壓力容器制造的新工藝及質(zhì)量控制

顧文喜

甘肅省特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)研究院 甘肅蘭州 730050

壓力容器是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設(shè)備，廣泛用于石油、化工、冶金、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，屬于特種設(shè)備范圍。在其制造過(guò)程中對(duì)相關(guān)工藝、技術(shù)要求十分嚴(yán)格，制造企業(yè)必須在先進(jìn)工藝、技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善現(xiàn)行的質(zhì)量控制體系，加強(qiáng)制造過(guò)程中工藝的嚴(yán)格監(jiān)督和管理，提高產(chǎn)品的可靠性。

1 壓力容器概述

壓力容器是具有爆炸危險(xiǎn)性的承壓類(lèi)特種設(shè)備，它承載著高壓、高溫、低溫、易燃、易爆、劇毒或腐蝕介質(zhì)，一旦發(fā)生爆炸或者泄露往往并發(fā)火災(zāi)、中毒等災(zāi)難性事故，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)、企業(yè)生產(chǎn)和人民生活帶來(lái)?yè)p失和危害，直接影響社會(huì)安定。在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行環(huán)節(jié)中，必須及時(shí)進(jìn)行設(shè)備質(zhì)量方面的管控，避免事故發(fā)生，降低中毒、污染、火災(zāi)等意外狀況的發(fā)生幾率。其次，壓力容器的制造環(huán)節(jié)中，必須考慮結(jié)構(gòu)組織要求，要針對(duì)任務(wù)進(jìn)行分工、分組和協(xié)調(diào)處理，力求建立行之有效的組織管理機(jī)構(gòu)。及時(shí)進(jìn)行質(zhì)量工程師的任命和指派。要保證質(zhì)量管理環(huán)節(jié)中，及時(shí)對(duì)質(zhì)檢人員進(jìn)行資質(zhì)考核、培訓(xùn)處理，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2 壓力容器制造的新工藝

2.1 窄間隙埋弧焊接技術(shù)

在對(duì)壁厚較大的壓力容器進(jìn)行焊接時(shí)，其壁厚如果大于100毫米，那么常規(guī)的焊接法就已經(jīng)不能使用了。近年來(lái)，窄間隙焊接技術(shù)的運(yùn)用和發(fā)展在國(guó)內(nèi)受到了較高的關(guān)注，很多的企業(yè)都積極采用窄間隙焊技術(shù)進(jìn)行焊接作業(yè)。但是，在實(shí)際操作當(dāng)中，窄間隙焊技術(shù)在厚壁容器的焊接中，還要注意其操作的穩(wěn)定性。

2.2 渦流檢測(cè)技術(shù)

壓力容器渦流檢測(cè)技術(shù)是利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)測(cè)定被檢工件內(nèi)感生渦流的變化來(lái)評(píng)定導(dǎo)電材料及其工件的性能，發(fā)現(xiàn)缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。制造單位常用渦流檢測(cè)熱交換器換熱管表面或近表面的缺陷，控制鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量，由于渦流因電磁感應(yīng)而生，因此進(jìn)行渦流檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)線圈不必與被檢材料或工件緊密接觸，不需用耦合劑，檢測(cè)過(guò)程不影響被檢材料或工件的性能。

2.3 冷熱加工

雙相不銹鋼雖然可以進(jìn)行熱加工，但是其允許的溫度范圍比較窄，而且在進(jìn)行熱加工的過(guò)程中容易產(chǎn)生碳化物和氮化物，從而改變金相組織，降低其耐腐蝕性。因此，雙相不銹鋼在進(jìn)行熱加工過(guò)后應(yīng)該再進(jìn)行固熔熱處理。另外，我們也可以采用冷加工工藝對(duì)設(shè)備的零、部件進(jìn)行加工。采用冷加工的雙相不銹鋼冷作硬化現(xiàn)象明顯，但是采用冷加工工藝進(jìn)行加工時(shí)應(yīng)盡量減少變形次數(shù)，減少工序量，縮短工序的銜接時(shí)間。

