壓力容器制造及質(zhì)量控制要點

康帥 宋飚

摘 要：壓力容器的生產(chǎn)和質(zhì)量控制工作，涉及到較多方面的內(nèi)容，需結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)，切實保證制造質(zhì)量。本文主要從壓力容器的基本情況入手，針對壓力容器制造工作總體情況進(jìn)行分析，并提出了一些制造問題和應(yīng)對策略，為提升壓力容器質(zhì)量提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：壓力容器；制造；質(zhì)量控制

引言

隨著我國石油化工、冶金機(jī)械、鐵路等工業(yè)生產(chǎn)的蓬勃發(fā)展，工業(yè)發(fā)展成效越來越顯著，壓力容器的制造技術(shù)有著顯著提升；由于壓力容器使用的特殊性，決定其制造過程質(zhì)量管理及跟蹤監(jiān)督的必要性和嚴(yán)格性，加強(qiáng)在制壓力容器的質(zhì)量控制勢在必行。

一、壓力容器簡介

壓力容器是指盛裝氣體或液體，能夠承載一定壓力的密閉設(shè)備。壓力容器分類方法較多，按功能分為：反應(yīng)、換熱、分離、儲存；按安裝方式分為：立式和臥式；按使用位置分為：固定式和移動式；按照設(shè)計壓力分為：低壓容器（0.1≤P<1.6MPa）、中壓容器（1.6≤P<10MPa）、高壓容器（10≤P<100MPa）、超高壓容器（P≥100MPa）等。壓力容器屬于特種設(shè)備，加之其常服役于高溫、高壓、劇毒、強(qiáng)腐蝕性、易燃易爆等惡劣工況，在實際應(yīng)用的過程中，有爆炸、泄漏的安全隱患，故需對壓力容器的制造過程嚴(yán)加控制。

二、壓力容器制造涉及的主要工序

壓力容器在制造過程中，主要有原材料復(fù)驗、刨邊、卷板、焊接、開孔劃線、無損檢測、熱處理、耐壓試驗、泄漏試驗、噴砂油漆、出廠前總檢等工序，作為停止點的有工藝審查、工藝評定、原材料入庫驗收、劃線開孔、最終熱處理、耐壓試驗、出廠前總檢等，在過程中能夠把握好以上主要工序的質(zhì)量，基本上就可以生產(chǎn)出合格的壓力容器產(chǎn)品。

三、壓力容器各主要工序的質(zhì)量控制要點

1、原材料入庫驗收

主要受壓元件的原材料，在使用之前要進(jìn)行入庫前驗收，驗收合格的原材料方可入庫備用，對于有復(fù)驗要求的原材料，還要進(jìn)行材料復(fù)驗，復(fù)驗合格的原材料才能使用。原材料入庫驗收主要包括材料外觀質(zhì)量檢查，有無損傷、殘缺、出廠標(biāo)記噴碼等是否完整，尺寸規(guī)格是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，使用PMI光譜儀進(jìn)行定性及半定量分析材質(zhì)是否正確，主要合金元素種類及含量是否達(dá)標(biāo)，然后對比質(zhì)保書，核對實物與質(zhì)保書的材質(zhì)、牌號、爐批號、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)格等是否一致，同時檢查質(zhì)保書化學(xué)成分、力學(xué)性能、供貨狀態(tài)、證書編號等是否符合要求，如果以上都沒有問題，接下來對材料進(jìn)行標(biāo)記移植，要求每一個移植號都具有唯一性，且要對應(yīng)于一個爐批號，以便于材料追溯，標(biāo)記完成后即可入庫備用。

2、原材料分割

目前對于原材料分割主要有氧乙炔焰切割、等離子切割、水刀切割等，其中氧乙炔焰切割主要用于碳鋼及低合金鋼，等離子弧能量集中、穿透力強(qiáng)，即可用于碳鋼、低合金鋼，又可用于不銹鋼及有色金屬的切割，水刀因其具有割口整齊、熱影響區(qū)小、材料浪費(fèi)少等優(yōu)點，通常用于切割較貴重的有色金屬，但需要注意的是，因其割口存在淬硬組織，焊接前需機(jī)械去除。

3、筒節(jié)卷制

筒節(jié)卷制時，對于不銹鋼及有色金屬用卷板機(jī)，應(yīng)加隔離層，防止鐵離子污染，或設(shè)置專用卷板機(jī)，對于厚板卷制前，可先進(jìn)爐預(yù)熱后再卷，以增加材料塑性，易于成型。

4、焊接

焊接是壓力容器制造中使用最多也是最為關(guān)鍵的技術(shù)，焊接質(zhì)量的好壞，直接影響到設(shè)備的安全運(yùn)行。在設(shè)備正式焊接之前要先擬定預(yù)焊件工藝規(guī)程，依據(jù)預(yù)焊件工藝規(guī)程，做焊接工藝評定，合格后出具焊接工藝評定報告，相關(guān)人員簽字后生效，依據(jù)工藝評定報告編制正式的焊接工藝規(guī)程，焊工依據(jù)焊接工藝規(guī)程施焊，并做好焊接記錄。

5、劃線開孔

開孔劃線作為停止點，是因為一旦開孔錯誤，整個筒節(jié)將面臨報廢的風(fēng)險，增加了投入，延長了工期，所以劃線后，須認(rèn)真檢查。主要檢查軸向尺寸，周向尺寸，開孔圓直徑，對于塔器等立式設(shè)備，一般各管口及內(nèi)件、外部預(yù)焊件都會以下封頭與筒體的環(huán)縫為基準(zhǔn)線，向上測量確定其軸向尺寸，而臥式容器一般以左封頭與筒體的環(huán)縫為基準(zhǔn)線劃線。

