员视力、呼吸道、皮肤伤害、爆炸、爆燃等。
1.4 环境因素危险 如内部空间狭小，作业环境不良；通风不良，通风方式不对。这些危险因素造成的主要事故类型有身体损伤，缺氧窒息等。
1.5 人为因素危害如检验人员体力、听力、视力不足；高血压、心脏病、晕高病等健康疾病；冒险心理、情绪异常等心理异常；指挥错误，违法指挥；探伤操作、水压试验等误操作。这些危险因素造成的主要事故类型有人体伤害、坠落、爆炸等。
2.如何更好的进行锅炉压力容器质量监督控制
为了从根源上确保锅炉压力容器的质量，保护国家和人民的生命及财产安全，我们主要可以从以下几个方面进行质量控制：
2.1 控制材料质量 对原材料（包括焊接材料）的控制是质量控制的一个重要环节。制造单位应明确材料和采购控制的范围。控制材料环节一般应包括：选用、代用、采购、验收、复验、入库、存放、保管、发放、标记移植等。
2.2 控制工艺质量 锅炉压力容器的制造是一系列生产工序，按照一定的生产工艺流程加工完成的。投产前，要根据设计图纸的要求，制定出各生成工序和部件的加工工艺，并根据生产及材料代用等情况进行相应的工艺变更。生产过程中，车间和生产工人要严格按照工艺规程和守则工作，克服随意性。制造单位应明确工艺质量控制的范围，制订和执行工艺质量的管理制度或程序文件，以保证工艺流程合理。工艺文件正确、完整，工艺实施过程受控，产品标识唯一。控制环节一般应包括：图样的工艺审查，工艺流程，通用工艺、专用工艺的编制、审批、使用、工装、模具的设计、使用和维护，产品标识，标一记移值可追溯性，工艺实施过程控制的一记录，表面处理和防护等。
2.3 控制焊接质量 焊接是锅炉压力容器制造中的一种主要加工方法。如平板拼接、筒节与筒节、筒节与封头等等，大多用焊接的方法完成，对于锅炉压力容器的制造是十分重要的。产品的质量很大程度上取决于焊接质量的优劣。制造单位应制订和执行焊接质量的管理制度或程序文件，以保证所有受压元件（包括受压元件与非受压元件连接）的焊接接头的质量都能满足法规、规章、标准和图样的要求。控制环节一般应包括：焊接材料的控制和管理，焊接工艺评定及其工艺文件的编制、审批、使用、焊工资格和管理，焊工标记，产品焊接试板，焊接设备，焊接接头组对或组装质量，施焊过程控制和记录，焊缝返修质量控制和记录等。
2.4 控制检验质量 锅炉压力容器在制造过程中难免地要产生一些缺陷，有些缺陷没有超出标准允许的范围，是允许的；有些缺陷超出了标准要求，需要返修或判废。不合格的产品不能出厂。为了达到这个目标，制造厂要实行自检、互检、专检相结合的制度，设立专职检验员，对主要生产工序实行严格检验，通过一些停止点和控制点的设立，有效的保证了锅炉压力容器产品的质量。
2.5 控制无损检测质量 无损探伤技术被应用于锅炉压力容器检验。它主要用来检查焊缝内部和表面的缺陷。在锅炉压力容器制造质量控制过程中，探伤评定是质量评定的重要手段，无损探伤的工作质量及其检验可靠性的控制主要包括对探伤人员操作技能的鉴定和探伤工艺的控制。控制环节一般应该包括：通用和专用工艺的编制、审批和使用，检测人员的资格和管理，无损检测设备、设施和器材的控制，焊缝无损检验部位的可追溯性，无损检测实施过程的控制，无损检测记录、报告和射线底片的质量控制及保管等。
2.6 控制理化试验质量 制造单位应制订和执行理化试验控制的管理制度或程序文件，以保证受压元件材料和焊接接头的理化试验满足法规、规章和标准的要求。控制环节一般应包括：试验规程的编制、审批和使用，试验人中的管理，试验设备和器材，试样的取样、加工和检测，试验的操作，试样的保管，试验的记录、报告及保管，外协的理化试验的质量控制等。
