壓力容器制造質量控制的思考

文/冉龍華,云南麗江市質量技術監(jiān)督綜合檢測中心

壓力容器制造質量控制的思考

文/冉龍華,云南麗江市質量技術監(jiān)督綜合檢測中心

隨著人們越來越重視質量，市場競爭的格局發(fā)生轉變，企業(yè)之間競爭也轉變?yōu)楫a(chǎn)品質量競爭。各個企業(yè)越來越重視他們的產(chǎn)品質量，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，他們應用質量管理的理論和方法，采用各種質量控制的方法來提高產(chǎn)品的質量，以提高企業(yè)在競爭中的優(yōu)勢。

壓力容器制造；質量控制；特點；策略

1 壓力容器制造的相關特點

1.1 壓力容器種類繁多

壓力容器種類繁多，在工業(yè)領域中的應用較為廣泛，而不同行業(yè)對壓力容器的需求差別很大。根據(jù)壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的作用類型不同，可分為反應壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器和儲存壓力容器等。由于其種類繁多，在不同工況下的結構和相關的使用參數(shù)亦不同，因此壓力容器制造時的規(guī)范統(tǒng)一難度很大。

1.2 制造工藝復雜

壓力容器的制造工藝較為復雜，通常包括材料檢驗、機加工、鉚焊、無損檢驗、熱處理、壓力試驗和表面防腐處理等多個工序，涉及到金屬材料冶金、機械加工、材料成型和現(xiàn)代檢測等多個學科領域。因此，生產(chǎn)制造企業(yè)需要合理控制壓力容器的生產(chǎn)流程，確保各個工序銜接恰當，保證壓力容器的生產(chǎn)效率和質量。

2 壓力容器制造質量控制策略

2.1 生產(chǎn)材料的控制

生產(chǎn)壓力容器的工作環(huán)境一般比較差,所以對生產(chǎn)材料的要求很高。能否合理地選材和用材,是壓力容器設備質量保證的前提。對于壓力容器的材料,制造單位有必要對質量證明書進行核查,以確認原材料不低于設計文件、國家標準和其他相應標準規(guī)范的規(guī)定。如果壓力器質量證明書是原件,那么檢查的重點在于檢查壓力容器制造標準是不是符合一定設計技術要求,其化學成分、性能、工藝等等是不是符合要求;另外,對于大批購進的材料,要仔細檢查質量證明書的編號是不是唯一,化學成分、同一批號的力學性能是不是一致。如果在驗收中發(fā)現(xiàn)壓力容器質量證明書為復印件,驗收人員應該增強戒心,對提供復印件的經(jīng)銷商,要讓其出具原件來與復印件仔細核對,核對后質檢人員在復印件上要表上注“復印件與原件一致”的注腳。

2.2 制造工藝的控制

與普通的機械產(chǎn)品加工相比，壓力容器制造，具有多品種單臺套的特點。因此，制造廠對每一臺壓力容器，都要編制一套完整的工藝文件。這些工藝文件，具有指導生產(chǎn)、保證質量、提高效率的作用。制定了正確、合理的工藝文件后，關鍵是在施工的過程中，要嚴格執(zhí)行已制定的工藝文件。每道工序完成后，操作者和制造廠的檢驗員，都要在工藝流程卡上簽字認可，做到在制產(chǎn)品隨工藝流程卡，一同進入下道工序。特別應該注意以下幾點：（1）鉚裝時，不按容器主焊縫布置圖，來組裝筒節(jié)對接焊縫的位置，造成不必要的焊縫上開孔；（2）鞍座墊板，未鉆＜10的排氣孔，墊扳與容器的角焊縫兩側，未間斷焊，采用全封閉式焊接結構；（3）耐壓試驗時，安全意識差，在試壓時發(fā)現(xiàn)滲漏，不按規(guī)定卸壓后，再補焊或緊固螺栓，而是帶壓補焊或帶壓緊固螺栓，甚至在帶壓設備上進行無關試壓的作業(yè)。（4）試驗壓力值的確定。對設計溫度大于等于200℃的鋼制或大于等于150℃的有色金屬制成的壓力容器，應重視Pr＝1.25[σ]／[σ]t公式的應用；否則，試驗壓力值，達不到GB150規(guī)定要求；直立容器臥置液壓試驗時，試驗壓力要考慮立置時，液柱靜壓力；夾套容器在進行壓力試驗時，必須校核內(nèi)筒在試驗壓力下的穩(wěn)定性。如不能滿足穩(wěn)定要求，必須同時在內(nèi)筒內(nèi)保持一定壓力，以使在整個試驗過程中的任一時間內(nèi)，夾套和內(nèi)筒的壓力差，不超過設計壓差。

