摘要：在低溫條件下工作的壓力容器設(shè)備的應(yīng)用安全，與制造容器設(shè)備的材料以及焊接技術(shù)有著直接的聯(lián)系，尤其是在進行焊接接頭低溫沖擊的過程中，對韌性存在特殊的要求，必須符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前在進行低溫壓力容器焊接制造的過程中，還是存在一定的問題，需要對這些問題進行深入的分析，并且采取有效的措施來解決這些問題，才能提高壓力容器的應(yīng)用安全性，確保容器在低溫條件下也能正常使用。文章就低溫壓力容器的焊接制造進行相關(guān)的分析和探討。
當(dāng)前在進行低溫壓力容器焊接制造的過程中，主要應(yīng)用了低溫鋼材料，這種材料可以制造-20～-253℃低溫下工作的壓力容器管道。這種材料在低溫條件下，能夠保持足夠的韌性，可以對自身的脆性進行轉(zhuǎn)變，能夠適應(yīng)低溫條件，低溫鋼主要是應(yīng)用在石油化工產(chǎn)業(yè)中。這種材料主要存在兩種類型：一是，這種材料中含有一些特殊元素，可以抑制脆性轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸嬖亍６牵@種材料在應(yīng)用的過程中效果比較好，制作出來的壓力容器性能具有一定的優(yōu)勢，在應(yīng)用的過程中比較穩(wěn)定[1]。
1低溫壓力容器的材料選擇
1.1受壓元件
在進行低溫壓力容器制造的過程中，選用的鋼材料質(zhì)量會直接關(guān)系到容器的使用效果，這種材料主要分為三種類型，不同的溫度下可以選用不同的材料類型。鋼材料在低溫的狀態(tài)下會出現(xiàn)失效的問題，導(dǎo)致這種問題出現(xiàn)的主要原因是因為脆性斷裂。鋼型材料一直處于低溫條件下，如果有足夠的缺口，或者是缺陷問題，都會導(dǎo)致材料出現(xiàn)斷裂的現(xiàn)象。AKV作為鋼材料低溫條件下的沖擊值，是鋼材料出現(xiàn)缺口或者缺陷問題，在低溫條件下出現(xiàn)變形能力，對裂紋進行拓展的一種敏感性能，是低溫韌性的一種反應(yīng)值，因此在進行材料選擇的過程中，應(yīng)該重點關(guān)注低溫韌性的選擇。在進行壓力容器制作時，需要在足夠的低溫韌性條件下，選擇強度比較好的鋼材料，才能提高壓力容器的質(zhì)量[2]。
1.2非受壓元件
在進行材料選擇的過程中，容器的非受壓元件材料的低溫韌性必須與焊接接頭的性能相匹配，在進行容器制造的過程中，支座的材料選擇是非常重要的，因為支座材料的低溫韌性要與受壓元件選擇相同的材料，在制作的過程中，設(shè)定溫度不能高于-70℃。支座材料的低溫韌性能力，要比受壓元件低1個等級，需要確保材料適用于設(shè)定溫度高于-70℃，低于-20℃的容器制作。因為在進行材料安裝的過程中，會受到周邊環(huán)境溫度的影響，所以應(yīng)該對環(huán)境因素進行重點考慮[3]。
2低溫壓力容器的焊接技術(shù)應(yīng)用
在進行低溫壓力容器焊接的過程中，需要對鋼材料進行調(diào)質(zhì)處理，處理后的鋼材料有很細(xì)的晶粒度，接頭組織處同樣含有很細(xì)的晶粒度，并且形成了較大的晶界面積。在進行焊接的過程中，影響焊縫的強度以及沖擊韌性的主要因素是焊接線的能量以及焊接材料的選擇，包括在焊接的過程中選用的操作方法。如果在焊接的過程中，電流增大、速度減小就會導(dǎo)致焊接線的能量增大，一旦能量增大，冷卻凝固降低，就會使焊縫的厚度增加，導(dǎo)致晶界面積減小，焊縫的晶粒之間會出現(xiàn)連續(xù)的碳化物析出現(xiàn)象，導(dǎo)致低溫沖擊韌性能力下降。新焊接道對上一層的焊接道存在回火作用，正常線能量的回火作用會提高焊縫的性能，但是線能量過大會導(dǎo)致回火溫度增高，會降低低溫沖擊性指標(biāo)[4]。當(dāng)前在進行低溫焊接的過程中，主要采用焊條電弧焊進行焊接，需要正確的選擇焊接的材料，并且對電焊的條牌號進行確定，才能保證焊接的接頭在低溫作用下依然保持相應(yīng)的性能。需要對合金系統(tǒng)進行選擇，確定化學(xué)成分，為低溫性能提供依據(jù)。因此在進行焊接的過程中，應(yīng)該選用韌性比較好的特定合金系統(tǒng)以及焊條材料，才能保證焊接的質(zhì)量。根據(jù)現(xiàn)有的實際證明，在進行焊接的過程中，必須選擇正確的材料和控制線的能量，需要重視控制線能量的選擇。在進行焊接工藝選擇的過程中，需要根據(jù)材料具體的性能選擇相應(yīng)的工藝，才能提高焊接的質(zhì)量，要通過實驗的方式，對焊接作業(yè)進行確定[5]。要選用技能比較熟練的焊接工作人員進行相關(guān)的操作，在焊接的過程中需要嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)定進行各項作業(yè)。因為焊接材料的質(zhì)量代表著所制作設(shè)備的接頭質(zhì)量，在進行材料選擇的過程中，必須符合相應(yīng)的要求。在進行焊接的過程中，需要滿足焊接根部焊頭的要求，坡口的間隙不應(yīng)該過大，應(yīng)該減少焊縫之間的填充量，避免因為焊接應(yīng)力過大出現(xiàn)裂紋問題，但是焊接應(yīng)力過小，也會導(dǎo)致焊縫產(chǎn)生缺陷問題，因此應(yīng)該正確的選擇坡口的形式和尺寸，才能真正提高焊接作業(yè)的質(zhì)量[6]。
