压力容器常见工艺缺陷产生的原因分析

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压力容器是工业生产过程中不可缺少的设备，而压力容器又容易发生事故，因此如何有效控制压力容器制造过程中的质量成为当前-个重要课题。

压力容器制造过程中质量的控制，应该是从材料验证，焊接控制，无损检测控制，直到办理设备整体验收手续为止的全过程。

1 材料方面的因素在压力容器制造程序中规定了材料的采购与控制，所进的材料必须与图纸规定或相关规范相符，如果发生材料代用，必须按照相关规定执行 ，即取得原设计单位的同意，而且及时与监检单位联系进行备案。另外在《压力容器制造许可条件》中规定：压力容器制造的质量保证体系人员中，制造企业具有与所制造压力容器产品相适应的，具备相关专业和-定资历的材料质控系统责任人。

而许多小单位并没有专职的材料质控责任人，即使在程序文件、质量手册中有明确的规定，但也只是流于形式 ，往往是没有足够的责任心，缺乏对材料的有效控制，更谈不上对材料进厂时的检验验证，因此材料本身所带的缺陷自然发现不了。从材料方面的缺陷带进了容器，这些缺陷在容器使用过程中，由于介质的腐蚀、温度、压力以及疲劳破坏的影响会导致容器发生泄漏，甚至爆炸事故的发生。

2 制造工艺方面的因素制造工艺方面的缺陷主要是焊接时产生的缺陷，而焊接缺陷分为内部缺陷和外部缺陷。

2.1 外部缺陷外部缺陷主要是咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等，有时还有表面气孔和表面裂纹，外部缺陷容易发现，也容易处理。外观缺陷产生的原因主要是焊工技术水平低、责任心不强，以及不按照合理的焊接规范焊接。相比较内部缺陷来说，外观缺陷对容器的安全可靠性影响不大，但是如果超出规范所规定的要求，外部缺陷同样威胁容器的安全使用。

2.2 内部缺陷影响容器安全可靠性的主要是内部缺陷，内部缺陷主要是裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣等，以下笔者逐-分析内部缺陷产生的原因。

2.2.1 裂纹裂纹按照产生的机理分为冷裂纹、热裂纹、再热裂纹和层状撕裂裂纹等。

1)冷裂纹冷裂纹是在焊接过程中或焊后，在较低的温度下，大约在 300-，200℃以下的温度区间产生的，故称为冷裂纹。产生冷裂纹的原因：①焊接接头形成淬硬组织，我们大多数使用的容器所采用的材料都是碳素钢，碳含量较大，在焊接40 纯 碱 工 业时钢材容易发生淬硬倾向。

②钢材及焊缝中含扩散氢较多，氢原子聚集产生压力 ，使焊接接头开裂 ，这种现象主要是所用的焊接材料所致，-方面的原因是焊接材料代用，另-方面是焊工责任心不强，随便使用焊接材料。

③应力集中导致的冷裂纹，这种裂纹主要是容器结构所导致的，往往是在容器开孔的部位或容器结构发生急剧变化的部位，焊接拉应力超过接头的强度极限是产生开裂的主要原 因。

④选材方面的因素主要是母材和焊材选择匹配不当，造成悬殊的强度差异，材料中含碳、铬、钼、钒、硼等元素过高，钢的淬硬敏感性增加。

⑤焊接工艺方面，焊条没有充分烘干 ，药皮中存在水分，焊材及母材坡口上有油、锈、水、漆等，这是目前制造压力容器时最应该引起重视的因素。环境温度太低，焊接速度太快，焊接线能量太少，会使接头区域冷却过快，造成很大的内应力。这是冬季施工应该注意的因素。

从热裂纹产生的原因来看，可从材质方面和焊接工艺方面来分析，热裂纹都是奥氏体晶界开裂，所以又叫晶界裂纹，多出现在焊缝中间，特别是挥处，或焊缝凝固的最终位置，比如接管是 10 钢，材料本身所含杂质(S、P)较多，所以就容易形成裂纹，故在图纸设计中就规定，所有角焊缝进行 100 磁粉探伤。

①选材方面：限制钢材和焊材中有害杂质的含量 ，即 S、P、C的含量 ，故在材料采购时必须采用正规厂家生产的材料，如果对材质有怀疑时，必须在下料前进行化学分析。另外提高焊条和焊剂的碱度，以减低焊缝中杂质的含量。

②焊接工艺方面：选择合理的坡口形式，即按照设计图纸加工坡 口，加工坡 口比较随意，有时甚至是有意将坡口加工小，目的在于快速焊接，就是这种窄而深的坡口，使得焊缝成为梨形，在焊缝中心形成裂纹 。

