壓力容器制造過程中存在的問題與對策分析

王曉江

【摘?要】作為一種承壓設(shè)備，壓力容器也已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在多個行業(yè)。壓力容器的應(yīng)用范圍非常廣泛，在很多工業(yè)領(lǐng)域都為了提高生產(chǎn)效率而選擇壓力容器作為特種設(shè)備，包括化工、石油等大型企業(yè)，但是在使用的過程中需要注意很多問題，尤其是比較極端的環(huán)境，比如腐蝕、高壓、高溫環(huán)境，如果沒有解決變形的結(jié)構(gòu)和設(shè)備其他問題，就會產(chǎn)生非常嚴(yán)重的后果。本文對壓力容器制造過程中變形問題的控制對策進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】壓力容器;制造過程;變形問題;控制對策

引言

壓力容器是人們生活中經(jīng)常應(yīng)用的一種容器，主要用來承載易燃易爆的液體或氣體，其安全性極其重要。為了保證壓力容器的安全性，我們在制造過程中要嚴(yán)格控制壓力容器的質(zhì)量，從而使壓力容器穩(wěn)定使用。壓力容器總體質(zhì)量，要從壓力容器的承壓性、密閉性以及壽命來進(jìn)行多方位進(jìn)行考慮，在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制壓力容器質(zhì)量，從而保障我們的容器質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，保障我們的使用安全。

1 壓力容器制造過程中存在的問題

1.1.1 壓力容器的火焰切割變形問題

（1）筒節(jié)變形

用鋼材制作直徑較大的殼體短筒節(jié)是一種精加工，但是在對鋼材切割時采用的是火焰切割技術(shù)。等到切口冷卻至室溫后，因熱脹冷縮的原因?qū)е虑锌谟谢∵呑冃螁栴}出現(xiàn)，這樣把筒節(jié)制作成輥圓時，由于切口的變形而不能進(jìn)行準(zhǔn)確的焊接或組對，從而引起壓力容器整體的質(zhì)量問題。

（2）鋼板坯料變形

壓力容器內(nèi)的密封圈、大型法蘭都是用鋼板坯料制作而成的。制作過程中，一般選用火焰切割，因此難以避免因熱脹冷縮引起鋼板表面不平整等問題。除此以外，火焰切割還會導(dǎo)致鋼板坯料在加工過程中數(shù)量有所減少，嚴(yán)重影響加工效率【1】。

1.2 焊接過程出現(xiàn)壓力容器變形問題

金屬焊接過程中通常會產(chǎn)生很高的溫度，形成高溫環(huán)境，而高溫環(huán)境對母材的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)都會產(chǎn)生很大的影響，甚至在一定條件下會對母材的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生改變，母材性質(zhì)的改變使母材的抗腐蝕性和抗壓性都會大不如從前。而即使母材的性質(zhì)不會發(fā)生改變它的形態(tài)也極有可能會出現(xiàn)變化，從而使制造出來的壓力容器出現(xiàn)局部甚至是整體出現(xiàn)變形問題，導(dǎo)致壓力容器耐腐蝕性和受力性達(dá)不到預(yù)期的要求。焊接是壓力容器制造的重要程序之一，也是保障壓力容器質(zhì)量的重要過程，因此，必須要重視焊接工藝的選擇，從焊接工藝上保障壓力容器在制造過程中不會出現(xiàn)變形問題。

1.3 壓力容器制造過程中內(nèi)應(yīng)力變形問題

壓力容器在完成生產(chǎn)制造的時候會形成內(nèi)應(yīng)力，而最主要的原因就是組裝壓力容器的時候，強制力相對較大。另外，受壓力容器自身重力與起重機吊裝力因素的影響，實際制造的時候，壓力容器還會承受多重的熱處理，所以內(nèi)應(yīng)力隨之形成【2】。但不應(yīng)對壓力容器內(nèi)應(yīng)力影響的作用予以忽視，在運行環(huán)境變化與時間延長的情況下，同樣也是在內(nèi)應(yīng)力的影響下，而增加變形與裂紋發(fā)生幾率。