3無損檢測技術(shù)在低溫壓力容器制造過程中的應(yīng)用
3.1材料檢測
在進行壓力容器制造的過程中，需要對生產(chǎn)材料進行無損檢測，因為低溫容器的生產(chǎn)材料與其他容器的生產(chǎn)材料不同，這種材料最大的特點，就是所有的材料都要經(jīng)過低溫夏比沖擊實驗的檢驗之后才能進行正式生產(chǎn)。低合金鋼板和不銹鋼板材料是容器外殼制造的主要材料，對這些材料進行檢測，主要是采用超聲波檢測的方法，在檢測的過程中，需要按照國家制定的標(biāo)準(zhǔn)進行各項操作，檢查的方向主要是材料在生產(chǎn)制造，以及加工和組合過程中產(chǎn)生的裂縫和斷裂線等問題。在對不同制作材料進行檢查的過程中，檢測等級存在一定的差異，低合金鋼板材料屬于三級鋼板材料，二級鋼板材料主要是不銹鋼鋼板材料。
3.2超聲檢測
在進行低溫容器殼體組裝的過程中，需要進行對接焊縫作業(yè)，會出現(xiàn)氣孔和裂縫問題，在對這些問題進行檢測的過程中，需要采用無損檢測的方式。要對內(nèi)部和表面進行檢測，雖然都采用了無損檢測法，但是檢測的過程中存在一定的差異，通常在表面采用磁粉與滲透的檢測方式，在內(nèi)部采用超聲檢測法。因為容器的殼體是夾層型，很難被檢測，所以在檢查的過程中需要提高檢測的標(biāo)準(zhǔn)。
3.3滲透檢測
在對容器中的接頭和對接焊縫等角落進行檢測的過程中，如果經(jīng)過超聲與射線檢測之后，依然沒有達(dá)標(biāo)的，就需要進行滲透檢測。在檢測的過程中，需要對受壓元件和非受壓元件進行重點檢測，要想保證檢測操作的順利進行，應(yīng)該按照技術(shù)指標(biāo)進行相關(guān)的檢測。在檢測之前，需要對容器的表面進行打磨，確保檢測區(qū)域能夠平滑，才能順利的進行各項操作。
4結(jié)語
綜上所述，壓力容器設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用非常重要。因此應(yīng)該正確的選擇壓力容器的制作材料，采用先進的焊接技術(shù)，才能保證設(shè)備在應(yīng)用的過程中，更加的安全穩(wěn)定。在進行設(shè)備檢測的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格的按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，對設(shè)備的應(yīng)用性能進行檢測，才能完善設(shè)備的各項性能，確保設(shè)備在應(yīng)用的過程中發(fā)揮更大的作用。需要結(jié)合國內(nèi)外先進的經(jīng)驗，根據(jù)實際制作現(xiàn)狀，對制造技術(shù)和焊接技術(shù)進行改善和優(yōu)化，才能提高我國現(xiàn)有的工業(yè)制造水平，推動工業(yè)的發(fā)展。
參考文獻：
[1]陳晶，陳國棟.低溫壓力容器的焊接制造解析[J].化工管理，2019(14):147-148.
[2]王珩.淺析低溫壓力容器的焊接制造[J].時代農(nóng)機，2018,45(12):197.
[3]楊曉冬，趙鈺，樊志勤，等.大型壓力容器制造用09MnNiDR低溫鋼的焊接工藝評定[J].機械制造文摘(焊接分冊),2017(03):25-28.
[4]李東.低溫管道與低溫壓力容器設(shè)計問題[J].黑龍江科學(xué)，2016,7(05):56-57.
[5]張超.低溫壓力容器制造用鋼及其焊接特點和檢測要求[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013(02):40-41.
[6]陳學(xué)東，崔軍，章小滸，等.我國壓力容器設(shè)計、制造和維護十年回顧與展望[J].壓力容器，2012,29(12):1-23.
作者：楊朋 單位：山東國辰實業(yè)集團有限公司
| |
|
? 請關(guān)注 微信公眾號: steeltuber. 轉(zhuǎn)載請保留鏈接: http://www.bviltd.cn/Steel-Knowledge/DiWenYaLi.html
|