③再热裂纹，再热裂纹是在热处理的过程中产生的，因此在容器热处理之后，必须增加无损检测，以判断是否产生再热裂纹。

2.2.2 未熔合未熔合是指熔焊时，焊道与焊道之间，未完全熔化结合的部分。产生原因：在目前制造容器的过程中，该类缺陷占了大约 4O%，分析产生该类缺陷的原因，主要有焊接电流太孝焊速太快、焊接极性接反、坡口太孝坡口上有锈、油污等，这些原因都造成焊缝形成未熔合。但究其原因，我认为从主观上来看焊工责任心不够强，另外焊工不按照规范或焊接作业指导书进行焊接；从客观上来看是焊工的技术在 日益下滑，片面追求利润而忽视 了对质量 的控制。

2.2.3 未焊透未焊透是指焊接时接头根部未完全熔透的现象 ，这种缺陷在 目前容器制造 中出现 的几率大约 占30 左右，在现场管道焊接中占到大约 60 。产生原因：①坡口及装配方面的原因主要是焊接时间隙过小 ，钝边太厚 ，坡 口角度 太小 ，坡 口歪斜 ，或错 口严重 。

②焊接工艺方面主要是电流过小 ，焊速过大 ，电弧偏吹，极性接反。

③操作方面：焊条太粗，操作歪斜，坡口根部有锈 、油、污物。

以上三方面的因素在现场管道安装中经常出现，比如坡口导致未焊透，有时在施工现场，焊工根本不让铆工打坡口，目的是焊接速度快 。

2.2.4 气孔气孔是指焊接时，熔池 中的气泡在凝 固时未能逸出而残留下来在焊缝中形成的空穴，分为内部气孔和外部气孔。产生的原因：①收弧太快，保护不好，空气中的N。侵入。

②焊条未按照要求烘干，或烘干后未保温；或烘干温度过高，使药皮成分变质，失去保护作用。

在压力容器的制造中出现最多的是气孔，如果抽查 5O张射线底片中可以看到有 2O张左右的底片上可以看到气孑L，而且经返修后，气孔仍然存在。分析成因，以上两方面原因都有。

2.2.5 夹渣夹渣是指焊后残留在焊缝中的金属夹杂物。夹渣主要是操作原因，熔池中的熔渣来不及浮出，而存在于焊缝中。

夹渣在目前制造的容器中表现不明显，主要原因是焊接时，每层焊完后都清根，所以在清根过程中，发现夹渣后及时清除，故在检测时未发现夹渣缺陷 ，这里不再进行赘述。

2013年第 2期 翁有为：低品位热能回收装置--ORC螺杆膨胀发电站低品位热能回收装置--ORC螺杆膨胀发电站翁有为(I-邯山气体压缩机销售有限公司，上海 200040)摘要：介绍了螺杆膨胀机及有机朗肯循环(ORC)膨胀机的工作原理及特点。利用 ORC原理，采用螺杆膨胀发电站，变低品位的热源为高品位的电能。

关键词：螺杆膨胀机；有机朗肯循环 ；热能；电能；发电站；热效能中图分类号：TK 114 文献标识码：B 文章编号：1005-8370(2013 J02-41-03随着我国经济改革进程的不断深入，节能减排已经放到首要的议事 日程。高品位的热能被用来发电或者用作动力后，其余热部分如何被充分利用这个问题，随着螺杆膨胀发电站的诞生而得到有效的解答 。

1 螺杆膨胀机的-般工作原理螺杆膨胀机是螺杆压缩机的逆运转。操作过螺杆压缩机的人都不愿看到，当压缩机处于系统突然停车的情况下，处于匪缩机排气管道的高压气体会回流，迫使螺杆压缩机倒转，从而给螺杆压缩机造成损坏。螺杆膨胀机正是从这个倒转”原理人手，高压进气，低压排气，利用的是气体的压差，以气体膨胀消耗内能对外做功。其工作分为三个过程：1)吸气过程：高压气体从进气口进入转子的齿间容积后，向低压端排气口运动，推动转子的旋转，直到此容积完全与进气 IZl脱离，该齿问容积吸气结束，下-个齿间容积吸气过程同时开始；3 结 语 [2]为杜绝压力容器制造中的各类缺陷，提高压力容器的制造质量，还需要从质量管理体系抓起，让质量管理体系贯穿于生产现场的各个作业程序中，要求每个操作人员掌握质量管理的程序，熟悉压力容器制造的相关规范，在制造过程中严格按照规范施工。另外还需要我们在实际工作中不断积累经验，判断制造缺陷存在的原因与防止方法，找出缺陷产生的原因并加以分析，及时采取对策，以保证所制造的压力容器质量符合验收规范的规定，确保压力容器的安全使用，杜绝压力容器安全事故的发生。