壓力容器制造過程中常見質(zhì)量問題與處理策略分析

蔡見生 單漢榮

摘 要 隨著經(jīng)濟(jì)和科技水平的快速發(fā)展，壓力容器是化工、食品、制藥等過程工業(yè)的主要裝備，大多數(shù)情況下在高溫、高壓、腐蝕性及疲勞等苛刻狀況下運(yùn)行，如果壓力容器品質(zhì)控制不好的話，極易造成重大的安全事故。輕則引起泄露引發(fā)環(huán)境污染，重則產(chǎn)生爆炸火災(zāi)，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，必須加強(qiáng)壓力容器的質(zhì)量控制，保證壓力容器的使用安全。總體來講，壓力容器的質(zhì)量主要包括設(shè)計(jì)質(zhì)量、制造質(zhì)量和安裝測(cè)試質(zhì)量三個(gè)部分組成，其中制造質(zhì)量是重中之重，對(duì)于保證產(chǎn)品安全起到了關(guān)鍵性作用。本文主要針對(duì)壓力容器生產(chǎn)制造過程中容易出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)解決策略，以提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞 壓力容器;質(zhì)量問題;解決對(duì)策

引言

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)工藝也在不斷優(yōu)化改進(jìn)，壓力容器作為可承載一定壓力的密封設(shè)備，在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛普及應(yīng)用，發(fā)揮出顯著應(yīng)用效用。但受到多方面因素影響，部分所制造壓力容器設(shè)備的質(zhì)量性能缺乏必要保障，并在后續(xù)使用、運(yùn)行過程中引發(fā)各類生產(chǎn)問題的出現(xiàn)。針對(duì)于此，本文則對(duì)壓力容器設(shè)備在制造特點(diǎn)開展深入研究，并針對(duì)性提出各項(xiàng)壓力容器制造質(zhì)量的有效控制策略。

1壓力容器的基本概念及分類

壓力容器指容器同時(shí)滿足以下三個(gè)條件[1]。①工作壓力大于等于0.1MPa（不含液體靜壓力）;②內(nèi)直徑（非圓形截面積指最大尺寸）≥0.15m且容積V≥0.03m3;③盛裝介質(zhì)為氣體、液化氣體或最高工作溫度大于等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體。有許多方法可以對(duì)壓力容器進(jìn)行分類。例如，根據(jù)制造方法、承壓方式、設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、制造材料、容器形狀、生產(chǎn)過程中的工作原理、容器的使用等等。為了方便安全技術(shù)的監(jiān)督管理，根據(jù)容器的壓力等級(jí)、容積大小、使用特點(diǎn)、材料、介質(zhì)的危害程度及其在生產(chǎn)過程中的重要性，我國(guó)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》則將容器分為一、二、三類。

2壓力容器質(zhì)量管理

2.1 原材料質(zhì)量解決策略

壓力容器制造和使用安全性要求較高，因此企業(yè)在選材的時(shí)候必須要將原材料作為質(zhì)量把控的切入點(diǎn)。目前在原材料選型方面，主要暴露出以下幾個(gè)方面的問題，首先，原材料化學(xué)成分不過關(guān)，例如在生產(chǎn)過程中未經(jīng)許可，采用成本較低的碳鋼代替低合金鋼，雖然碳鋼價(jià)格較低，機(jī)械性能與低合金鋼接近，但是在焊接性，抗腐蝕性等方面均遠(yuǎn)低于合金鋼。由于壓力容器大部分都是承壓件，因此在選型的時(shí)候要選擇化學(xué)成分達(dá)標(biāo)的材料進(jìn)行制造。尤其在承壓、高溫和高腐蝕狀態(tài)下，極易發(fā)生壓力容器損壞，這些都對(duì)原材料的選擇提出了挑戰(zhàn);其次，壓力容器壁厚設(shè)計(jì)不合理，在設(shè)計(jì)過程中為了保證安全，片面的增加壓力容器壁厚，造成了成本浪費(fèi)和制造成本的增減，同時(shí)也為焊接加工增加了很大的工作量，例如在膨脹節(jié)和波紋管材料選擇時(shí)采用以厚代薄，導(dǎo)致壓力容器所需承擔(dān)的剛性變形遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)能力，威脅到壓力容器的使用安全。首先，做好原材料進(jìn)貨檢驗(yàn)關(guān)，在化學(xué)分析，力學(xué)性能，供應(yīng)商資料報(bào)告幾個(gè)方面進(jìn)行檢測(cè)。保證原材料符合設(shè)計(jì)要求，避免由于原材料質(zhì)量不過關(guān)造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。其次，做好壓力容器的設(shè)計(jì)和計(jì)算，在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，盡量減少產(chǎn)品壁厚，從而降低產(chǎn)品重量，在滿足質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低制造成本，同時(shí)也減少焊接制造和現(xiàn)場(chǎng)安裝成本。

