壓力容器制造中的變形問題控制策略

王振

（河南開元空分集團有限公司，河南開封　475000）

壓力容器制造中的變形問題控制策略

王振

（河南開元空分集團有限公司，河南開封475000）

壓力容器屬于特殊的設備，其應用較為廣泛，但其應用的環(huán)境比較特殊，多數(shù)是高溫高壓的環(huán)境，壓力容器因而很容易出現(xiàn)變形問題，帶來嚴重的后果?；诖?，主要針對壓力容器制造過程中的變形問題進行有效的分析，并且提出控制策略。

壓力容器；變形；控制策略

因人工動手會產(chǎn)生誤差等因素影響，在制造壓力容器的過程中，一些主體部件與設計圖紙的相關規(guī)范不符，因此，在制造過程中壓力容器很容易出現(xiàn)變形的情況，對于容器的正常使用造成了直接影響，如果不采取有效的控制措施，就無法保障產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性，甚至還會帶來生命財產(chǎn)的損失，對于整個社會經(jīng)濟都會造成影響。要想使生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可靠性得到提高，就要對應用的工藝技術進行規(guī)范，嚴格遵守相關的流程。

1　壓力容器焊接變形問題和控制對策

在焊接金屬的過程中，高溫環(huán)境下母材會發(fā)生變形，這樣就會導致壓力容器在焊接過程中出現(xiàn)變形的情況。發(fā)生變形之后，母材自身的受力性能和耐腐蝕性能都會受到很大程度的影響。焊接工藝直接影響壓力容器的質(zhì)量，在實際焊接的過程中，對于壓力容器的質(zhì)量和安全性能具有直接的影響，還影響著生產(chǎn)制造的成本和生產(chǎn)效率。

選擇具體的焊接工藝時，對于焊接的先后順序、焊接工藝等各個方面都要進行充分的考慮。在制造過程中，對于可能產(chǎn)生的焊接問題進行有效的分析，從而制定出具有針對性的控制措施。如果是焊接大型的壓力容器，尤其是球形的壓力容器，首先需要組裝好整體，再進行具體的焊接操作，為使各個部分得到均勻的受力，采用對稱焊接的方式。在壓力容器當中，經(jīng)常會出現(xiàn)多組焊接的情況，因此在焊接過程中，需要預留出收縮量，根據(jù)不同的母材，從而預留出與此對應的收縮量，這樣在阻焊完成之后，殼體才不會出現(xiàn)收縮的問題，否則容器就會出現(xiàn)變形問題［1］。焊接壓力容器的過程中，需要采取抑制形變的方式，并且結(jié)合焊接的經(jīng)驗，針對可能會發(fā)生形變的部位進行方向的變形處理，這樣就可以人為消除掉焊接后產(chǎn)生的焊接變形情況。

2　壓力容器的內(nèi)應力變形和控制對策

壓力容器因為是通過重熱處理的，在實際操作過程中會出現(xiàn)多種重力的影響，使壓力容器產(chǎn)生內(nèi)應力，在組裝的過程中，還會產(chǎn)生不可控制的強制壓力，制造完成壓力容器之后，因為存在內(nèi)應力，就會產(chǎn)生各種不同程度的變形現(xiàn)象，裂紋也會隨之出現(xiàn)，產(chǎn)生對應的變形問題。

壓力容器因為內(nèi)應力而產(chǎn)生的變形問題，可以利用熱處理，將這個問題消除掉。在熱處理的過程中，需要嚴格遵守相應的操作規(guī)范，結(jié)合操作的流程來消除內(nèi)應力。在這個過程中，需要嚴格控制熱處理爐溫度，熱處理爐的相關設計需要符合其規(guī)范，處理爐要得到均勻的受熱。通常壓力容器主要是利用熱處理方法——噴嘴式加熱法，其需要設置擋火裝置，這樣火焰就不會對容器造成傷害，從而發(fā)生新的形變。在熱處理的過程中，需要利用支架進行有效的加固，使容器不能因為高溫的原因，使其金屬性能發(fā)生變化，影響到壓力容器的穩(wěn)定性，導致出現(xiàn)安全事故。

3　壓力容器成型誤差變形和控制對策

制造壓力容器的過程中，有時候會因為不恰當?shù)牟僮?，從而出現(xiàn)加工誤差，具體的部件就會出現(xiàn)成型誤差，和設計標準相比，具有一些偏差。容器部件出現(xiàn)成型誤差，對于壓力容器的整體尺寸都會產(chǎn)生不良的影響，甚至對于接下來的裝配過程也會造成影響。如果加熱容器的封頭成型之后，可能會出現(xiàn)脫模的情況，這樣就會使封頭出現(xiàn)收縮變形的情況，改變其尺寸，和規(guī)定的標準不符，對于容器的使用還會產(chǎn)生影響。

有效地控制壓力容器的成型誤差造成的形變，可以利用相關的措施預防，來控制相關的變形問題。嚴格控制壓力容器的加工工藝，嚴格遵循標準規(guī)程，完成成型制作。在實際成型之前，需要檢查和優(yōu)化模具的設計標準，使模具設計的合理性和科學性得到有效的保障，有效規(guī)范工件的形變誤差情況。制作壓力容器的過程中，需要結(jié)合模具的具體設計尺寸，有效控制模具的規(guī)格，以容器母本的高溫性能的變化情況為基礎，有效地改進模具設計和施工步驟［2］。設計模具的過程中，需要全面考慮熱成型零件和體積收縮量，將因為壓力容器成型誤差而引發(fā)的變形問題進行有效的控制。

