壓力容器制造過(guò)程中出現(xiàn)變形的控制方法研究

葛寧(沈陽(yáng)陸威機(jī)械設(shè)備有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110141)

壓力容器制造過(guò)程中出現(xiàn)變形的控制方法研究

葛寧(沈陽(yáng)陸威機(jī)械設(shè)備有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110141)

壓力容器制造過(guò)程中很容易出現(xiàn)變形，如果容器的結(jié)構(gòu)中存在變形，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。本文針對(duì)制造壓力容器的每一步工序，切入主題，找出變形問(wèn)題的關(guān)鍵所在，并給出相關(guān)解決對(duì)策以提高壓力容器的安全系數(shù)，使其正常運(yùn)行。

壓力容器;變形問(wèn)題;控制方法

在制造壓力容器的過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)許多操作失誤，導(dǎo)致容器變形。比如設(shè)計(jì)圖紙存在缺陷，導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的壓力容器不能滿足實(shí)際工作需求；或者技術(shù)人員沒(méi)有嚴(yán)格按照?qǐng)D紙?jiān)O(shè)計(jì)和工藝流程規(guī)范執(zhí)行操作，使壓力容器的主體部件制造出現(xiàn)失誤。這些變形問(wèn)題雖然在生產(chǎn)實(shí)際中比較常見(jiàn)，但是一旦出現(xiàn)嚴(yán)重超出誤差范圍的變形，就會(huì)大大地影響容器的正常使用，有時(shí)甚至?xí)霈F(xiàn)人的生命財(cái)產(chǎn)的損失。因此，必須對(duì)這些變形問(wèn)題做好控制措施，保障產(chǎn)品品質(zhì)和使用的安全性。以下將討論在工藝操作規(guī)范中，該如何防控這些變形問(wèn)題。

1 壓力容器制造常出現(xiàn)的變形問(wèn)題

(1)焊接變形 焊接是生產(chǎn)壓力容器的一個(gè)十分重要的步驟。在焊接時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，會(huì)導(dǎo)致溫度快速上升。壓力容器在焊接過(guò)程中，很容易因?yàn)楦邷貙?dǎo)致材料出現(xiàn)不同程度的變形，而材料變形之后，母材的力學(xué)性能和耐腐蝕性都會(huì)受到很大的影響，致使容器的承壓性能、耐腐蝕性能都受到限制，降低了容器的使用質(zhì)量。同時(shí)，也對(duì)整個(gè)制造過(guò)程的成本和生產(chǎn)效率造成了一定的影響。

(2)內(nèi)應(yīng)力變形 壓力容器的生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)十分復(fù)雜的，包含許多操作流程，比如安裝容器、熱處理等。壓力容器在組裝時(shí)會(huì)被自身質(zhì)量所影響，還會(huì)受到起重機(jī)械的吊裝力的影響，多種作用力共同作用容易導(dǎo)致壓力容器制造完成之后存在一定的內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力會(huì)在壓力容器的實(shí)際運(yùn)用中隨環(huán)境變化產(chǎn)生裂紋或者發(fā)生容器變形，因此必須采取相應(yīng)措施提前預(yù)防并及時(shí)解決壓力容器的內(nèi)應(yīng)力變形問(wèn)題。

(3)成型誤差變形 在制造壓力容器時(shí),如果沒(méi)有嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)操作規(guī)范，即使部件依然生產(chǎn)出來(lái)，但是加工成型后,一些操作問(wèn)題也會(huì)導(dǎo)致成型誤差出現(xiàn)。如加工誤差、操作不規(guī)范、模具尺寸偏差導(dǎo)致部件的成型誤差等。成型誤差會(huì)有一系列嚴(yán)重的后果，零件尺寸不合格根本無(wú)法正常使用，整體裝配時(shí)變形也是必然的。比如在加熱成型的高溫情況下出現(xiàn)了封頭脫模,就會(huì)使封頭嚴(yán)重收縮變形,其幾何尺寸嚴(yán)重不達(dá)標(biāo)。同時(shí)，如果設(shè)計(jì)在模具時(shí)工程師們考慮不周,也容易出現(xiàn)壓力容器的部件成型變形問(wèn)題[1]。