2.3 封頭壓制工藝質量控制

根據(jù)封頭尺寸差異，常選擇水壓機或油壓機成形方法。壓制過程中，封頭有明顯的塑性變形，由此引起加工硬化現(xiàn)象應該足夠重視，避免出現(xiàn)裂紋。所以，當封頭鋼板的厚度與直徑之比大于0.6%時，宜采取熱態(tài)壓制成形。同時在壓制成形時，要盡量使用壓邊圈將鋼板毛坯固定，增加毛坯在壓應力作用下的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)鼓包和皺紋等缺陷。為了使封頭各部分變形均勻，要綜合考慮材料性能、封頭形狀以及沖模工作狀態(tài)，一般情況下，塑性較好的材料變形較均勻，橢球封頭較半球封頭形狀變形較小，上下模具之間間隙越小，變形越均勻。封頭的尺寸需要根據(jù)經(jīng)驗公式計算，封頭材質不同加熱溫度也不同，一般低于1100℃。沖壓封頭完成后，要檢驗尺寸精確程度、形狀完整程度和缺陷。機械加工主要包括封頭邊緣修整和邊緣部分加工成焊接坡口，為下一步與筒身焊接做好準備。

2.4 外觀質量和幾何尺寸的控制

壓力容器產(chǎn)品的外觀質量和幾何尺寸，往往被人們所忽視，由此，引起的爆炸事故也屢見不鮮。外觀質量中的咬邊和根部未焊透等，都是嚴重引起應力集中的缺陷！缺陷尺寸不太大時，可進行修磨，但尺寸嚴重超標，就必須修磨補焊，消除缺陷。另外，電弧打傷、機械劃傷等也應該修磨消除，尤其，對不銹鋼制的壓力容器，其內(nèi)壁接觸介質工作面上的這類缺陷，就更不容忽視；設備的不直度，要控制在標準規(guī)定之內(nèi)，否則會影響化工工藝流程和增加設備的附加應力。

2.5 殼體組裝及熱處理

封頭、筒身及簡節(jié)的裝配同時進行，環(huán)縫無損檢測后，進行退火熱處理，最后進行水壓試驗。熱處理是控制質量的最后一道工序，為了提高質量往往需要進行多次熱處理，最常采用的是熱處理工藝是退火。如果殼體采用電渣焊則需要進行正火處理。退火能夠有效去除殘余應力，達到穩(wěn)定尺寸和形狀的目的，有助于焊縫中有害氣體的析出。對殼體一般進行整體熱處理，達不到整體熱處理條件可以進行局部的熱處理，但必須注意較高的溫度梯度，避免再次產(chǎn)生附加應力。正火處理的主要目的是細化晶粒，改善電渣焊產(chǎn)生的粗大的柱狀晶組織，需要注意的是正火產(chǎn)生的應力應通過回火消除。不同使用用途的鍋爐壓力容器，結構、材質不同，在實際加工中應因材選擇合理的加工工序和工藝，嚴格控制加工的每一道工序，確保缺陷在可控范圍之內(nèi)。

[1]和麗鋒.壓力容器制造缺陷對殼體安全的影響[J].中國新技術新產(chǎn)品，2010（1）：142

[2]石中玉.壓力容器制造中存在的問題及解決方案[J].油氣儲運，2012（4）.