壓力容器制造中常見質(zhì)量問題與管理策略

山東省淄博市特種設(shè)備檢驗研究院 王保興 張宇睦 閆鳳琴 姚新寬

壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中具有極為廣泛的應(yīng)用場景，為了讓壓力容器具有更為優(yōu)異的安全性，應(yīng)對壓力容器制造中常見的質(zhì)量問題進行分析，了解不利于壓力容器功能發(fā)揮的因素，并找出對應(yīng)的解決措施。通過對壓力容器特征與制造要求的闡述，全面剖析壓力容器制造中常見的質(zhì)量問題，得出最佳的改善方案。

壓力容器作為常見的設(shè)備，其在我國經(jīng)濟發(fā)展中具有極為重要的作用。壓力容器的構(gòu)成相對別致，因此壓力容器的制備工藝難度較高。通常而言，壓力容器在制造中需依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，具有明顯的強制性與標(biāo)準(zhǔn)性。由于壓力容器多處在惡劣工作環(huán)境下，因此很多壓力容器都需要在真空環(huán)境下工作，經(jīng)常接觸具有毒性與易燃易爆屬性的介質(zhì)，因此在制造過程中應(yīng)注重設(shè)備的耐腐蝕性與抗壓性。除此之外，壓力容器適用場景較多，不同工況對設(shè)備性能的要求不同，所以在制造過程中需根據(jù)工況對設(shè)備的參數(shù)與結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。

一、壓力容器制造中質(zhì)量問題包括材料問題、制造過程中存在的問題、焊接問題、質(zhì)檢問題等

其一，壓力容器制造過程中對質(zhì)量的要求較高，所以制造企業(yè)在材料選型中應(yīng)了解設(shè)備的性能需求。我國在壓力容器制造中在材料選型方面尚存一定問題。一是壓力容器制造材料中對化學(xué)成分的比例要求較高，部分材料生產(chǎn)過程中沒有經(jīng)過有關(guān)機構(gòu)的檢驗，如利用成本低的碳鋼代替合金鋼。碳鋼和合金鋼在性能方面并沒有明顯差異，但碳鋼的焊接性與耐腐蝕性明顯差于合金鋼?？紤]到壓力容器對承壓能力要求較高的問題，因此制作過程中應(yīng)選擇化學(xué)成分達(dá)標(biāo)的材料。壓力容器工況較為特殊，極易出現(xiàn)外殼損壞的問題，此類問題對材料的性能均有極高要求。二是壓力容器設(shè)計過程中為了滿足性能需求而私自將壓力容器的側(cè)壁加厚，不僅加大了焊接工作量，還浪費了大量的材料。

其二，壓力容器制造過程有一定概率出現(xiàn)形變的問題。當(dāng)壓力容器出現(xiàn)形變時，對設(shè)備質(zhì)量具有直接影響，還會影響設(shè)備的安全性。在壓力容器使用中出現(xiàn)形變問題應(yīng)探索原因所在。壓力容器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且存在大量的焊縫，當(dāng)應(yīng)力集中在某個點位時，在焊接過程中會導(dǎo)致壓力容器發(fā)生形變。除此之外，當(dāng)壓力容器遭受強力影響時很容易會出現(xiàn)形變的問題。

其三，焊接是壓力容器的核心工序，是對壓力容器質(zhì)量影響最顯著的環(huán)節(jié)之一。焊接工藝直接決定著壓力容器的綜合性能。在壓力容器制造中，部分人員未按照嚴(yán)格要求控制焊接工序，或者對電流的控制不合理，讓壓力容器焊接位置存在較大的安全隱患，導(dǎo)致設(shè)備的承壓力減弱，如此會降低容器的耐腐蝕性能。當(dāng)壓力容器處于高壓環(huán)境時，很容易引發(fā)安全事故。

其四，壓力容器制造中需經(jīng)過質(zhì)量檢測。目前，壓力容器質(zhì)量檢測主要利用無損檢測技術(shù)，目的是對設(shè)備焊縫內(nèi)部質(zhì)量進行評估。壓力容器質(zhì)量檢驗主要利用射線檢測，這種檢測方法具有一定缺陷。部分企業(yè)尚未具有與曝光曲線相符的制造工藝，部分企業(yè)沒有與曝光曲線相同的射線底片，或者曝光數(shù)量和底片數(shù)量不一致，這樣將導(dǎo)致焊縫內(nèi)部出現(xiàn)內(nèi)圓缺少間距或影響粘連的問題。除此之外，部分檢測人員為了提升檢測效率，在暗袋上搭接標(biāo)記，促使設(shè)備局部質(zhì)量檢測的問題無法察覺，降低了質(zhì)量檢測的有效性。

