淺談壓力容器制造與設(shè)計存在的問題與措施

盧善東 孫曉穎

摘 要：壓力容器是工業(yè)生產(chǎn)中的常見設(shè)備，其設(shè)計和制造較為重要，因此要嚴格按標準規(guī)范要求設(shè)計，同時要注意制造過程中的一些問題。文章分析了壓力容器的構(gòu)成和特點、設(shè)計質(zhì)量的影響因素及控制，接著分析了制造質(zhì)量的影響因素及控制、無損檢測。

關(guān)鍵詞：壓力容器；設(shè)計；制造

壓力容器廣泛應用工業(yè)生產(chǎn)，如果質(zhì)量存在問題，就會有安全隱患，極易造成極大影響和損失。壓力容器的質(zhì)量與設(shè)計、制造、安裝等程序有關(guān)，其中制造質(zhì)量最為關(guān)鍵。目前，就壓力容器的制造來說，主要由設(shè)計、機加工、鉚接、焊接、計量理化和檢驗等程序組成，各程序相互聯(lián)系，相互配合，相互制約，從而共同完成壓力容器產(chǎn)品的制造任務。文章基于壓力容器制造的構(gòu)成和特點，從設(shè)計時標準的選用、材料代用、焊后熱處理及產(chǎn)品焊接試板等方面，分析了壓力容器制造中常見問題。

一、壓力容器的構(gòu)成和特點

（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和參數(shù)的多樣性。壓力容器產(chǎn)品適用范圍廣，如制藥、化工、石油、冶煉、飲食等行業(yè)，產(chǎn)品具有品種繁多的特點，即使是同類產(chǎn)品中，也會因客戶需求上的差異，造成產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的不同，進而引起制造工藝上的多樣性。

（二）有較高的安全性要求。壓力容器制造，必須遵循大量的、強制性的標準和規(guī)范，并且標準和規(guī)范具有時效性。壓力容器產(chǎn)品因其多在高溫、高壓、真空、腐蝕等環(huán)境條件下長期運行，而所盛裝的介質(zhì)常為易燃、易爆、劇毒、有害物質(zhì)，因此產(chǎn)品的安全性被放在首位，產(chǎn)品從設(shè)計開始，就需要遵循強制性的標準和規(guī)范，如GB150、GB/T151等等。

隨著科學技術(shù)的不斷進步，新技術(shù)、新工藝、新材料和新的管理手段的運用，加速了標準和規(guī)范的更新。例如舊標準受當時的技術(shù)和經(jīng)濟條件的限制和制約，以考慮安全性為主，忽略了客戶對經(jīng)濟性的關(guān)注；新標準在新思想的影響下，制定者已意識到客戶對經(jīng)濟性的需求是不可忽視的，故新標準逐漸把經(jīng)濟因素放到了比較重要的位置，這體現(xiàn)在新標準中對安全系數(shù)的降低。

（三）制造過程中存在著許多相似的信息。在壓力容器產(chǎn)品制造的統(tǒng)計過程中，發(fā)現(xiàn)其中存在著許多相似信息，如工藝流程的相似性、零部件幾何形狀之間的相似性、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間的相似性、同事物處理過程之間的相似性。對這些相似信息的利用，能有效地提高企業(yè)的競爭力.

（四）設(shè)計具有較強的專業(yè)性。壓力容器產(chǎn)品不同于通用機械產(chǎn)品，在運用軟件技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計時，不僅要求人員掌握先進的計算機技術(shù)，更要具備化工設(shè)備的整體設(shè)計思想。

（五）涉及多行業(yè)、多學科的綜合性產(chǎn)品。壓力容器制造技術(shù)涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護等眾多行業(yè)，因此制造過程要求多行業(yè)、多學科、多方面的協(xié)作共同來完成，并且為確保產(chǎn)品質(zhì)量，形成了以職能為中心的、以控制為導向的機械式組織結(jié)構(gòu)。