3 壓力容器制造的質(zhì)量控制

3.1 原材料上的質(zhì)量控制

原材料作為壓力容器質(zhì)量的源頭，對(duì)壓力容器作業(yè)質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。相關(guān)人員應(yīng)從材料入廠檢驗(yàn)出發(fā)進(jìn)行管理，加強(qiáng)所有零部件的可追蹤性。實(shí)際操作中，原材料進(jìn)入相應(yīng)廠家時(shí)，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須考慮訂貨協(xié)議的具體細(xì)節(jié)，供貨商要及時(shí)進(jìn)行證明書(shū)、材料復(fù)驗(yàn)方面的管理，保證原材料的各項(xiàng)性能可充分符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證材料符合行業(yè)規(guī)定的具體要求，各項(xiàng)性能指標(biāo)等滿足供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)行入庫(kù)編號(hào)控制和處理。構(gòu)建原材料入庫(kù)檔案，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行材料處理，并及時(shí)進(jìn)行鋼印操作，對(duì)于不能進(jìn)行硬印標(biāo)記的材料，可采取有效的標(biāo)記措施。

焊接材料的選用應(yīng)使焊縫金屬的力學(xué)性能高于或等于母材的限值，當(dāng)需要時(shí)，其他性能也不應(yīng)低于母材相應(yīng)要求。合適的焊接材料應(yīng)與合理的焊接工藝相配合，以保證焊接接頭性能在經(jīng)歷制造工藝過(guò)程后，還能滿足技術(shù)文件規(guī)定和服役要求。并符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。使用單位應(yīng)根據(jù)質(zhì)量管理體系規(guī)定按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收或復(fù)驗(yàn)，合格后方準(zhǔn)進(jìn)入焊材庫(kù)。焊材庫(kù)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行焊接材料入庫(kù)、保管、烘干、發(fā)放和回收制度。

3.2 加大結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重視程度

在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)依據(jù)相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)充分了解壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專項(xiàng)要求，并在設(shè)計(jì)圖紙上注明特殊結(jié)構(gòu)的放大圖，同時(shí)在技術(shù)要求中明確相關(guān)注意事項(xiàng)。設(shè)計(jì)過(guò)程中為使壓力容器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，應(yīng)充分考慮如下原則：①幾何結(jié)構(gòu)形狀不連續(xù)元件間應(yīng)有足夠的過(guò)渡圓弧半徑；②厚薄不同的連接件間應(yīng)有足夠削薄過(guò)渡；③避免結(jié)構(gòu)形狀突變，減少局部應(yīng)力；④設(shè)置必要的連接墊板；⑤避免過(guò)大的溫度差；⑥各類(lèi)焊接接頭應(yīng)采用全焊透結(jié)構(gòu)。

3.3 提升壓力容器制造工藝

從我國(guó)目前壓力容器制作工藝發(fā)展的現(xiàn)狀來(lái)看，大部分采用的是焊接的技術(shù)工藝，焊接工藝的再現(xiàn)性對(duì)壓力容器的最終質(zhì)量影響很大。用于施焊壓力容器承壓類(lèi)焊縫的焊接工藝須經(jīng)過(guò)焊接工藝評(píng)定，其參數(shù)在合格的工藝評(píng)定范圍內(nèi)。經(jīng)過(guò)評(píng)定合格的工藝參數(shù)在施焊時(shí)必須嚴(yán)格遵守，不得改變。如果不按照焊接工藝文件的要求施焊，即使在無(wú)損檢測(cè)中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)焊接缺陷，其焊接接頭的力學(xué)性能和金相組織也無(wú)法得到保證，產(chǎn)品具有潛在的危險(xiǎn)性。

4 結(jié)語(yǔ)

為了有效壓縮企業(yè)生產(chǎn)成本，必須保證質(zhì)量管理體系滿足系統(tǒng)化、科學(xué)化的要求，維持相關(guān)設(shè)備和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)要求的匹配程度，建立系統(tǒng)全面的壓力容器質(zhì)量保證體系，最大程度的改善傳統(tǒng)管理方法。將傳統(tǒng)管理結(jié)果的方法轉(zhuǎn)變?yōu)樾聲r(shí)期管理過(guò)程的方法，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品性能、產(chǎn)品制造方面的管控，提高壓力容器制造的整體質(zhì)量。