氨制冷壓力管道焊接接頭質量檢測探討論文

　　摘要：氨制冷系統壓力管道主要應用于冷凍業，其中壓力管道是設備安全監管的核心內容，而影響管道安全的是焊接接頭的質量，本文主要是對氨制冷壓力管道焊接接頭進行缺陷及顯微組織檢測，分析焊接缺陷產生的原因，以及對管道安全的危害，并提出提高氨制冷管道焊接質量的建議。

　　關鍵詞：氨；制冷；壓力管；焊接；質量；檢測；分析

　　1氨制冷壓力管道結構和技術性能

　　氨制冷系統主要是由螺桿壓縮機組、高效臥式冷凝器、儲氨器、排液桶、低壓循環桶、屏蔽氨泵、中間冷卻器、吊頂冷風機、集油器、緊急泄氨器、高效臥式蒸發器、氨液分離器等組成。氨制冷壓力管道主要用于輸送氨液和氨液，是通過氨泵進行加壓強制供應，在連接低壓排液桶到蒸發器，然后回到冷凝器中，形成一個封閉循環系統。所以氨制冷壓力管道很重要，它承受著壓力、溫度、載荷的隨時變化。氨制冷壓力管道主要是由安全管道、熱氨管道、吸氣管道、液體管道、油管道、平衡管道、放空管道、排液管道等組成的。

　　2氨制冷壓力管道焊接接頭質量檢測對象及方法

　　由于我國的氨制冷壓力管道有的已經使用很多年了，其設計、安裝、使用、檢驗等安全監督管理中存在很多問題。尤其是管道焊接接頭的缺陷可能會導致冷庫的氨氣出現泄漏情況，應該正確分析氨制冷系統壓力管道的焊接缺陷及發展，要確保管道制造、安裝上防止缺陷，還要對已安裝上的進行檢查，及時發現缺陷，方便對管道的實效問題進行分析、剩余壽命預測和風險預測等。要對氨制冷系統中的焊接接頭進行質量檢測和性能分析，使用線切割設備在管道的接頭處切下焊接接頭檢測試樣。各試樣的焊縫位于式樣的中間，兩端為母材，對切下來的焊接接頭檢測試樣縱向截面按照規定要求，制成金相試樣。通過相應的測試儀檢測宏觀焊接缺陷，在使用4％的硝酸酒精對焊接接頭進行浸蝕，并通過掃描電鏡檢測顯微組織。

　　3氨制冷壓力管道焊接接頭分類

　　為了給錯邊量、熱處理、無損檢測、焊縫尺寸等有針對性的提出要求，可以將接頭分為四類，一是圓筒部分的縱向接頭、球形封頭與圓筒連接的環向接頭、各種凸形頭中的接頭、嵌入管與殼體對接處的接頭，這種接頭所受的應力很大，所以在焊接時一般采用雙面焊或者是要保證全部焊透才可以。二是殼體部分的環向接頭、錐形封頭與接管連接的接頭、法蘭與接管的接頭，這種接頭的焊法可以采用雙面焊的對接焊縫，也可以用帶有襯墊的單面焊，進行焊接。三是平蓋、管板與圓筒非對接連接的接頭、法蘭與殼體、接管連接的接頭等，這種焊接的受到的應力很小，一般都是用角焊縫連接，但是對于高壓容器或是有劇毒介質的容器和低溫容器就應該采取全焊透的發生進行焊接。四是接管、凸緣、補強圈等與殼體進行焊接，這種焊接主要是接管與容器的交叉焊縫，受力條件差，存在很大的應力。在后壁容器中這種焊縫的拘束很大，殘余應力也很大，在使用時很容易產生裂紋等缺陷，所以要采取全焊透的方式，對接頭進行焊接，對于低壓容器應采用局部焊透的單面或雙面角焊。