（六）結(jié)構(gòu)復雜，多種多樣。使產(chǎn)品的品種增多，但組成產(chǎn)品的各部分組件間聯(lián)系相對松散，產(chǎn)品便于進行系列化和模塊化。

（七）焊接質(zhì)量是主要的質(zhì)量控制點。制造過程是以鈑金件的焊接質(zhì)量為主要質(zhì)量控制點，同時也是制造過程的薄弱環(huán)節(jié)。

二、壓力容器設(shè)計質(zhì)量的影響因素及控制措施

壓力容器作為特種設(shè)備之一，設(shè)計質(zhì)量的好壞是關(guān)于其整體質(zhì)量的第一步。由壓力容器質(zhì)量安全所引發(fā)的事故不計其數(shù)，同時也給國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來了巨大的影響。因此，壓力容器質(zhì)量安全的形勢十分的嚴峻，應從生產(chǎn)的眾多方面著手，不斷的完善和解決生產(chǎn)安全方面所存在的不足。設(shè)計質(zhì)量的提高要求技術(shù)人員要根據(jù)壓力容器的特性，對其材料和零部件的選取等方面進行充分的斟酌和試驗。同時，設(shè)計單位技術(shù)力量也尤為重要，一些設(shè)計團隊的技術(shù)支持水平較低，甚至直接導致設(shè)計時選用的標準不正確情況的發(fā)生。壓力容器對工作環(huán)境要有很大程度的適應性，因此材料選擇尤為重要。為保證壓力容器的質(zhì)量，盡量減少安全事故的發(fā)生，應正確的進行選材、用材。選材不當、材料誤用、材料缺陷等材料原因是造成壓力容器設(shè)備事故的主要原因之一。

三、壓力容器制造質(zhì)量的影響因素及控制措施

壓力容器的制造屬于精密儀器的制造，對制造工藝要求比較嚴格。為了保證壓力容器產(chǎn)品形成的各個階段都處于受控狀態(tài)，確保產(chǎn)品質(zhì)量滿足法規(guī)、標準的要求，壓力容器制造工藝、生產(chǎn)過程管理、工裝和模具也應該嚴格按照規(guī)定進行。制造工藝應嚴格遵守壓力容器制造的工藝流程。鋼制壓力容器大多采用焊接方法制成，壓力容器制造過程中的焊接質(zhì)量控制變得尤為關(guān)鍵。焊接生產(chǎn)也是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中制造各種機器部件、工程構(gòu)件和裝備的主要生產(chǎn)方法之一，使得焊接技術(shù)對焊接人員的技術(shù)水平要求較高。對焊接材料的使用過程應十分謹慎，避免出現(xiàn)差錯。由壓力容器制造單位的技術(shù)部門應提供采購技術(shù)條件，詳細規(guī)定采購焊接材料的質(zhì)量要求和標準，管理部門應實行具體的監(jiān)管。

四、壓力容器無損檢測

無損檢測對壓力容器質(zhì)量的檢驗起到重要的作用。目前，我國主要采用的檢測方法為射線檢測（RT）技術(shù)。然而，隨著超聲波檢測技術(shù)的日益成熟，特別是數(shù)字式可記錄超聲波探傷儀在相關(guān)領(lǐng)域的廣泛使用，壓力容器焊縫的UT檢測可與RT檢測等同采用。以期進一步降低制造成本，提高勞動效率，增強企業(yè)市場競爭能力。

五、結(jié)語

壓力容器的制作過程，從設(shè)計圖紙的工藝性審核、制作工藝的編制、材料的驗收入庫到制作、檢驗與驗收的各個環(huán)節(jié)，都是至關(guān)重要的。任何一個環(huán)節(jié)出了問題，都會影響壓力容器的最終質(zhì)量，所以只有澄清概念，統(tǒng)一思想，達成共識，才能使我們的壓力容器制作水平登上新的臺階。

參考文獻

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