一、前言

压力容器于石油化工生产之中占有十分重要地位。压力容器可以充当反应、交换能量、分离、塔器、贮存、运输等石油化工设备。它们具有炮炸危险，它们的安全运行直接关系企业生产与人身安全。因此压力容器产品质量有史以来受到国家高度重视。近十余年用以，我国压力容器设计、制造，管理走上了法制管理轨道，产品质量正在急剧提高。

焊接质量高且稳定，焊缝表面美观平整。焊接成为压力容器生产关键工序，焊接的质量是保证压力容器质量十分重要环节。双焊接质量受多种因素影响：焊工技能、刚才化学成份、力学性能、焊接材料、焊接工艺以及设备、环境等等均可以影响焊接质量。

借以提高压力容器产品质量，国家透过取得制造许可证即可生产。对于取得制造许可证厂家，制定焊接规程，项允许生产，焊工持证上岗，加强质量保证体系各个环节控制管理，目的便是要竭力避免减少质量隐患，以此保证压力容器产品质量。

随著石化工业飞速发展，压力容器正在往大型化，高强度方向发展，对于压力容器质量提出越来越高要求，促使压力容器焊接技术、工艺要急速提高。

二、焊接缺陷

1、焊接接头裂纹产生

大家知道，焊接接头是一个组织绝不均匀体与力学性能绝不均匀体。施焊接过程焊接接头熔合线邻近，温度于固相与液相间，冷却之后组织属于这么热组织、晶粒细大、化学成份与组织均较绝不皆匀、强度上升、塑生降低。熔合线内侧作为“过热区”，此域晶粒细大，经常出现魏氏组织与索氏体，因此韧性显著降低。

过热区内侧作为“正在火区”，因为加热与冷却发生重结晶过程，得到细化细小均匀的铁素体加珠光体。再次内侧是“绝不安全重结晶去”，加热温度于AC1-AC3间区域，该区加热时钢之中珠光体与部分铁素体转变为晶粒较细的奥氏体，双仍然保留部分铁素体，于冷却时奥氏体转变为细小铁素体与珠光体，因而未曾熔入奥氏体的铁素体绝不发生转变，晶粒较粗大，形成结晶颗粒大小皆匀组织，并且仍然保留原始组织之中的带状特性。

因为热影响及区熔池的结晶与换热方向正好相反，亦乃热影响区到融合线到焊缝作为结晶方向，熔合线处首先结晶，熔池中心结晶最慢。使得熔池杂质改由熔合线向中心移动，因此熔池中央处易产生夹渣缺陷，因而熔合线处因为冷却速度快，易产生裂纹。

焊接腐蚀裂接头可以因为钢材淬硬性产生裂纹，氢扩散产生冷裂纹，再次热裂纹，晶间纹，及因为焊接规范与工人技能因素产生焊接缺陷等。实践证明，裂纹对于压力容器产品质量危害最为严重。

1）热裂纹

是因为焊接熔池于结晶过程之中存在着偏析现象，偏析出的物质多为低熔点的共品与杂质，结晶过程以此液态间层存在，因为熔点低，常常最终结晶凝固，凝固之后强度亦极低。如果焊接拉伸应力足够大时，液态间层拉开或是凝固之后不久遭拉断因而成裂纹。

2）冷裂纹

是指焊接时于A3的下温度冷却之中或是冷却至保温之后产生的裂纹。形成裂纹温度低，于马氏体转变范围，即于200-300℃下列，故称冷裂纹。有时候焊后几小时或是几天之后，而且长时间便出现裂纹，故而亦称为延迟裂纹。其危害性越来越大。

冷裂纹常常因为电弧燃烧时空气侵入或是药皮物质分解等，氢进入熔池熔于铁水之中，由于高温时铁水溶解大量氢气，于低温时溶解度大大降低，溶于铁水之中氢自铁水中析出，氢扩散聚集到钢中缺陷处，产生局部压力增大，促使钢产生裂纹，因此冷裂纹亦称为氢致裂纹。

钢于轧制时外部存在严重层状非金属夹杂物，使厚度方向拉伸塑性非常差，于板厚方向存在高拉压力，产生台阶状层状撒裂。

3）再次热裂纹

一些含、Cr、Mo、V、B等合金之素的钢材焊后绝不产生裂纹。于消应力处理时，或是于一定温度下长时间使用之后，沿着热影响区晶界产生裂纹，称再次热裂纹，简称SR裂纹。

再次热裂纹是因为第一次热后过程之中过饱和与固溶的碳化物（重要是Cr、Mo、V的碳化物），于再次加热时，再度析出，造成晶内强化，使滑移应变集中原先奥氏体晶界，如果晶界塑性应作为能力不足以承受松弛应力过程产生的应变时便产生再次热裂纹。

