壓力容器制造中常見工藝問題探討

徐堅(jiān)

摘 要：壓力容器在我國(guó)具有廣泛的用途，受到國(guó)家法律規(guī)章制度的嚴(yán)格約束。雖然在我國(guó)壓力容器有很大進(jìn)步，但壓力容器的制作過程仍有許多問題。由于壓力容器長(zhǎng)期處于潮濕的甚至是腐蝕性的環(huán)境中，它的質(zhì)量必須經(jīng)受嚴(yán)格的檢測(cè)。本文將對(duì)在壓力容器制造中，經(jīng)常出現(xiàn)的幾種工藝問題進(jìn)行探討，主要探討其成因、危害和對(duì)策。

關(guān)鍵詞：壓力容器；制造工藝；對(duì)策

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.005

壓力容器的制造有一系列流程，主要由檢驗(yàn)、設(shè)計(jì)、加工等多個(gè)程序組成，既相互統(tǒng)一又相互制約，共同形成了壓力容器的制造工序。

1 壓力容器制造中經(jīng)常出現(xiàn)的工藝問題

（1）工藝過程的控制問題。壓力容器在制造過程中應(yīng)嚴(yán)格遵循工藝流程，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選材、加工、制造成型。如果在任何環(huán)節(jié)違反工藝流程和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，極易造成壓力容器質(zhì)量問題，釀成重大生產(chǎn)安全事故。生產(chǎn)過程沒有建立完整的生產(chǎn)流程，操作人員對(duì)流程不熟悉，沒有質(zhì)量觀念和責(zé)任觀念，在選材上以劣代優(yōu)，在制造過程中出現(xiàn)各種失誤，操作不規(guī)范，生產(chǎn)理念落后，操作隨意，造成產(chǎn)品缺陷和質(zhì)量問題。工作單位沒有完整的監(jiān)督和培訓(xùn)機(jī)制，人員責(zé)任不明確，易形成各種不規(guī)范的操作。

（2）壓力容器變形問題。壓力容器因?yàn)樽陨碚w結(jié)構(gòu)出現(xiàn)異常，某一個(gè)零件或幾個(gè)零件的大小規(guī)格與圖樣要求不一致，或者其部件不能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)而引發(fā)變形問題。一種變形主要因?yàn)閼?yīng)力而產(chǎn)生，主要包括火焰切割造成的變形、加工失穩(wěn)造成變形，以及焊接變形和熱處理變形等等；一種是由于加工時(shí)產(chǎn)生了誤差，包括下料誤差、成型誤差、組裝誤差等等。有些變形可以矯正，有些則無(wú)法矯正，造成浪費(fèi)。以鋼材為例，鋼材本身具有硬度大、耐高溫、不易變形的性質(zhì)，是制造鋼制壓力容器的主要材料。但在運(yùn)輸過程中易發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲變形的現(xiàn)象，在切割過程中就會(huì)影響零件的精密度，而且影響了壓力容器的整體質(zhì)量，造成了一定程度上的原料浪費(fèi)。壓力容器多數(shù)采用機(jī)加工，組裝也會(huì)產(chǎn)生很大的強(qiáng)制力，強(qiáng)制力累積易形成內(nèi)應(yīng)力，極易形成變形甚至裂縫。

（3）容器出現(xiàn)裂紋問題。壓力容器中的金屬材料在溫度、腐蝕環(huán)境或者拉伸應(yīng)力的影響下會(huì)出現(xiàn)裂紋。裂紋對(duì)壓力容器有較大的危害性，成因復(fù)雜，形態(tài)多樣，極易擴(kuò)展。這些裂紋主要包括由于腐蝕和拉伸應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕裂紋，焊接冷卻到較低溫度時(shí)產(chǎn)生的冷裂紋，焊縫最后冷卻的區(qū)域產(chǎn)生的低熔點(diǎn)結(jié)晶形成的熱裂紋，還有焊接結(jié)束后沒有裂紋，但再次加熱到550-600攝氏度時(shí)出現(xiàn)的再熱裂紋，在十字接頭和角接頭中出現(xiàn)的層狀撕裂，是因?yàn)檐堜搩?nèi)部產(chǎn)生了分層夾雜物。

（4）材料代用問題。一些劣質(zhì)材料在后期使用非常容易出現(xiàn)變形問題，最終造成安全事故。一些優(yōu)質(zhì)材料在惡劣環(huán)境下也會(huì)變形，因此材料代用問題是壓力容器制造中主要出現(xiàn)的問題。

