初析壓力容器制造的新工藝

摘 要：壓力容器屬于密閉設(shè)備，一般情況下，用于盛放液體或氣體，因而設(shè)備需要承受一定的壓力，具有一定的危險(xiǎn)性。基于此，本文調(diào)查壓力容器制造的具體新工藝，并對其新工藝進(jìn)行分析，以供相關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：壓力容器;制造工藝;智能化與機(jī)械化

壓力容器是廣泛應(yīng)用在我國現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)備，其制造質(zhì)量和安全性能直接影響到相關(guān)行業(yè)的安全生產(chǎn)。因此，應(yīng)對其新型的制造工藝進(jìn)行分析、研究，從而全面掌握制造該設(shè)備的新工藝，從而提高該設(shè)備的制造質(zhì)量和安全性能。

1.用于壓力容器制造的新工藝

1.1下料工藝

筒體是壓力容器的重要組成，儲(chǔ)存物料以及進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí)所需要的大部分壓力空間是由筒體構(gòu)成的。壓力容器的封頭分為三種，分別是：凸形封頭、錐形封頭以及平蓋封頭。材質(zhì)為復(fù)合鋼板的筒體在進(jìn)行焊接時(shí)需要與封頭對接，因而直徑和尺寸應(yīng)該相統(tǒng)一。在制造筒體時(shí)，需要將鋼板進(jìn)行卷圓作業(yè)，在卷圓過程中，鋼板受到彎曲力的作用，其中一層沒有應(yīng)力，這就是中性層。由于中性層的周長基本不會(huì)發(fā)生改變，因而筒體展開的長度一般是通過中性層的周長得以確定。在進(jìn)行最后的焊接時(shí)，無論是縱向焊縫還是環(huán)向焊縫，焊縫的厚度不得超過2mm。

1.2焊接工藝

在對復(fù)合鋼板進(jìn)行焊接時(shí)，需要對鋼板材質(zhì)、接頭的薄厚程度以及實(shí)際的施工條件進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)行確定最為合適的焊接方式。新型的焊接工藝，首先，在開展焊接作業(yè)時(shí)，需要先將內(nèi)側(cè)的基層焊縫進(jìn)行焊接，焊接之后再在外側(cè)將焊根挑出，使用碳弧氣將焊根徹底刨出，清除熔渣。其次，將基層焊縫填滿，使用角砂輪對復(fù)層進(jìn)行打磨作業(yè)。最后，需要由相關(guān)檢查人員對其進(jìn)行詳細(xì)檢查，通過后方可焊接復(fù)層和內(nèi)側(cè)過渡層。

1.3排版工藝

排版工藝主要是將筒體展開，一般是按照順時(shí)針的方向，緊接著對筒身接管孔的位置上標(biāo)定標(biāo)記。在縱向焊縫的情況下，嚴(yán)格按照接管孔錯(cuò)開的原則，從而有助于確定鋼板具體的長度和寬度。另外，要把控好縱環(huán)焊縫與邊緣之間的距離，一般情況下，應(yīng)不小于10cm[1]。

1.4壓力容器檢驗(yàn)

在制造生產(chǎn)壓力容器后，都需要對進(jìn)行詳細(xì)的實(shí)體檢驗(yàn)。一般情況下，檢驗(yàn)人員可通過直觀檢查和使用量具檢查，也可以使用新型的無損檢驗(yàn)工藝。壓力容器檢驗(yàn)的主要內(nèi)容是觀察受壓元件的材質(zhì)、具體尺寸以及質(zhì)量;還有焊接的焊縫質(zhì)量、組裝完善程度以及相關(guān)的安全附件質(zhì)量;外加各個(gè)受壓元件的具體位置和抗壓性能等。在進(jìn)行詳細(xì)檢查并質(zhì)量等各方面通過后，還要對其性能進(jìn)行試驗(yàn)。其中需要重點(diǎn)檢查的是基層與復(fù)合層之間的焊接質(zhì)量，查看焊接部位的夾渣和熱裂紋，是否耐熱耐壓。在此過程中，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷或是不符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的情況，需要對該容器進(jìn)行返修，直至合格。在對壓力容器的縱焊縫位置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，極容易出現(xiàn)向內(nèi)角變形的情況，這時(shí)可采取機(jī)械法或是局部加熱法對其進(jìn)行矯正。

