論壓力容器制造中常見(jiàn)問(wèn)題及分析

劉曉薇 王延國(guó)

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，壓力容器設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)等方面都邁入了新的發(fā)展階段，作為一種特殊的精密儀器，在農(nóng)業(yè)、工業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，但是由于其技術(shù)、工藝比較復(fù)雜，種類(lèi)比較多，在制造過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了壓力容器的制造質(zhì)量和使用安全性。本文主要針對(duì)壓力容器制造特點(diǎn)進(jìn)行深入的分析，探討壓力容器制造過(guò)程中常見(jiàn)的一些問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓力容器；制造；常見(jiàn)問(wèn)題；分析；變形

近數(shù)十年，我國(guó)已經(jīng)不斷完善了壓力容器相關(guān)的法律政策、標(biāo)準(zhǔn)體系等，實(shí)現(xiàn)了壓力容器設(shè)計(jì)、制造以及維護(hù)整個(gè)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化，為了響應(yīng)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，壓力容器也開(kāi)始嘗試綠色設(shè)計(jì)，形成現(xiàn)代壓力容器制造模式。

1. 壓力容器的制造特點(diǎn)

壓力容器屬于一種特殊的設(shè)備，主要應(yīng)用于國(guó)防、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，種類(lèi)繁多，主要分為分離、換熱、反應(yīng)、存儲(chǔ)等四大類(lèi)。由于壓力容器通常都是在高壓、高溫等惡劣環(huán)境中使用，所以壓力容器的設(shè)計(jì)、制造必須確保使用的安全性。壓力容器使用的材料具有非常嚴(yán)格的要求，在制造過(guò)程中，難度非常大，不僅技術(shù)非常復(fù)雜，而且還需要不同專(zhuān)業(yè)的人才共同配合協(xié)調(diào)。壓力容器設(shè)計(jì)、制造人員不僅要具備壓力容器有關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還要具備壓力容器所用行業(yè)有關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格設(shè)計(jì)、制造壓力容器，確保壓力容器的質(zhì)量符合要求，不斷提高壓力容器的使用安全性[1]。

2.壓力容器制造中常見(jiàn)問(wèn)題及分析

壓力容器制造工藝在不斷的發(fā)展，逐漸暴露了制造過(guò)程中的一些問(wèn)題，需要壓力容器的設(shè)計(jì)、制造人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，不斷提高壓力容器的使用安全性。壓力容器制造過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題主要包括氫脆問(wèn)題、應(yīng)力腐蝕問(wèn)題、焊縫問(wèn)題、變形問(wèn)題、材料問(wèn)題等。

2.1氫脆問(wèn)題

氫脆又稱(chēng)為白點(diǎn)，是在鋼鐵中融化的氫，經(jīng)過(guò)聚合稱(chēng)為氫分子，導(dǎo)致應(yīng)力集中，強(qiáng)度甚至超過(guò)了鋼鐵的強(qiáng)度極限，在鋼鐵內(nèi)部會(huì)形成細(xì)小的裂紋。壓力容器制造過(guò)程中的氫脆問(wèn)題只能通過(guò)預(yù)防來(lái)解決，因?yàn)閴毫θ萜饕坏┌l(fā)生了氫脆問(wèn)題，就已經(jīng)解決不了了，所以必須加強(qiáng)氫脆問(wèn)題的預(yù)防。壓力容器制造過(guò)程中的溫度越高、鋼鐵的含碳量越高，氫脆的程度就越嚴(yán)重。預(yù)防氫脆問(wèn)題，可以在鋼鐵中加入釩、鈦、鉻等金屬元素以及緩蝕劑，或者經(jīng)過(guò)吹沙、電鍍除銹后，都可以在不同程度上減少氫脆問(wèn)題的發(fā)生。如圖1所示。

圖1 氫脆

2.2應(yīng)力腐蝕問(wèn)題

壓力容器在制造過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕等問(wèn)題是因?yàn)閴毫θ萜魇艿礁g和應(yīng)力環(huán)境共同的作用，在實(shí)際制造過(guò)程中，腐蝕和應(yīng)力環(huán)境無(wú)法避免，所以必須從材料的角度來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。壓力容器在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員就要充分考慮到應(yīng)力腐蝕問(wèn)題的發(fā)生，所以要根據(jù)具體的情況選擇最適合的材料。此外，還可以對(duì)壓力容器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，或者采取防腐處理、熱處理等措施，盡量減少壓力容器發(fā)生裂紋和應(yīng)力腐蝕的發(fā)生[2]。

2.3焊縫問(wèn)題

壓力容器在制造過(guò)程中，很多的部件都是通過(guò)焊接方式連接的，所以焊接的質(zhì)量以及焊縫的布置都會(huì)直接影響到壓力容器的質(zhì)量，在制造過(guò)程中要特別注意由于焊縫的缺陷而發(fā)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。壓力容器在焊接的過(guò)程中，要注意合理的布置焊縫，但是又不能避免焊縫的重疊和交叉，所以壓力容器在制造前，就要先對(duì)壓力容器進(jìn)行應(yīng)力方面的分析，同時(shí)使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行輔助計(jì)算。壓力容器焊接操作人員的技術(shù)水平也會(huì)直接影響到壓力容器的焊接質(zhì)量，所以壓力容器制造之前，要先對(duì)所有工作人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)，尤其是焊接操作人員，對(duì)其工作資質(zhì)和從業(yè)資格進(jìn)行審查，必須持證上崗，確保每個(gè)工作人員都具有制造壓力容器的資格。

2.4變形問(wèn)題

壓力容器的變形將會(huì)嚴(yán)重影響壓力容器使用的可靠度和嚴(yán)密性，從而導(dǎo)致壓力容器在使用過(guò)程中的安全性不受保障，有關(guān)部門(mén)必須制定完善壓力容器制造工藝和標(biāo)準(zhǔn)，并且將其嚴(yán)格落實(shí)，確保壓力容器的質(zhì)量可以符合要求。壓力容器在制造過(guò)程中發(fā)生變形主要是因?yàn)榻M裝、磨具形狀、下料尺寸等出現(xiàn)誤差而引起，要解決這個(gè)問(wèn)題，首先要提高下料的水平，對(duì)需要的材料進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算，其次，制造人員要對(duì)模具的形狀進(jìn)行嚴(yán)格的控制，充分考慮到壓力容器成型過(guò)程中和成型后可能存在的差異，再次，壓力容器在組裝過(guò)程中，制造人員要使用定位卡具進(jìn)行定位，盡量避免壓力容器發(fā)生變形[3]。如圖2所示。

圖2 變形

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，必須加強(qiáng)對(duì)壓力容器在制造過(guò)程中可能發(fā)生問(wèn)題的預(yù)防工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，盡快解決，同時(shí)壓力容器在制造完成之后，還要在出廠之前進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)，目前我國(guó)壓力容器質(zhì)量檢驗(yàn)方法主要是焊縫UT檢測(cè)和射線檢測(cè)技術(shù)，通過(guò)各種手段確保壓力容器的質(zhì)量符合要求，提高壓力容器使用的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]高建明. 試論不銹鋼壓力容器制造和安裝過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題及解決途徑[J]. 化學(xué)工程與裝備，2013，06：132-134.

[2]劉亞明. 壓力容器制造過(guò)程中變形問(wèn)題的控制對(duì)策探究[J]. 科技創(chuàng)業(yè)家，2013，13：217.

[3]王雅麗. 關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)中常見(jiàn)問(wèn)題及設(shè)計(jì)優(yōu)化的探討[J]. 科技與企業(yè)，2013，22：369.