壓力容器制造過程中變形問題的控制對策探究

郝光亮

【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，石化工業(yè)領(lǐng)域也有了巨大的進步。目前，在高新科技的推動下，我國石化工業(yè)生產(chǎn)水平日益提高。在工業(yè)領(lǐng)域中，壓力容器被廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)中，壓力容器是一種特種設(shè)備，使用環(huán)境比較特殊，多為高溫高壓的腐蝕性環(huán)境，因此壓力容器如果出現(xiàn)任何變形問題，都會導(dǎo)致比較嚴(yán)重的后果，危及到生命與財產(chǎn)安全。近年來，如何提高壓力容器使用性能，克服制造中的變形問題成為學(xué)者的研究重點。本文介紹了壓力容器的幾種不同的形變問題，并提出了變形問題的控制對策，為壓力容器制造過程中有效地安全系數(shù)提供了理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】壓力容器；制造過程；變形問題；控制對策；研究

引言

壓力容器在實際制造過程中經(jīng)常由于工藝與操作問題出現(xiàn)變形現(xiàn)象，使容器制作的結(jié)果與設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸要求不同，對容器制定造成了不同程度的誤差，影響了壓力容器的驗收與正常使用。這種情況下，如果不對壓力容器制造的變形問題進行嚴(yán)格控制，就對影響該容器的可靠性與安全性，甚至對使用者造成嚴(yán)重的生命與經(jīng)濟損失。

近年來，我國工業(yè)領(lǐng)域越來越重視壓力容器的制造過程，對于壓力容器的變形問題進行了全面的研究與規(guī)范，要求嚴(yán)格按照工藝進行容器制定，同時對操作方式進行嚴(yán)格規(guī)定，力求提高壓力容器的安全性能，將制造過程中的變形問題進行有效解決，提高工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，保證工業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定性與可靠性。本文對不同類型的壓力容器變形問題進行了問題及對策的論述，希望提供給相關(guān)工作人員參考依據(jù)。

1.壓力容器焊接變形與控制對策

金屬焊接的環(huán)境通常溫度較高，母材在高溫環(huán)境中很容易產(chǎn)生形變現(xiàn)象，從而導(dǎo)致壓力容器產(chǎn)生變形問題，影響到壓力容器的正常使用。在高溫環(huán)境下，母材的物理與化學(xué)性能都產(chǎn)生了極大的改變，比如受力性能與耐腐蝕性，這些變化會直接導(dǎo)致壓力容器的性能產(chǎn)生變化，達不到設(shè)計要求與標(biāo)準(zhǔn)，焊接工藝與環(huán)境會直接影響制造出的壓力容器的質(zhì)量與安全性能，是生產(chǎn)壓力容器的成本控制關(guān)鍵，決定著壓力容器的生產(chǎn)效率。

為了控制壓力容器焊接變形，我們需要慎重選擇其焊接工藝，根據(jù)壓力容器的焊接順序與技術(shù)參數(shù)選擇合適的焊接工藝與方法，嚴(yán)格按照焊接要求的環(huán)境對母材進行相關(guān)的處理?；趬毫θ萜鞯闹圃爝^程中仍可能出現(xiàn)不可控的焊接變形問題，必須提前對不同焊接情況進行變形分析，預(yù)先制定不同類型的控制措施。如果壓力容器體積較大，必須首先對壓力容器進行焊接組裝，保證整體與各部分受力均勻，遵循對稱焊接的規(guī)則，按照合理的順序進行焊接操作。如果壓力容器的焊接是多組情況，必須在焊接過程中根據(jù)母材的不同預(yù)留合適的收縮量，防止焊接完畢的組件出現(xiàn)收縮問題，從而導(dǎo)致主體發(fā)生變形。另外，在壓力容器焊接的過程中應(yīng)采取相應(yīng)的措施抑制形變，利用以往的焊接經(jīng)驗，在容易發(fā)生變形的位置進行方向的處理，科學(xué)地抵消后續(xù)的焊接變形，將壓力容器焊接變形機率控制在較低的范圍內(nèi)。