2.7 控制不符合项 由于种种因素，在制造过程中难免会出现制造的工件或其他的事务不符合规定、标准或者文件要求的现象，这种情况称为不符合项，也有叫做不合格项，不合格品等等。制造单位应制订和执行严格的不符合项控制的管理制度、程序文件和流程控制，使所有的不符合项未经处置合合格不得用于下一步生产，以保证不合格的锅炉压力容器产品不准出厂。控制环节一般应包括：不符合项的判定、标识、处置、记录等。
3.结论
本文主要探讨了锅炉压力容器安全检验过程中常见的问题及其易产生的危害类型，并进一步对如何更好地进行质量监督控制提出了一些建议。锅炉压力容器质量安全工作关系到国民经济的稳定发展及人民群众的安定生活，我们一定不能掉以轻心。我们必须要狠抓质量，把锅炉压力容器检验及质量监督工作做到更好。
参考文献：
[1] 刘海燕.锅炉压力容器制造监督检验问题分析[J]. 科学之友. 2013（07）
压力容器焊接工艺论文范文6
压力容器作为特种承压设备，是现代工业生产必不可少的重要设备之一。由于压力容器内盛放的介质多为有毒和有害物质，使用工况十分复杂，也极易发生事故，从而对人身和财产带来较大的损害。因此需要在压力容器制造过程中对其质量进行严重控制，确保制造出来的压力容器能够满足要相关的规范和标准要求，提高其使用时的安全性和可靠性。文中分析了压力容器制造的特点，并进一步对压力容器制造过程中的质量控制要点进行了具体的阐述。
【关键词】
压力容器；制造；特点；质量控制
压力容器质量控制作为一项复杂的系统工程，需要从设计、制造、检测、安装等一系列环节进行严格控制，避免出现错误。因此需要构建一套完整的压力容器制造质量保护体系，对压力容器制造过程中做好检验和监督工作，控制好材料、图样、质量、试验及检验等各个环节，全面控制压力容器制造过程中的质量，确保压力容器在使用过程中能够安全、稳定的运行。
1压力容器制造的特点
1．1结构复杂、品种繁多
由于压力容器涉及范围较方向，这也使设计出来的压力容器类型具有多样化的特点，因此在压力容器制造过程中对技术具有较高的要求。但由于压力容器各个组成部分的功能相对独立，这也使压力容器在制造过程中能够形成系列化产品，品种十分繁多。
1．2设计专业性强
在压力容器设计工作中，需要对化工工艺流程进行综合性考虑，有效的将机械部件与容器进行结合，提高压力容器的安全性和使用性。因此对设计人员提出了较高的要求，不仅设计人员要具有非常扎实的专业知识，而且还要具备丰富的经验，这样才能确保设计出来的压力容器具有较好的性能。
1．3制造过程技术复杂
压力容器设计完成后，即进入到制造阶段，在压力容器制造过程中会涉及到众多的学科及领域，特别是在制造过程中机械加工和材料冶金技术应用较多，而且在整个加工过程中还需要控制好加工的精度和准确性，加强管理工作，确保加工的质量能够得到有效的保证。
1．4整体安全性要求高
压力容器多处于高温、压力、真空及腐蚀等恶劣工作环境，而且所承装的介质多为有毒有害物质，一旦压力容器发生损坏，则会造成严重的事故和无法做题的损失。因此在压力容器制造过程中，对安全性具有较高的要求，需要依据国家相关的规范和标准要求来制定严格的、科学的生产方案。
2压力容器制造过程中质量控制要点
2．1材料的控制