2 控制壓力容器變形問(wèn)題的解決方法

(1)焊接變形的控制方法 在進(jìn)行壓力容器的焊接時(shí)，最容易造成變形的是焊接時(shí)的高溫環(huán)境。技術(shù)人員要在焊接進(jìn)行之前，確定好本次焊接的容器的類型，適應(yīng)什么樣的焊接技術(shù)、焊接程序，焊接時(shí)的操作參數(shù)應(yīng)當(dāng)選擇什么，并制定好操作方案以及應(yīng)急防范措施。工程師們一定要依照相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)規(guī)范，選擇最合適的焊接方法。在焊接一些大型壓力容器如圓球形壓力容器時(shí)，應(yīng)先組裝完整體后再進(jìn)行焊接工作,并采用對(duì)稱焊接的順序以使容器受力均勻,對(duì)于要進(jìn)行多組焊接的部位，應(yīng)當(dāng)根據(jù)選用的母材預(yù)留相應(yīng)合適的收縮量，避免在組焊后出現(xiàn)殼體收縮最終導(dǎo)致容器變形。根據(jù)焊接經(jīng)驗(yàn),技術(shù)操作人員可以采取反方向抑制變形的處理方法，人為抵消變形部位的焊接變形。

(2)內(nèi)應(yīng)力變形的控制方法 控制壓力容器出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力變形的主要手段是對(duì)壓力容器本體進(jìn)行熱處理加工。熱處理的爐內(nèi)溫度應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)壓力容器的母材結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,并采取符合生產(chǎn)規(guī)范的操作工藝，使壓力容器內(nèi)部可以均勻受熱，以消除內(nèi)應(yīng)力。現(xiàn)今的熱處理加工基本上都采用噴嘴式加熱法,如果噴嘴處火焰靠近或接觸到了容器，會(huì)直接加熱容器，而容器的局部受熱過(guò)高容易產(chǎn)生新的熱力形變，因此必須設(shè)置擋火裝置避免更多問(wèn)題的出現(xiàn)。另外，壓力容器各部件制作的母材不同，其在高溫?zé)崽幚憝h(huán)境中的金屬穩(wěn)定性也不一樣，殼體或部件的金屬穩(wěn)定性易發(fā)生變化，因此工程師們?cè)谑褂脽崽幚矸绞较龎毫θ萜鲀?nèi)應(yīng)力的時(shí)候,最好設(shè)置固定支架以保證金屬部件的穩(wěn)定性[2]。

(3)成型誤差變形的控制方法 壓力容器成型誤差的變形問(wèn)題的出現(xiàn)主要有兩方面的原因，一是容器各部件的設(shè)計(jì)工藝是否合乎規(guī)范；二是生產(chǎn)制造過(guò)程中的生產(chǎn)工藝和操作流程的要求是否合乎生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)制造過(guò)程中，最好指派相關(guān)人員嚴(yán)格監(jiān)控每一道工序流程，杜絕因?yàn)椴僮鞑划?dāng)出現(xiàn)的容器質(zhì)量問(wèn)題。模具的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)決定了容器部件的成型控制步驟的好壞，因此在成型制造前，要嚴(yán)格仔細(xì)檢查所有的樣板、模具,只有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的模具才能在工件的合理形位誤差范圍內(nèi)，。設(shè)計(jì)模具時(shí)，要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，控制好尺寸,并詳細(xì)考慮容器部件在加工成型時(shí)受到熱脹冷縮影響而導(dǎo)致的變化，如零部件熱成型冷卻之后的體積收縮量及對(duì)于冷成型之后的體積回彈量，以最大限度地減少這些因素帶來(lái)的成型誤差的變形問(wèn)題[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

在制造壓力容器的過(guò)程中,要提高壓力容器的功能質(zhì)量,必須充分考慮各種可能會(huì)導(dǎo)致壓力容器變形的因素,并及時(shí)采取合理有效的方法先行控制。需要保證產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)工藝操作的規(guī)定范圍內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)程，將每個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)工藝要求落實(shí)到位,嚴(yán)加防范可能會(huì)引發(fā)容器變形的關(guān)鍵因素,使制造出的壓力容器有質(zhì)量保證，能夠安全使用。

[1]葉林軍.關(guān)于壓力容器制造過(guò)程中變形控制的探討[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化,2016,23(11):230

[2]陳雪琴.壓力容器制造過(guò)程中變形問(wèn)題的控制對(duì)策分析[J].科技展望,2015,03(06):159.

[3]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(18):217.

葛寧，女，碩士，研究方向:特種設(shè)備、壓力容器、管道、補(bǔ)償器。