2 壓力容器制造過程中的對策分析

2.1 壓力容器的火焰切割變形的控制對策

（1）合理地調(diào)節(jié)并控制筒節(jié)。使用直徑筒節(jié)材料切割的過程中，若存在較大溫度差異，在完成切割以后，材料很容易受熱脹冷縮影響而出現(xiàn)變形。切割筒節(jié)方面能夠選擇使用對稱切割方式，盡量規(guī)避變形問題的發(fā)生。（2）嚴(yán)格控制封頭。在火焰切割的整個過程中，封頭情況的發(fā)生幾率相對較高，很容易使得切口受環(huán)境因素影響發(fā)生變形。為此，設(shè)計模具的時候一定要綜合考慮所產(chǎn)生的影響，對收縮量進(jìn)行科學(xué)合理地設(shè)計與衡量，以保證設(shè)計工作更加科學(xué)與實用。（3）要有效控制機加工坯料。在開展壓力容器制造的時候，機加工的主要對象就是鋼板，特別是在切割的時候，鋼板出現(xiàn)收縮的幾率相對較高，使得鋼板的表面出現(xiàn)不平整的問題。

2.2 控制焊接過程中出現(xiàn)變形的對策的研究

在壓力容器制造過程中選擇科學(xué)的焊接工藝能夠在很大程度上避免壓力容器在制造過程中出現(xiàn)變形的問題。因此，在選擇焊接工藝時，必須要考慮到焊接過程中的技術(shù)參數(shù)和焊接的先后順序【3】。首先，在壓力容器制造過程中必須要對有可能出現(xiàn)的各種問題做好預(yù)估，針對有可能因為焊接溫度和壓力而導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生變形的問題提前做好防范和準(zhǔn)備工作。其次，當(dāng)在焊接過程中出現(xiàn)變形問題的時候要能夠充分利用以為的經(jīng)驗，采用有效的抑制變形的措施，并能夠及時的修補變形，使其在后續(xù)的焊接過程中，能夠科學(xué)的被抵消掉。

另外，當(dāng)焊接大型壓力容器時，必須要對焊接容器先進(jìn)行組裝，然后再進(jìn)行焊接，同時在焊接過程中要保證容器受力均勻，保證其無論是整體還是局部都在焊接過程中遵循對稱焊接的規(guī)則;而在面對焊接的對象是多組情況的時候，則要根據(jù)母材的特點，留取一定的收縮量，以防止焊接后出現(xiàn)因部件收縮問題而導(dǎo)致壓力容器整體的變形。

2.3?壓力容器內(nèi)應(yīng)力變形的控制對策

消除內(nèi)應(yīng)力是解決壓力容器本身產(chǎn)生過多熱量的有效解決措施，并且操作規(guī)程和操作手段都可以用過內(nèi)應(yīng)力的消除得到優(yōu)化。如果壓力容器受到的熱量和預(yù)應(yīng)力都是均勻的，那么整體的爐內(nèi)溫度就不會對整個操作過程產(chǎn)生過大傷害了，噴嘴式加熱方法是最常采用的熱處理法，會使整體受熱變得均勻【4】。但是還要避免直接給壓力容器加熱，因為直接加熱還是會導(dǎo)致容器的受熱只限于局部，最好是選擇擋火裝置使噴嘴式加熱裝置穩(wěn)定的給壓力容器制造熱量，這樣不僅消除了內(nèi)應(yīng)力，還沒有產(chǎn)生新的變形。為了提高壓力容器的穩(wěn)定性，還要考慮金屬受溫度的影響，選擇一些加固支架穩(wěn)定金屬。

結(jié)束語

壓力容器耐高溫、高壓的獨特性質(zhì)，決定了它在石油、化工工業(yè)上面的使用。它使用的環(huán)境一般都比較復(fù)雜，因此壓力容器的質(zhì)量和安全性是保證工程作業(yè)正常運行的基礎(chǔ)。通過上述對壓力容器在制造過程中常見的一些引起壓力容器變形的程序做出簡要分析，根據(jù)其制作過程和實際情況提出相應(yīng)解決問題的措施，使壓力容器在制作過程中能保質(zhì)保量完成。在完善壓力容器制作過程的同時，需要注意其他可能引起其變形的因素，并且能在實際生產(chǎn)實踐中找到解決這類問題的關(guān)鍵，從而進(jìn)一步完善壓力容器的制造過程，以制作出更精確、更標(biāo)準(zhǔn)的壓力容器。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉沐熙，李正.關(guān)于壓力容器制造過程中的變形問題和控制對策芻議[J].化工管理，2018（20）：126.

[2]楊波.壓力容器制造過程中變形的控制對策分析[J].煉油與化工，2017，28（04）：50-51.

[3]張玉豐.淺談壓力容器制造、安裝過程中存在的問題及對策[J].企業(yè)導(dǎo)報，2016（15）：72.

[4]陳冰，劉姝，吳剛.淺談壓力容器制造、安裝過程中存在的問題及對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008（19）：93-94.

（作者單位：遼河油田建設(shè)有限公司）