我國壓力容器制造過程中常見問題探究

楊利娜（遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司， 遼寧 盤錦 124120）

我國壓力容器制造過程中常見問題探究

楊利娜（遼河石油勘探局油田建設(shè)工程一公司， 遼寧 盤錦 124120）

我國的壓力容器制造技術(shù)還有一定的不成熟因素，在壓力容器制造過程中，會(huì)產(chǎn)生很多問題，如材料選擇、應(yīng)力控制、焊接等問題。本文就是通過對壓力容器制造中的常見問題分析，進(jìn)一步闡述了解決問題的措施。

壓力容器；制造過程；材料問題；焊后處理；應(yīng)力

壓力容器是運(yùn)用在我國工業(yè)領(lǐng)域的一種盛放液體或氣體的容器，通過內(nèi)部的壓力改變物質(zhì)形態(tài)并對其進(jìn)行儲(chǔ)存。在壓力容器制造過程中，選擇什么樣的材料是關(guān)鍵，制造中的應(yīng)力控制是重要環(huán)節(jié)，焊接以后的處理是必要手段。

1 材料代用“以優(yōu)代劣”

我們在壓力容器中所用的鋼材有合金鋼、碳素鋼、鎮(zhèn)靜鋼、不銹鋼等，其中不銹鋼也分為正常不銹鋼和超低碳不銹鋼，這些材料各有其特點(diǎn)，我們要根據(jù)不同的需求進(jìn)行不同的選擇。例如，我們常用的合金鋼的強(qiáng)度比較好，它的機(jī)械性也是很可觀的，但是在可焊性能和冷加工處理上就比較差，在這方面碳素鋼的性能會(huì)比較強(qiáng)一些，我們可以根據(jù)不同情況和需要進(jìn)行以優(yōu)代劣。同時(shí)，碳素鋼抗腐蝕能力較強(qiáng)，我們在進(jìn)行壓力容器制造時(shí)，要考慮周全，不能用低合金鋼和碳素鋼做替換，這樣可能導(dǎo)致壓力容器存在質(zhì)量問題和安全隱患，造成使用中的裂縫，因此在以優(yōu)代劣的時(shí)候要考慮多方面因素。

再例如，我們在進(jìn)行容器制造時(shí)，在爆破片、膨脹節(jié)和撓性管板等零件上，要進(jìn)行多面關(guān)注，通常情況下這些是不允許以優(yōu)代劣的，因?yàn)椴划?dāng)?shù)牟牧蠒?huì)使得這些部位失效，導(dǎo)致安全隱患和質(zhì)量下降，但如果一定要進(jìn)行以優(yōu)代劣的話，盡量使其替換零件減小厚度，這樣才能保證壓力容器質(zhì)量。而在不銹鋼材料上，也可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊詢?yōu)代劣，因?yàn)橐话悴讳P鋼的抗腐蝕性有限，因此要降低其含碳量，這有利于增加其抗腐蝕性并減少其價(jià)格，但如果運(yùn)用含碳量低的不銹鋼可能會(huì)相對減小耐高溫性能，因此這種以優(yōu)代劣要根據(jù)壓力容器的設(shè)計(jì)要求判定。

2 材料代用“以厚代薄”

在我們的容器設(shè)計(jì)中也會(huì)出現(xiàn)以厚代薄的問題，這是由于在一定的溫度和制造環(huán)境下，材料會(huì)隨著環(huán)境以及設(shè)計(jì)的要求增加厚度，在這個(gè)過程中，其它部位也要適當(dāng)?shù)脑黾雍穸?，保持壓力容器的?yīng)力在承受范圍內(nèi)，否則會(huì)造成容器結(jié)構(gòu)的變化，出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全隱患。例如我們只對封頭進(jìn)行以厚代薄，而忽視了筒體的厚度時(shí)，就會(huì)造成應(yīng)力不均勻的狀況，在容器殼上的應(yīng)力會(huì)過于集中，而在其他部位的應(yīng)力會(huì)加大，使壓力容器的腐蝕可能性加大，且容易造成裂痕和安全隱患。

我們在以厚代薄的過程中，要根據(jù)不同情況進(jìn)行不同的處理，如果封頭厚度增加，筒體也要適當(dāng)增加厚度，而在兩者交界處，就要進(jìn)行側(cè)削處理，也就是在其側(cè)面進(jìn)行削邊，或者在厚度增加過多時(shí)可以將接管和焊縫的單V型改為X型坡口。但這種方式也會(huì)給容器帶來一些不好的影響，如因?yàn)楹穸仍黾樱瑲んw的重量也會(huì)變重，這對支座和容器基礎(chǔ)都會(huì)帶來一定的壓力，且傳熱部件也會(huì)受到影響。

