摘要：在低溫條件下工作的壓力容器設備的應用安全，與制造容器設備的材料以及焊接技術有著直接的聯系，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，必須符合相應標準。當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的分析和探討。
當前在進行低溫壓力容器焊接制造的過程中，主要應用了低溫鋼材料，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變，能夠適應低溫條件，低溫鋼主要是應用在石油化工產業中。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，可以抑制脆性轉變為有益元素。二是，這種材料在應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勢，在應用的過程中比較穩定[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，選用的鋼材料質量會直接關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下會出現失效的問題，導致這種問題出現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，都會導致材料出現斷裂的現象。AKV作為鋼材料低溫條件下的沖擊值，是鋼材料出現缺口或者缺陷問題，在低溫條件下出現變形能力，對裂紋進行拓展的一種敏感性能，是低溫韌性的一種反應值，因此在進行材料選擇的過程中，應該重點關注低溫韌性的選擇。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，會受到周邊環境溫度的影響，所以應該對環境因素進行重點考慮[3]。
2低溫壓力容器的焊接技術應用
在進行低溫壓力容器焊接的過程中，需要對鋼材料進行調質處理，處理后的鋼材料有很細的晶粒度，接頭組織處同樣含有很細的晶粒度，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，導致晶界面積減小，焊縫的晶粒之間會出現連續的碳化物析出現象，導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致回火溫度增高，會降低低溫沖擊性指標[4]。當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的性能。需要對合金系統進行選擇，確定化學成分，為低溫性能提供依據。因此在進行焊接的過程中，應該選用韌性比較好的特定合金系統以及焊條材料，才能保證焊接的質量。根據現有的實際證明，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，需要根據材料具體的性能選擇相應的工藝，才能提高焊接的質量，要通過實驗的方式，對焊接作業進行確定[5]。要選用技能比較熟練的焊接工作人員進行相關的操作，在焊接的過程中需要嚴格的按照相關的規定進行各項作業。因為焊接材料的質量代表著所制作設備的接頭質量，在進行材料選擇的過程中，必須符合相應的要求。在進行焊接的過程中，需要滿足焊接根部焊頭的要求，坡口的間隙不應該過大，應該減少焊縫之間的填充量，避免因為焊接應力過大出現裂紋問題，但是焊接應力過小，也會導致焊縫產生缺陷問題，因此應該正確的選擇坡口的形式和尺寸，才能真正提高焊接作業的質量[6]。
3無損檢測技術在低溫壓力容器制造過程中的應用
3.1材料檢測
在進行壓力容器制造的過程中，需要對生產材料進行無損檢測，因為低溫容器的生產材料與其他容器的生產材料不同，這種材料最大的特點，就是所有的材料都要經過低溫夏比沖擊實驗的檢驗之后才能進行正式生產。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準進行各項操作，檢查的方向主要是材料在生產制造，以及加工和組合過程中產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，會出現氣孔和裂縫問題，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準。
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，如果經過超聲與射線檢測之后，依然沒有達標的，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，應該按照技術指標進行相關的檢測。在檢測之前，需要對容器的表面進行打磨，確保檢測區域能夠平滑，才能順利的進行各項操作。
4結語
綜上所述，壓力容器設備在工業生產的應用非常重要。因此應該正確的選擇壓力容器的制作材料，采用先進的焊接技術，才能保證設備在應用的過程中，更加的安全穩定。在進行設備檢測的過程中，應該嚴格的按照相應的標準，對設備的應用性能進行檢測，才能完善設備的各項性能，確保設備在應用的過程中發揮更大的作用。需要結合國內外先進的經驗，根據實際制作現狀，對制造技術和焊接技術進行改善和優化，才能提高我國現有的工業制造水平，推動工業的發展。
參考文獻：
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[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計問題[J].黑龍江科學，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].中國建筑金屬結構，2013(02):40-41.
[6]陳學東，崔軍，章小滸，等.我國壓力容器設計、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：山東國辰實業集團有限公司
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