2.2 質(zhì)量體系的運(yùn)轉(zhuǎn)

為了保證生產(chǎn)出合格的壓力容器產(chǎn)品，不但要嚴(yán)格貫徹壓力容器制造許可證制度、實(shí)施和遵守各項(xiàng)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，建立完善的壓力容器質(zhì)量保證體系是重要的條件之一。完善的質(zhì)量體系，首先要編制出與自身運(yùn)營(yíng)一致的《質(zhì)量保證手冊(cè)》，其次還要制定配套的公司標(biāo)準(zhǔn)。公司應(yīng)下達(dá)紅頭文件任命并授權(quán)質(zhì)保師及各責(zé)任人員，其次重點(diǎn)要根據(jù)《手冊(cè)》落實(shí)工作，按照質(zhì)量管理鏈：質(zhì)量保證體系→質(zhì)量控制系統(tǒng)→控制環(huán)節(jié)→控制點(diǎn)（R、W、H）層層展開系統(tǒng)管理方法，貫徹實(shí)施，有章可循，對(duì)企業(yè)的質(zhì)量行為進(jìn)行控制和規(guī)范。

2.3 做好壓力容器焊接質(zhì)量控制

在壓力容器設(shè)備制造過程中，焊接作業(yè)是其中一項(xiàng)重要生產(chǎn)工藝，但受到人為因素的影響干擾，時(shí)常出現(xiàn)各類焊接問題，大幅降低了所制造壓力容器的密封性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐壓性等各項(xiàng)性能。針對(duì)于此，需要注重開展壓力容器焊接質(zhì)量控制工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力容器焊接作業(yè)質(zhì)量的全過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，并降低人為因素對(duì)壓力容器焊接質(zhì)量的影響系數(shù)。例如做好人員培訓(xùn)工作（定期組織開展焊接人員專業(yè)培訓(xùn)工作，并構(gòu)建配套專業(yè)考核機(jī)制）、構(gòu)建規(guī)范化焊接材料質(zhì)量檢測(cè)體系（確保所使用焊接材料質(zhì)量完全符合生產(chǎn)要求）、優(yōu)化焊接工藝（開展技術(shù)交底作業(yè)、構(gòu)建工藝評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)）、開展規(guī)范化焊接設(shè)備管理工作（嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范條例開展焊接設(shè)備的維修保養(yǎng)、日常檢查工作）、開展焊接返修作業(yè)（在檢測(cè)到壓力容器設(shè)備存在焊接質(zhì)量問題時(shí)，及時(shí)將質(zhì)量設(shè)備進(jìn)行返修）、做好焊接工作記錄。

2.4 容器幾何尺寸和外觀質(zhì)量控制要點(diǎn)

在壓力容器制造過程中，或者容器制造完成后，相關(guān)工作人員需要對(duì)容器進(jìn)行全面、嚴(yán)格的檢查，主要是檢查表面有無凹陷、劃痕等問題，一旦出現(xiàn)這些問題，需要及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)救，可以對(duì)其進(jìn)行打磨或者補(bǔ)焊，同時(shí)還要保證母材的厚度滿足設(shè)計(jì)的厚度，滿足在允許范圍內(nèi)[2]。另外，對(duì)于壓力容器的直線度、棱角度、橢圓度、法蘭等級(jí)等外觀尺寸進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證這些尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙中的尺寸，在檢查之后，將檢查的數(shù)據(jù)記錄下來，錄入到該容器的檔案中。

3結(jié)束語

壓力容器是石油煉化、煤化工等各種過程工業(yè)生產(chǎn)的必備設(shè)備，近幾年隨著中國(guó)化工行業(yè)的發(fā)展以及國(guó)家對(duì)于安全、節(jié)能、環(huán)保等方面提出更高的要求，壓力容器的生產(chǎn)制造和質(zhì)量控制成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。壓力容器的制造過程相對(duì)比較復(fù)雜，涉及材料、焊接、機(jī)械加工等各個(gè)環(huán)節(jié)，并且壓力容器一般使用環(huán)境惡劣，因此在制造過程中做好質(zhì)量控制，避免由于質(zhì)量問題給后續(xù)使用造成事故損失顯得尤為重要。

參考文獻(xiàn)

[1]《壓力容器實(shí)用技術(shù)叢書》編寫委員會(huì).壓力容器制造和修理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004：33-35.

[2] 鐘海燕.淺談壓力容器制造中質(zhì)量控制[J].科技展望，2015 （27）：148.