3 應(yīng)力變形問題探究

應(yīng)力變形也是壓力容器在制造過程中常見的問題，這是由于容器殼體在經(jīng)過底部加熱后，進(jìn)行了切割作業(yè)，由于熱脹冷縮，通常在冷卻后都會(huì)出現(xiàn)邊緣的收縮現(xiàn)象，這就使得容器引起了一定程度的形變，面對這樣的形變，我們一般采取機(jī)械加工和切割的方式，這樣對于切割進(jìn)度來說更有力，能在一定程度上控制應(yīng)力變形。另外，在焊接過程中也會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力變形的問題，尤其是在焊接大部件和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件時(shí)，這種應(yīng)力產(chǎn)生的形變可能性更大。我們應(yīng)該在焊接大部件時(shí)預(yù)防應(yīng)力的不均勻，綜合考量變形的原因，利用一些防變形措施進(jìn)行處理，嚴(yán)格按順序進(jìn)行焊接，加強(qiáng)焊接后的處理。

在切割時(shí)，壓力容器的密封圈很容易出現(xiàn)胚料板傾斜的狀況，而大型法蘭等配料在切割過程中也會(huì)出現(xiàn)不平整的問題，這是由于冷熱引起的擴(kuò)張和收縮不均勻?qū)е碌模谶@樣的狀態(tài)下，會(huì)影響壓力容器的應(yīng)力，應(yīng)力不均會(huì)影響胚料面難以處理，出現(xiàn)安全隱患。我們要對胚料板進(jìn)行處理和矯正，使胚料板保持平整的狀態(tài)，加強(qiáng)切割工藝。另外，在開孔過程中，也會(huì)出現(xiàn)變形，尤其是在封頭和成型筒節(jié)的加工和開大孔過程中，這種變形會(huì)比較多，我們應(yīng)該先對殼體進(jìn)行組裝，這樣可以有效控制開孔中的形變，保持應(yīng)力平均，同時(shí)在處理過程中要符合規(guī)范，保持溫度，這樣才能很好的控制壓力容器不變形。

4 焊接后處理問題

我們在焊接夠通常進(jìn)行熱處理，這是因?yàn)樵诤附拥倪^程中容器會(huì)因?yàn)槔錈岵痪鶎?dǎo)致應(yīng)力不均，容易產(chǎn)生裂痕。因此在焊接后，我們對其進(jìn)行熱處理從而有效的使應(yīng)力分散，或者使應(yīng)力松散的部位進(jìn)行應(yīng)力集中，適應(yīng)力平均，這樣可以穩(wěn)定壓力容器的結(jié)構(gòu)，防止形變和裂紋的產(chǎn)生。我們可以對在制造過程中有斷裂聲音的容器進(jìn)行熱處理，對不同的容器產(chǎn)生的不同應(yīng)力位置進(jìn)行分析，熱處理可使容器的應(yīng)力均勻。

我們在焊接后還可以進(jìn)行消氫處理。在制造的過程中，我們會(huì)對容器進(jìn)行低溫?zé)崽幚?，保持?～5小時(shí)左右，這是對制造中產(chǎn)生的氫氣進(jìn)行排出，利用溫度使焊縫中的氫氣更容易分散，有利于防止裂紋和增強(qiáng)壓力容器的硬度和韌性。例如對R19208進(jìn)行消氫處理工藝時(shí)，就是將溫度保持在150～200攝氏度左右，大約進(jìn)行了4個(gè)小時(shí)的低溫?zé)崽幚?，?小時(shí)時(shí)達(dá)到溫度的最大值，氫氣排出量增加，在3小時(shí)以后進(jìn)行空冷，焊縫中的氫氣已經(jīng)全部排出。

5 結(jié)語

綜上所述，我國的壓力容器制造中還存在著一些問題，我們要針對這些問題進(jìn)行控制，防止應(yīng)力不均勻產(chǎn)生的形變和焊接過程中出現(xiàn)的裂痕。我們對材料選擇、焊接過程中的技術(shù)控制以及焊接后的處理進(jìn)行分析，這些都是容易產(chǎn)生的問題并需要我們解決。

[1]郝永臣.壓力容器制造過程中常見問題分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2010，(21)．