　　4焊接接頭缺陷檢測及分析

　　可以通過掃描電鏡和能譜檢測，發現焊接接頭中的形狀、尺寸、未熔合、未焊透、裂紋、雜質、孔穴等問題。對于焊接接頭來說多少都會存在形狀和尺寸的不良缺陷，主要以錯邊、角度偏差等的形成出現，造成這種尺寸缺陷的原因是安裝對接的兩個管道在進行焊接時沒有對正，出現了一些偏差，會導致焊縫處存在很大的應力，可能會造成裂痕，漏氨等現象。有很多情況都是未熔合和未焊透的缺陷，主要是焊接的時候熱輸入太低，坡口邊緣沒有充分的融化，而沒融合的地方會出現很大的應力，導致使用過程中出現裂痕，未焊透焊接接頭會使使用強度降低，如果管道中有動載荷存在時，缺陷對焊縫的疲勞強度將有很大的影響。當有焊接時有物體夾雜在焊縫處，在使用過程中，可能會使裂痕擴展破壞，當夾雜物的尺寸很大，并且與外界連接的時候，會造成氨制冷劑進入焊縫之中，可能會使管道中的顆粒進入設備中，影響質量設備的正常運行。在焊接時，熔池的劇烈攪動會使坡口附近的腐蝕產物卷入熔池內部，凝固以后，熔池內的氧化物留在焊縫中，這對這種問題，就是要在焊接前清除坡口附近的腐蝕產物，或者在管道出現腐蝕以前進行焊接就可以有效地避免焊縫夾雜的出現。孔穴的缺陷的形狀是不同的，但是形成的原理是一致的，就是在焊接的時候，熔池內的氣體沒有及時的溢出，殘留在焊縫中形成的孔穴。另外當焊條、焊劑的夠干，被焊的金屬表面有銹、油污、或者是雜質，焊接區域保護不佳，都會出現孔穴現象，只是出現孔穴的大小程度不同。這些孔穴的出現會降低焊縫的致密性，減少焊縫的有效厚度。如果只是單個的孔穴對焊接質量的危害還不是很大，但是如果是很多的孔穴，會在負載的作用下相互連通，就會使應力區變大，由于產生很嚴重的應力，在使用過程中可能會導致裂紋的擴展。裂紋是由于焊接不良產生的缺陷，在使用時，由于應力的作用，裂紋會逐漸的變大。由于裂紋是呈扁平形狀的，當加載方向垂直于裂紋平面時，裂紋的兩端會出現很大的應力，導致脆性斷裂。裂紋會出現缺口效應，很容易出現三向應力狀態，導致裂紋的失穩和擴展。焊接裂紋是在管道內部表面開始的，只是定期的檢查是發現不了的，具有很強的隱蔽性，所以對管道造成了很大的潛在威脅，管道焊接接頭存在裂縫，這種裂縫是在錯邊結合處出現的，并且向內部延伸，裂紋會承受很大的載荷，在缺口處導致三向應力狀態，使裂紋進一步擴展。

　　5改進建議

　　焊接工藝不合理會直接導致焊接缺陷產生，所以要根據管道的實際情況進行焊接工作，防止出現未熔合和未焊透的情況發生，在焊接的時候，一定要遵守焊接工藝要求，減少由于操作失誤產生的錯邊、固體夾雜物及孔穴缺陷的出現，可以有效的防止裂紋的萌生。對新安裝的管道進行全面的焊接質量檢查，嚴格按照規定執行，同時還應該加強安全監督管理和定期檢查工作。人們不斷的應用新技術，以便于及早的發現缺陷，并及時的消除安全隱患，防止事故的發生。另外還應該加強對管道焊接質量的控制，根據國家標準要求采用氬孤焊封底，手工電弧焊蓋面的焊接方法，同時還應該加強對焊接操作工人的技能培訓。結束語如今人們的生活水平越來越好，所以制冷設備的應用也越來越廣泛，這些制冷設備主要是滿足人們的需求，但是制冷設備的安全性卻使人堪憂，如今我國已經發生多起氨制冷壓力管道泄漏事件，甚至是導致人員的傷亡，對國家和社會帶來了嚴重的影響，所以我們應加強對氨制冷設備的管理，保證制冷設備正常可靠的運行。

　　參考文獻：

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