2 壓力容器制造中經(jīng)常出現(xiàn)的工藝問題對(duì)策

（1）壓力容器制造程序控制。首先，壓力容器的材料選擇要符合標(biāo)準(zhǔn)，材料需要耐腐蝕，并且根據(jù)壓力容器所需參數(shù)，考慮設(shè)備的操作條件，選用適宜的材料。操作人員在壓力容器制造中，要嚴(yán)格執(zhí)行工藝紀(jì)律，將安全責(zé)任意識(shí)深植心中，樹立質(zhì)量意識(shí)。制造單位要加強(qiáng)對(duì)工作人員相關(guān)知識(shí)和技能的培訓(xùn)，引入先進(jìn)的生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，建立嚴(yán)密的工藝管理控制系統(tǒng)，通過優(yōu)秀的操作人員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)教學(xué)，通過進(jìn)一步的實(shí)踐專業(yè)技能培訓(xùn)，驗(yàn)證整個(gè)制造過程中需要控制的重要參數(shù)和產(chǎn)品特性，再進(jìn)入制造流程。在制造過程中要嚴(yán)格執(zhí)行工藝要求，嚴(yán)格遵照生產(chǎn)流程，明確質(zhì)量責(zé)任，保存完整的生產(chǎn)過程的原始數(shù)據(jù)，嚴(yán)禁弄虛作假。建立完整的工藝管理體系，各環(huán)節(jié)嚴(yán)格遵照流程體系。

（2）防治壓力容器變形。防治壓力容器變形，就要讓壓力容器隨時(shí)處于可控狀態(tài)，依據(jù)制造工藝和材料特性嚴(yán)格規(guī)范生產(chǎn)活動(dòng)，按照操作標(biāo)準(zhǔn)符合規(guī)范，盡量避免變形的產(chǎn)生，壓力容器制造過程要符合圖樣和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，通過各環(huán)節(jié)的質(zhì)量改善逐漸提升產(chǎn)品質(zhì)量。對(duì)材料實(shí)施切割操作時(shí)，對(duì)稱切割，完成切割后實(shí)施平整矯形處理。在實(shí)際制造環(huán)節(jié)，如何有效調(diào)節(jié)焊接熱輸入？需要依據(jù)工藝規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)施工，完成焊接后要及時(shí)開展應(yīng)力熱處理肅清，最大程度控制壓力容器的變形。消除內(nèi)應(yīng)力一般也需要熱處理，在溫度均衡時(shí)，在爐壁火焰噴嘴處可以設(shè)計(jì)擋火墻，隔開火焰和熱處理。外殼厚度不足則要加強(qiáng)內(nèi)部防止容器塌陷。為避免內(nèi)部零件因?yàn)楦邷厥シ€(wěn)定性，可以根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和材料特點(diǎn)，嚴(yán)格控制加熱時(shí)間和溫度，避免產(chǎn)品在釋放內(nèi)應(yīng)力時(shí)變形。

（3）防治壓力容器裂紋。防治壓力容器出現(xiàn)裂紋，需要在生產(chǎn)過程中科學(xué)選擇容器材料和焊接材料，重視改裝，改善焊接工藝和操作。焊縫內(nèi)部的材料要與容器材料一致，從成型到加工制造都要盡力避免應(yīng)力剩余的可能性，選用雜質(zhì)少的鋼材等，嚴(yán)格執(zhí)行焊材烘焙程序，管控組裝質(zhì)量，每一個(gè)零件的實(shí)際下料尺寸都要科學(xué)合理，防范強(qiáng)力組裝問題，按照焊接工藝施焊，在焊接過程中要避免焊接熱影響地帶硬化現(xiàn)象，延長(zhǎng)焊縫冷卻時(shí)間，有效減少低裂紋產(chǎn)生的可能性。

（4）防治材料代用問題。防治材料代用，要嚴(yán)格依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)挑選材料。一旦出現(xiàn)材料代用現(xiàn)象，要立即調(diào)整圖紙，統(tǒng)一生產(chǎn)成本和使用安全，向設(shè)計(jì)單位咨詢并呈報(bào)書面申請(qǐng)，協(xié)調(diào)材料代用。同時(shí)加強(qiáng)工作人員的知識(shí)教育，向他們傳授質(zhì)量觀念和生產(chǎn)責(zé)任觀念。

（5）無(wú)損檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)又稱探傷，主要用來(lái)對(duì)壓力容器進(jìn)行焊縫檢測(cè)。非標(biāo)壓力容器因其不使用通用工藝和規(guī)格、產(chǎn)品參數(shù)的不同，必須制作工藝卡并進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)的方法主要有超聲波、射線、滲透等等，這幾種方法必須要求通過國(guó)家考核的專業(yè)人士上崗操作，可以分別探測(cè)壓力容器成品的原材料、焊縫的表面和內(nèi)部，及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，確保壓力容器的質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

壓力容器制造中會(huì)遇到各種各樣的難題和缺陷，針對(duì)出現(xiàn)的問題針對(duì)性的分析問題，找出問題根源，通過相應(yīng)的對(duì)策解決這些缺陷，確保壓力容器的質(zhì)量，延長(zhǎng)使用壽命，對(duì)壓力容器行業(yè)有重大意義。

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