6、無損檢測

常用的無損檢測方法有射線檢測（RT）、超聲波檢測（UT）、磁粉檢測（MT）、滲透檢測（PT）。其工作原理及應(yīng)用特點如下：

射線檢測（RT） 射線檢測的工作原理是射線穿透焊縫金屬時，由于其內(nèi)部缺陷的存在導(dǎo)致組織不均勻，對射線的吸收程度不同，透過焊縫后的剩余強(qiáng)度也不同，對底片的感光程度就不同，因缺陷多數(shù)屬于不連續(xù)組織，且密度小于熔敷金屬，故射線衰減小，透過缺陷后的剩余射線強(qiáng)度就高，膠片感光就更黑，由于鎢的密度比一般金屬大，對射線的吸收能力強(qiáng)，所以夾鎢的影像成白亮塊狀。射線檢測通常用來檢查焊縫內(nèi)部缺陷，對氣孔、夾雜、夾鎢等體積型缺陷較為敏感，檢出率高，可確定缺陷的種類、形狀、大小，能夠永久保存，但是無法確定缺陷的深度。

超聲波檢測（UT） 超聲波檢測是利用探頭將高頻脈沖電訊號轉(zhuǎn)換成脈沖超聲波傳入工件，當(dāng)超聲波遇到焊縫中的缺陷時就會反射，探頭接受反射波并將其轉(zhuǎn)換成電訊號，經(jīng)放大后在熒光屏上顯示出波形，依據(jù)波形的位置和高低來確定缺陷的位置和大小。超聲波檢測同射線檢測一樣，也是用來檢查焊縫內(nèi)部缺陷的方法，還可用于板材、復(fù)合板、鍛件等原材料的檢查，對裂紋、未熔合、未焊透等面積型缺陷尤為敏感，檢出率高，能夠確定缺陷的深度和大小，難以確定缺陷的種類，對操作人員的技術(shù)水平和經(jīng)驗有較高要求。

磁粉檢測（MT） 磁粉檢測的原理是鐵磁性材料在被外磁場感性下被磁化，如果內(nèi)部沒有缺陷，導(dǎo)磁率和磁力線都是均勻的，如果有缺陷，磁力線將會彎曲，如果缺陷位于表面或近表面，磁力線將會穿透工件泄漏到大氣中，形成漏磁場，漏磁場會吸引懸浮在工件表面的磁粉，在缺陷處形成固定形狀，從而可判斷出缺陷的位置和形狀，磁粉檢測常用來檢查表面或近表面缺陷，且僅適用于鐵磁性材料。

滲透檢測（PT） 滲透檢測是在工件表面噴涂滲透劑，通過滲透劑的毛細(xì)作用，進(jìn)入到缺陷內(nèi)部，然后再通過顯像劑的虹吸作用將缺陷內(nèi)部的滲透劑吸附到顯像劑上來，在顯像劑上會將放大的缺陷形狀呈現(xiàn)出來，從而可確定缺陷的位置、形狀和大小，滲透檢測只能檢出表面開口缺陷。

7、熱處理（PWHT）

熱處理的作用是消氫、消應(yīng)力、改善接頭組織。熱處理前應(yīng)編制熱處理工藝，確定保溫時間、保溫溫度、升降溫速率、冷卻方式、熱電偶數(shù)量、布偶位置、支撐件位置等，熱后應(yīng)對焊縫、熱影響區(qū)、母材進(jìn)行硬度測量，以反映熱處理的效果。

8、耐壓試驗

耐壓試驗時，應(yīng)采用兩塊在計量有效期內(nèi)的壓力表，表盤直徑不小于100mm，量程是1.5～3倍的試驗壓力，精度等級不低于1.6級，試驗時位于設(shè)備的頂部最高位置，試驗壓力保壓時間不少于30min，無泄漏則降至設(shè)計壓力保壓足夠長時間，檢查無泄漏、無可見變形、無異常聲響為合格，

9、噴砂油漆

對于碳鋼、低合金鋼制壓力容器，出廠之前應(yīng)對設(shè)備外表面進(jìn)行噴砂和油漆，油漆后要檢查有無漏噴、龜裂、橘皮、掛流等缺陷，測量干膜厚度，面漆還要用比色卡核對顏色。

10、出廠前總檢

設(shè)備出廠前應(yīng)進(jìn)行總檢，包括管口方位和標(biāo)高、內(nèi)件及外部預(yù)焊件的形式數(shù)量方位及標(biāo)高、法蘭密封面質(zhì)量、設(shè)備外觀質(zhì)量、安裝尺寸檢查、總體尺寸檢查等，確保設(shè)備完好出廠。

結(jié)語

經(jīng)濟(jì)在高速發(fā)展，各行各業(yè)將越來越頻繁地使用壓力容器，為保證其使用的安全性，必須加強(qiáng)質(zhì)量控制，從在制壓力容器的制造工藝、材料、焊接、熱處理與無損檢測等主要方面確保其質(zhì)量。并且為繼續(xù)提高在制壓力容器的質(zhì)量控制水平，生產(chǎn)單位應(yīng)持續(xù)增加科研投入，強(qiáng)化人才培養(yǎng)，更新壓力容器制造科技，嚴(yán)格把關(guān)每一個質(zhì)量控制環(huán)節(jié)，切實有效地保證在制壓力容器的質(zhì)量。

（作者單位：南京三方化工設(shè)備監(jiān)理有限公司）