2.壓力容器內(nèi)應(yīng)力變形與控制對策

壓力容器在制造過程中會因為內(nèi)應(yīng)力在后續(xù)的加工中產(chǎn)生變形問題，由于壓力容器的重?zé)崽幚砗筒僮髦卸喾N重力的影響，壓力容器會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，再加上組裝過程中不可控的強制拉力，壓力容器在制造完成后會因為存在內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生不同程度的變形現(xiàn)象，隨著壓力容器投入運行，多變的環(huán)境因素會使壓力容器的變形現(xiàn)象更加明顯，伴隨的裂紋會不同程度的增大，因此我們應(yīng)對制造完成的壓力容器進行有效的變形控制，采取相應(yīng)的措施減少因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的變形問題。

面對壓力容器因內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生的變形問題，可以通過熱處理來消除。對容器本體進行熱處理的過程中應(yīng)遵循操作規(guī)范，嚴(yán)格按照操作流程進行內(nèi)應(yīng)力的消除，要極其重視對熱處理爐溫度的控制，保證熱處理爐的設(shè)計符合要求規(guī)范，保證處理爐內(nèi)的受熱均勻。壓力容器常用的熱處理方法是噴嘴式加熱法，熱處理爐內(nèi)應(yīng)提前設(shè)置好擋火裝置，防止火焰噴到容器本體從而產(chǎn)生新形變。在熱處理的過程中，應(yīng)利用支架等做好加固，防止高溫下壓力容器金屬性能發(fā)生變化，壓力容器的穩(wěn)定性受到影響，從而引發(fā)不安全故事。

3.壓力容器成型誤差變形與控制對策

壓力容器在制造過程中，會因為操作不當(dāng)引起加工誤差，使部件產(chǎn)生成型誤差，與設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的模具存在偏差。容器部件的成型誤差會影響壓力容器的整體尺寸，對后續(xù)的裝配過程造成影響。比如容器封頭加熱成型后可能會發(fā)生脫?，F(xiàn)象，這種現(xiàn)象會導(dǎo)致封頭發(fā)生收縮變形現(xiàn)象，引發(fā)尺寸的嚴(yán)重改變，不能達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，給容器使用帶來影響。

因此，我們應(yīng)對壓力容器的成型誤差引發(fā)的變形進行有效控制，采取相應(yīng)的措施預(yù)防或者控制相關(guān)的變形問題。我們應(yīng)對壓力容器的加工工藝進行嚴(yán)格控制，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程進行成型制作；在成型前，要對模具的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行檢查與優(yōu)化，保證磨具設(shè)計的合理性與科學(xué)性，更好地規(guī)范工件的形變誤差。在壓力容器制作的過程中應(yīng)結(jié)合模具設(shè)計尺寸，控制好模具的規(guī)格，結(jié)合容器母本的高溫性能變化對磨具設(shè)計與施工步驟進行改進，在模具設(shè)計的過程中應(yīng)考慮好熱成型零部件的變化與體積收縮量，考慮好冷成型零部件的成型回彈量，科學(xué)有效的控制壓力容器成型誤差而引起的變形問題。

4.結(jié)論

近年來，我國石化工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)水平的提高帶動了壓力容器的制造工藝的進步，但是在壓力容器制造過程中的變形現(xiàn)象影響了壓力容器的安全使用。我們必須對壓力容器的制作過程各個階段進行嚴(yán)格規(guī)范，采取有效措施對容易出現(xiàn)變形的位置點進行預(yù)防，有效減少壓力容器制造中出現(xiàn)的焊接變形、內(nèi)應(yīng)力變形以及成型誤差變形，保證壓力容器的安全使用，不斷提高壓力容器制造的工藝水平。

參考文獻

[1]段思聰，劉闖，楊磊.控制壓力容器制造過程中的變形問題分析[J].科技致富向?qū)В?015，12：199.

[2]郭曉莉，孟巍.壓力容器制造過程中變形問題的防范與控制[J].科技致富向?qū)В?015，08：262+278.

[3]丁超.芻議如何控制壓力容器制造過程中的變形問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，18：95.

[4]陳希..應(yīng)變強化壓力容器外壓屈曲研究[D].浙江大學(xué)，2015

[5]耿彬.解析壓力容器制造過程中變形的控制[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2013，05：73.

[6]谷雨.壓力容器制造中常見工藝問題淺析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013，25：116.