4　容器原料切割技術導致變形和控制措施

生產(chǎn)壓力容器的過程中，選擇的鋼板材料需要按照一定的尺寸進行有效的切割。在實際作業(yè)過程中，需要利用丙烷燃氣和天然氣等，但其會產(chǎn)生高溫，使原料出現(xiàn)不同程度的熱脹冷縮，出現(xiàn)變形的情況。筒節(jié)端口出現(xiàn)變形，無法有效安裝配件，使筒節(jié)出現(xiàn)報廢的情況。鋼板材料在切割的過程中，具體的切割位置離端口比較近，鋼板材料因為熱脹冷縮而出現(xiàn)變形的情況。切割作業(yè)都是在高溫下進行的，易使整體的鋼板材料出現(xiàn)變形的情況。要想不因為高溫使鋼板材料因整體的熱脹冷縮出現(xiàn)變形的情況，切割線不能緊挨臨筒節(jié)端口，需要盡量排除手工操作的情況，這樣才能減少切割誤差。利用數(shù)控切割機，可以對鋼板材料的精確度進行有效的提高，使鋼板材料的溫度變化在很大程度上得到降低，這樣才會避免出現(xiàn)因為溫度變化引起的熱脹冷縮情況。

5　火焰切割的變形問題和控制對策

大直徑殼體的短筒下料時，對端口位置進行火焰切割加工，很容易出現(xiàn)變形的情況。當切割溫度逐漸降低后，加工邊緣會因熱脹冷縮而出現(xiàn)弧度。當筒節(jié)完成輥園之后，端口無法保持在一個平面，很容易出現(xiàn)誤差，使焊接無法順利完成。針對這類問題，可以利用對稱切割和機械加工的方式，有效地避免變形情況的出現(xiàn)。

在壓力容器的密封圈和大型的法蘭當中，廣泛地應用鋼板坯料，因為熱脹冷縮的原因，火焰切割完成后，鋼板表面無法始終保持平整，還會減少坯料的加工量。要想有效解決變形問題，在切割坯料板之后，需要及時采取有效的矯正措施，增加加工余量，使坯料板保持平整。同時，需要有效控制封頭，針對已經(jīng)成型的封頭，經(jīng)過火焰切割之后，很容易出現(xiàn)收縮變形的情況，使封頭的口徑逐漸縮??；加工瓣片式封頭的端口時，需要利用機械加工的方式，或者可以將封頭組裝的具體口徑進行適當?shù)姆糯?，這樣可以有效避免出現(xiàn)變形的情況，針對整體成型的封頭端口的加工，在成型模具設計的過程中，需要充分考慮火焰切割的收縮量。

6　備料誤差的變形問題和控制對策

鋼材是制造壓力容器最重要的材料，在吊裝和運輸過程中，鋼材很容易受到應力的作用，使其發(fā)生扭轉(zhuǎn)和彎曲等各種變形，對于切割劃線帶來不利影響，對于零部件的成型精度也會帶來影響。如果出現(xiàn)大波浪和凹凸不平的情況，那么卷筒后期筒節(jié)的誤差也會不斷增加。對于這類問題，需要及時進行矯正，在實際下料之前對鋼材的變形情況進行有效的糾正，使零件的精度得到最大限度的提升，從而順利完成壓力容器的制造。

7　結(jié)語

在制造壓力容器的過程中，很多因素都會導致容器出現(xiàn)變形。因此，壓力容器制造企業(yè)需不斷總結(jié)經(jīng)驗，針對容器變形，采取有效的控制辦法，從而嚴格防范在容器制造過程中易發(fā)生變形的情況，使壓力容器在制造過程中有效地控制每一個環(huán)節(jié)，使制造出來的壓力容器產(chǎn)品可以讓用戶更加滿意，做到質(zhì)優(yōu)價廉，為壓力容器制造企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟效益，也為我國的發(fā)展帶來更多的社會效益。

［1］丁超.芻議如何控制壓力容器制造過程中的變形問題［J］.科技創(chuàng)新與應用，2014（18）：95.

［2］朱海鷹，潘俊興，段瑞君.中國化工裝備協(xié)會2014年壓力容器制造許可評審單位在質(zhì)量控制及產(chǎn)品方面存在問題綜述［J］.中國化工裝備，2015（2）：3-13.

Control Strategy of Deformation in Manufacturing of Pressure Vessel

Wang Zhen
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co Ltd，Kaifeng Henan 475000）

Pressure vessel belongs to the special equipment，its application is more widely used，but its application environment is more special，most is high temperature and high pressure environment，pressure vessel is prone to de?formation，resulting in serious consequences.Based on this，the problem of the deformation of the pressure vessel manufacturing process was analyzed，and the control strategy was put forward.

pressure vessel；deformation；control strategy

TH49

A

1003-5168（2016）08-0059-02

2016-07-12

王振（1983-），男，本科，助理工程師，研究方向：壓力容器。