二、壓力容器制造中需嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對各個制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量進行有效管理，確保壓力容器性能滿足使用所需

其一，在壓力容器制造中應(yīng)做好材料質(zhì)量檢驗工作。一是生產(chǎn)過程中不可對材料進行隨意更換，并嚴(yán)格把控材料中的劃分成分含量，讓其與設(shè)備的性能需求相符。二是壓力容器制造過程中不可隨意增加邊緣結(jié)構(gòu)的厚度。在制造過程中需對原材料劃分成分進行檢測，在進場后也需進行復(fù)測，確保材料滿足性能新要求。材料檢測過程中如果出現(xiàn)不合格的材料應(yīng)立即替換，確保材料滿足質(zhì)量需求。切割過程中應(yīng)控制好切割的尺寸，如果溫度過高將導(dǎo)致出現(xiàn)弧度邊問題，因此切割過程中應(yīng)合理選擇切割方式，確保切割方法和切割需求的匹配。

其二，針對壓力容器形變的問題需加強控制。一是依照制造流程進行生產(chǎn)，對作業(yè)情況進行實時監(jiān)督。設(shè)計壓力容器時應(yīng)將生產(chǎn)過程中的各類問題全部考慮周到。比方說將熱磨具的冷縮情況應(yīng)作為質(zhì)量評估的重要參量，以此避免壓力容器出現(xiàn)形變問題。大多數(shù)情況下，壓力容器生產(chǎn)質(zhì)量中均會用到熱加工，熱加工過程中會出現(xiàn)較大的強制力，此時將打破壓力容器的受力平衡狀態(tài)，導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)巨大應(yīng)力，促使壓力容器出現(xiàn)形變及裂縫。在壓力容器制造中，需嚴(yán)格控制內(nèi)部應(yīng)力，依照控制手段把控設(shè)備表面溫度。為了讓火焰溫度與設(shè)備盡可能隔絕，應(yīng)將擋火墻布置到爐壁火焰的噴嘴位置，讓部分熱量得到釋放。假定壓力容器外殼厚度與要求存在差異，為了讓內(nèi)部環(huán)境處于穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)結(jié)合實際情況采用對應(yīng)的控制措施讓內(nèi)部厚度的性能與圖紙相符。

其三，壓力容器制造中核心工序是焊接。焊接在壓力容器制造中發(fā)揮著巨大作用，對設(shè)備質(zhì)量有直接影響。焊接過程中需保證焊工具有上崗資格證，焊接工藝和焊接操作也應(yīng)該滿足設(shè)定要求。焊接之前應(yīng)做好預(yù)熱工作，讓其淬硬傾向有所減緩，達(dá)到控制裂紋的目的。壓力容器制造過程中，部分焊工為了提高工作效率，焊接過程中尚未充分預(yù)熱就開始焊接作業(yè)，很容易出現(xiàn)焊接裂紋。為了控制焊接裂紋，應(yīng)對焊縫進行刨除處理，對壓力容器整體生產(chǎn)進度進行控制。除此之外，焊接技術(shù)與焊接質(zhì)量有直接關(guān)聯(lián)，應(yīng)利用先進的技術(shù)設(shè)備與制造工藝改良焊接工藝。壓力容器制造企業(yè)需對焊接工作者的綜合素養(yǎng)進行把控，確保焊接人員的道德操守與職業(yè)能力滿足生產(chǎn)要求。焊接中時常出現(xiàn)不良焊縫，應(yīng)對其按規(guī)定進行修繕處理，以此降低后期維護成本。

其四，影響無損檢測質(zhì)量的主要因素是檢測者對有關(guān)規(guī)范的理解不足，并且基礎(chǔ)知識掌握不牢固，或是部分人員缺乏職業(yè)素養(yǎng)。為了確保檢測質(zhì)量及效率，應(yīng)對檢測人員進行技術(shù)培訓(xùn)，讓其熟知相關(guān)規(guī)范，激勵檢測人員對自身檢測水平進行提升。除此之外，壓力容器生產(chǎn)單位應(yīng)持續(xù)優(yōu)化管理體系，利用批評教育的方式讓檢測人員約束自身行為，結(jié)合獎懲措施保證壓力容器的制造穩(wěn)定進行。

壓力容器制造生產(chǎn)中存在一定的質(zhì)量問題，此類質(zhì)量問題均會影響壓力容器的使用性能。為了確保壓力容器性能滿足使用要求，應(yīng)對質(zhì)量問題進行匯總，并找出解決措施，注重?zé)o損檢測、材料選型等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，達(dá)到提高壓力容器質(zhì)量的目的。