摘 要 化工产业的应用管理范围逐步扩大，为了提高我国化工行业生产的质量，提高化工生产的生产安全性，对化工容器设备的焊接制造质量中存在的影响因素进行分析，为提高我国化工容器设备的质量提供理论支持。
关键词 化工容器；设备焊接；制造质量；安全控制
1 对焊缝金属的影响因素分析
由于焊接方法、工艺参数和焊接剂等的不同所产生的主要气相成分主要有CO、CO2、H2、H2O、N2和O2，而其中对焊缝金属产生不利影响的气体主要是H2、O2和N2；
（1）由于氢气存在于焊条、工件或空气中的湿气内，高温冷却后以氢原子状态保留在焊缝金属中，并在常温状态下经过自由扩散，在焊缝局部或熔合线附近聚积，最终导致焊缝产生冷裂纹，称为“氢脆”“形成气孔”“夹渣”等，也使焊接接头的塑性及韧性大大降低。
（2）焊缝含氧多以FeO夹杂物和硅酸盐夹杂物的形式存在，他会降低焊缝金属的强度、硬度和塑性，急剧降低韧性；易引起焊缝金属的冷脆和热脆；提高脆性转变温度；使焊缝的抗腐蚀性下降等。
（3）在焊接高温下，产生的氮原子易与许多金属形成氮化物，留于焊缝中，使钢的硬度增加，塑性下降，导致金属变脆，形成氮气孔，使焊缝含氮量都很低，有害作用不明显[1]。
2对局部加热和迅速冷却产生焊接应力与变形的分析
（1）焊缝冷却后，焊接区域的金属主要沿焊缝长度的纵向和垂直于焊缝的横向收缩由于这两个方向的收缩，造成了焊接構件的多种变形。
（2）若要减少和控制焊接变形，必须研究变形种类、方向，对变形的程度进行估算或计算，从而系统考虑化工容器设备焊接制造质量的安全控制问题。
（3）化工容器设备在焊接制造过程中，是一个不均匀的局部加热和迅速冷却的过程由于焊缝附近温度的急剧升降，导致焊缝金属收缩出现一定的残余应力，产生一定量的拉伸塑性变形，使塑性较差的材料在接头处产生裂纹。
3 化工容器设备焊接制造质量的一般安全控制方法
3.1 明确容器设备焊接制造质量缺陷及其对安全的影响
焊接质量缺陷包括焊缝的表面缺陷（即焊缝咬边、焊接缺肉或过分加强以及其他外形上的缺陷）、焊接裂纹缺陷（即焊缝在焊后冷却到200℃至室温这一段时间内产生的“冷裂纹”）以及焊缝内部缺陷（即未焊透、气孔和夹渣等）；由于以上焊接质量缺陷造成的设备、管道破裂泄漏、爆炸屡见不鲜。
3.2 容器设备、管道焊接制造选材方面的质量控制
（1）对于每一个复杂的焊接构件，首先都要进行工艺分析，包括主体结构的材质组成、可焊性如何、过去是否进行过焊接评定等；本企业没有焊接过的材料应从牌号上看其裂纹倾向性如何，为抗裂性实验和焊接工艺评定做好准备。
（2）焊缝选用碳素钢板A3F和AY3F，A3和AY3制造的压力容器设备，应符合A3F、AY3F钢板的使用范围，即设计压力≤0.6Mpa，设计温度0～250℃，用于壳体时厚度≤12mm，不得用于盛装易燃或毒性强度为极度、高度和中度危害介质及直接受火焰加热的容器设备；选用A3、AY3钢板的使用范围，设计压力≤1.0Mpa，设计温度0～350℃，用于壳体时厚度≤16mm，不得用于盛装液化石油气体、毒性强度为极度、高度和中度危害介质及直接受火焰加热的容器设备。
（3）用于焊接结构容器设备、管道的碳素钢和低合金钢，其含碳量≤0.25%，制造单位应对这类材料进行主体材料，如板材的规格（厚度、长度）、分析接头型式设计的工艺性如何以及采取何种焊接方法达到焊接要求等，进行焊接性试验和焊接工艺评定，具体按照GB150《钢制压力容器》规定选用材料。
（4）压力容器设备、管道用钢锻件的材料选用、制造和检验，应符合JB755《压力容器锻件技术条件》要求；零件界面尺寸（直径、边长或厚度）>300mm的碳素钢和低合金钢锻件级别，不应低于JB755规定的Ⅲ级，即1～<10mg/m3（中度危害）GB5044《职业性接触毒物危害程度分级》规定；当锻件截面尺寸≥50mm时，锻件级别不应低于JB755规定的Ⅲ级。
3.3 钢制容器设备、管道应采用整体热处理
若采用分段热处理，其重叠热处理长度应≥1500mm；环焊缝和修补后的焊缝，允许采用局部热处理，局部热处理的焊缝要包括整条焊缝，焊缝每侧加热宽度不得小于壳体名义厚度的两倍。
3.4 焊缝返修
应由经过考核合格的焊工担任，同一部位返修次数不应超过二次。
3.5 为检验产品焊接接头和其他受压元件的力学性能及弯曲性能
应焊制产品焊接试板或抽取试样毛坯，以便进行拉力、冷弯和必要的冲击韧性实验。
3.6 焊接工艺评定所用焊接设备、仪表、仪器以及规范参数调节装置
应定期检定，不符合要求不准使用；焊接试件应由容器设备制造单位技术熟练的焊工进行焊接。
3.7 容器设备、管道焊缝的表面质量要求
（1）掌握焊缝的尺寸及焊缝的布置情况，分析各焊缝对焊接变形的影响，判断在各种情况下（如焊接方法、坡口尺寸、分层分段、焊接顺序等）各个焊缝的变形方向，计算或估算变形的大小以及这些变形对整体构件变形的影响，经过分析比较，按照容器设备、管道形状、尺寸及外观应符合技术标准和设计图样的规定，来确定工艺及模拟实验；
（2）不得有裂纹、气孔、弧坑和肉眼可见的夹渣等缺陷，焊缝上的熔渣和两侧的飞溅物必须清除；
（3）分析焊接残余应力对结构的综合影响，必要时进行计算来判断焊接应力对产生焊接裂纹的影响以及与负荷相叠加承受疲劳载荷的能力，为采取相应的减少或消除残余应力的措施打下基础，因此焊缝与母材需要圆滑过渡；
（4）焊缝表面咬边：用标准抗拉强度>540Mpa的钢材及Cr-Mo低合金钢材制造的压力容器、奥氏体不锈钢材制造的压力容器、低温低压容器、球形压力容器以及焊缝系数取1.0的压力容器，气焊缝表面不得有咬边；除此以外的压力容器的焊缝表面的咬边深度不得大于0.5mm，咬边的连续长度不得大于100mm，焊缝两侧咬边的总长不得超过该焊缝长度的10%；角焊缝的焊脚尺寸，应符合技术标准和设计图样要求，外形应平缓过渡。
4 结束语
化工容器设备焊接制造质量的安全控制研究是提高我国化学生产技术水平的重要途径，为我国化工行业的发展提供了新的发展趋向。从化工容器设备焊接的基础上进行化工质量保障，为我国化工生产的安全开展提供新的管理渠道。
参考文献
[1] 李伟.化工容器设备焊接制造质量的安全控制[J].绿色环保建材，2016，（08）：234.
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