压力容器作为承压设备，对于制造材料具有较高的要求。在压力容器设计到加工生产整个过程中都对材料具有严格的要求。需要针对压力容器具体的工作情况来科学选择材料，在确保工作可靠性的前提下，按照设计图纸的技术要求进行选材，有效的降低制造成本并降低制造的难度。材料选购时需要严格依照国家法规的相关规范和标准，并由专门的技术人员对材料进行鉴定，合格后才能使用。材料进厂加工时还要做好验收工作。对于制造过程中出现加工材料需要由其他材料替代的情况时，需要由设计单位重要进行校验和认可，并经相关部门批准后才能实施代换。
2．2制造工艺的控制
不同的容器对应着不同工作环境，工作要求。所以每一套容器都应有与其配套的工艺流程。决不能用同样的工艺生产不同规格的压力容器。在正常的生产过程中，每一种容器都有其自身非常完善的制作工艺文件。用来指导它的生产过程，保证它的生产质量，提高生产效益，节约生产成本。严格的按照制作工艺文件来制造生产是实现制造工艺控制的关键，这要求每位生产者都熟悉工艺流程并能够熟练操作。为明确责任，保证质量，在每道工序完成后都要求生产者在工艺文件上签字。
2．3容器的几何尺寸和外观质量的控制
压力容器的几何尺寸也是需要严格注意的。压力容器不同于普通容器，几何尺寸的改变不仅会影响可用空间的大小，更重要的是由尺寸改变所带来的在实际使用过程中容器内部产生的压强与原先设计的许用压强的偏差。当偏差过大时容易引起容器失效。事实上，在实际生产过程中由于忽视容器尺寸而带来的问题并不少。当缺陷尺寸不大时可以修复，但当尺寸超标时则需要及时修补。在外观质量方面的问题较为常见的是咬边。这会带来应力集中的严重问题，需要特别注意。
2．4焊接质量的控制
焊接在压力容器制造过程中作为非常关键的一个环节，焊接质量直接关系到压力容器产品的好坏。相较于其他设备，压力容器在制造过程中对焊接技术具有非常高的要求。一旦压力容器焊接质量不合格，则会在压力容器投入使用后焊接部位出现变形、断裂等情况。而且焊接过程中，即使严格按照相关的规范和标准进行焊接，出会由于焊接自身的原因而出现材质局部受热不均问题发生，从而出现应力集中的现象，在焊合手中会对材质的稳定性带来较大的影响，容易导致焊接部位失效，从而引发安全事故。因此在压力容器焊接过程中，需要对焊接质量进行严格控制。可以先进行试焊，同时还要在焊接现场做好记录工作，真实反映焊接现场的情况，确保焊接质量的提高。同时还要严格要求焊接工人，需要持证上岗，在焊接过程中需要遵循焊接工艺流程，保证工艺参数的合理性，对于焊接不合格的地方，需要针对实际情况重新制定焊接工艺，确保焊接后不会对工件的性能带来不利影响。
2．5无损检测控制
在无损检测中，常用的无损检验手段有探伤，射线、超声、磁粉、渗透等，能够对母材、焊缝、表面等缺陷进行检测，在具体检测过程中需要针对每种方法的特点选择适宜的方法，确保压力容器的质量能够得到保证。在具体检测过程中，对检测工人的实践经验具有较高的要求，因此尽可能的由具有丰富经验的工人进行检测，提高检测结果的准确性。同时还要采用高标准的器材，有效的降低检测结论的出错率。
3结语
压力容器制造质量对于压力容器整体质量的提高具有非常重要的意义，同时也是影响压力容器质量的关键所在，因此在压力容器制造过程中，需要对压力容器制造质量保证体系进行完善，采用先进的制造工艺和技术，对压力容器整个生产过程中进行质量监控，有效的提高压力容器制造的质量，确保压力容器在使用过程中的安全性和可靠性。
作者：柴宝亮 栾淑敏 单位：烟台鑫丰源电站设备有限公司
参考文献:
［1］迟凤芝．压力容器制造质量控制研究［J］．内蒙古石油化工，2011(01)．