这类钢材于600℃邻近有一敏感区。超过650℃时敏感性减弱。

4）防止裂纹产生的方法

借以防止裂纹产生，可以限制钢材与焊材S、P含量：调节钢材化学成份；细化焊缝晶粒；提高焊材碱度；改善偏析；控制焊接规范，提高焊缝系数，多层多道焊，采用小线能量；铸件断弧，减少弧坑。

也可以选用低氢碱性焊条，焊条严格烘干，随用随取；选用合理焊接规范；焊之后立刻消氢；提高钢材质量，减少钢材层状夹杂物；财务降低焊接应力的各种工艺措施。减少残余应力与应力集中；预热机缓冷，焊后热处理。这些办法，如果运用得当均可以收到提高焊接质量，防止缺陷的作用。

至于未曾焊透，未曾熔合、夹渣、气孔、焊缝表面缺陷如咬肉，焊缝尺寸等均可以透过无损探伤检查，定出缺陷的位置，采取合理、有效返修工艺，认真操作，亦可以达到消除焊缝缺陷，保证产品内在质量目的。

三、焊后热处理

焊后热处理可以消除残余应力防止变形也就是说可以松弛焊接残余应力，稳定尺寸与形状。焊后热处理亦可以改善母材，焊接区结构件的性能：具体说：可以软化热影响区，增加焊缝金属延性，提高断裂韧性，排出有害其如氢，提高抗腐蚀性能，改善蠕变性能与提高疲劳强度。

不过，焊后热处理工艺选择不当，不但会使焊接接头性能降低。所以焊后热处理成为眼里容器制造重要环节。焊接接头焊后热处理应用最为广的是高温回火、正在火及固熔化处理。高温回火可以解决由于焊接与变形予压力容器质量带来的不良影响。

1、焊后热处理可以松弛焊接残余应力

随著热处理温度升高与保温时间延长，焊接区残余应力相应降低，如果温度升高到超过550℃，残余应力可以认为完全消除。但是保温时间影响绝不如温度升高影响来的明显。

2、焊接接头热影响区淬硬区软化

因为残余应力大大降低，回火改善了金相组织，提高塑性与韧性，故而淬硬性降低，使焊接接头淬硬区软化。

3、焊接接头氢减少

热处理时，焊接接头温度升高，氢急速增加扩散速度，往外逸出，一般说于加热300℃下列，保温2—4小时，可达到区氢目的，恐怕加热到550—650℃时，去氢目的完全达到。

4、对于焊缝金属抗拉度的影响

焊后热处理，对于焊缝金属抗拉强度响和热处理温度与保温时间有关，热处理温度愈高，保温时间越长，焊缝金属常温抗拉强度便愈低，并合金成份含量愈高，碳当量愈大，强度降低的比率亦愈大。

5、对于焊缝金属冲击韧性影响

过分的热处理对于任何钢种均引起冲击值下降。对于Cr-Mo、Cr-Mo-V以及绝大部分珠光体，马氏体耐热钢恰当得焊后热处理可以提高冲击韧性。对于某些最高点强度钢会历经热处理之后冲击值下降。对于碳素钢、Mn-Nb-Ni钢，焊后热处理之后冲击值基本无变化。

6、对于脱碳层宽度影响

热处理温度愈高，保温时间越长，脱碳层狂度愈大，这是由于碳化物形成时元素含量绝不等，引起碳扩散，碳往含量低一侧扩散，产生脱碳层，异种钢接头最为严重。

回火是把焊件加热到500—650℃时，碳化物更进一步聚集，得到铁素体与细粒渗碳体的混合物组织一回火索氏体，称高温回火，所得组织有良好强度、弹性、塑性与韧性。

正火是把焊件加热到Ac或是Acm超过30—50℃，保温之后从炉之中取出于空气之中冷却。目的改善组织，细化晶粒。单一正在火绝不能消除焊后残余应力。

固熔热处理，把钢加热到920—1150℃并且迅速冷却，使奥氏体焊接接头于450—850℃之内晶界析出碳化物或是脆性相互再次熔入奥氏体之中去，把它迅速固定下来，以此得到皆匀固熔体。进而消除其晶间腐蚀。亦提高焊接接头耐蚀性、机械性能，消除加工硬化。固熔热处理应整体皆匀加热，绝不采取局部加热法。

借以达到预期焊后热处理效果，某种要认真研究，选择合适的焊后热处理工艺是十分重要的。

四、焊后热处理工艺参数应自下列考虑

a、焊件进炉时炉内温度，

b、加热时温度上限与下限，

c、加热速度上限与下限，

d、保温时间上限与下限，

e、冷却速度之上、下限，

f、出炉温度，

g、升温过程遭加热焊件各部位温差，

h、保温时遭加热焊件的各部位温差，

i、炉内气氛。可谓影响热处理因素很多，选择应持慎重态度，不可随意选取。