2.分析制造壓力容器的新工藝

2.1下料集約化與數(shù)控化

在制造壓力容器時(shí)，第一個(gè)工序就是下料，雖然該工序的流程簡單，但對于壓力容器的制造是重要的生產(chǎn)內(nèi)容。該工序不僅直接影響壓力容器成型后的尺寸，還直接關(guān)系到壓力容器制造的進(jìn)度、所涉及到材料的成本甚至是最后的產(chǎn)品質(zhì)量。隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造壓力容器的新工藝也層出不窮。對于下料這一工序，可通過應(yīng)用大量先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備，進(jìn)行下料，不僅提高了下料的工作效率，還在一定程度上提升了材料的利用率。通過自動(dòng)化設(shè)備，使其切口表面更加平滑，基本免去打磨這一步驟就可直接進(jìn)行焊接，大大降低了人力的投入和后續(xù)的加工成本。在面對規(guī)模較大的容器生產(chǎn)時(shí)，相對應(yīng)的其材料規(guī)模也就更大，在對板材進(jìn)行切割時(shí)，使用數(shù)控型的切割機(jī)相比于傳統(tǒng)的切割設(shè)備，經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更高一些。由此可見，對于下料工序，使用先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備是主要的發(fā)展方向，集約化和數(shù)控化是下料新工藝的基本特點(diǎn)。

2.2焊接智能化與機(jī)械化

焊接技術(shù)是制造壓力容器最為核心的工藝。而新型的焊接工藝則是實(shí)現(xiàn)了智能化與機(jī)械化。新型的焊接工藝，首先，運(yùn)用窄間隙自動(dòng)焊接技術(shù)，該技術(shù)主要應(yīng)用于厚壁容器的焊接工作中[2]。若是具備一定的條件，還可以使用電子束焊，進(jìn)而縮減所用的焊接金屬以及降低焊接的工作量。其次，對規(guī)模較大的厚壁接管和封頭進(jìn)行焊接時(shí)，可使用自動(dòng)化的馬鞍型坡口焊接技術(shù)，減少人力資源的使用。另外，在氬弧焊技術(shù)使用過程中可使用管殼式換熱器的焊接方式，對焊接方式起到優(yōu)化的作用。

2.3焊接后的熱處理工藝

熱處理工藝是制造壓力容器過程中的重要工藝，該工藝主要控制升溫、降溫以及保溫三個(gè)階段的速度和溫度。為提高熱處理工藝的實(shí)際效果，可通過對工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格編制，使其能夠更加準(zhǔn)確的運(yùn)作。另外，在焊接壓力容器時(shí)，還應(yīng)對相關(guān)的工作人員進(jìn)行一定的約束。主要是嚴(yán)格把控焊接人員的操作與技術(shù)水平，還要對最后的焊接質(zhì)量進(jìn)行規(guī)范、詳細(xì)的檢測，從而提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，

2.4無損檢測技術(shù)

無損檢測是比直觀檢查和量具檢查更為準(zhǔn)確、有效的檢測方式，又被稱為探傷。無損檢測的使用方法多種多樣，有超聲、射線或是滲透等形式。在進(jìn)行無損檢測時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選定適合的檢測方法，緊接著對壓力容器進(jìn)行全面的掃描，在明確壓力容器的設(shè)計(jì)要求后再對其進(jìn)行局部、具體的掃描和檢測。

2.5專業(yè)化加工

機(jī)械加工主要面向的壓力容器零部件主要是法蘭、密封蓋、后壁筒體等。隨著技術(shù)的發(fā)展，相關(guān)的加工設(shè)備已不斷優(yōu)化、升級，滿足制造液化反應(yīng)器等大型壓力容器的需求。尤其是在連接接管和筒體的馬鞍形結(jié)構(gòu)開孔等方面，通過精準(zhǔn)性強(qiáng)、專業(yè)戶程度高的數(shù)控鏜銑床等設(shè)備進(jìn)行，不僅加強(qiáng)各設(shè)備之間的專業(yè)協(xié)作性，還在一定程度上提高了設(shè)備的利用效率。

3.結(jié)論

綜上所述，由于壓力容器與其他機(jī)械化設(shè)備不同，為有效提高壓力容器運(yùn)作時(shí)安全性能，應(yīng)全面的掌握壓力容器的生產(chǎn)技術(shù)，將焊接質(zhì)量作為關(guān)注的重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多元化定制生產(chǎn)壓力容器，進(jìn)而提高該設(shè)備的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]潘雪.壓力容器制造的新工藝及質(zhì)量控制[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（01）：108-109.

[2]秦大致，方園，董雨佳，韓小麗.壓力容器制造工藝新進(jìn)展分析[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（17）：68.

作者簡介：

喬紅越（1990—），男，漢族，天津，大專，主要研究壓力容器方向。