壓力容器制造過程中變形問題的控制對(duì)策探究

王一凡

江蘇中圣壓力容器裝備制造有限公司 江蘇南京 210048

壓力容器具有較高水平的耐高溫和耐壓力性能，因此被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。但同時(shí)，壓力容器在生產(chǎn)過程中也存在一些問題，如果不能對(duì)這些問題進(jìn)行有效控制，其就會(huì)在一定程度上產(chǎn)生變形。為了最大限度地保證工業(yè)生產(chǎn)的安全水平，就要對(duì)壓力容器的生產(chǎn)過程進(jìn)行有效控制，從而避免變形問題的出現(xiàn)。

1 壓力容器制造中的變形問題

壓力容器在制造過程中變形為比較常見的問題，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著非常大的影響，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)或者處理，直接應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中，存在非常大的概率出現(xiàn)安全事故。而如果對(duì)變形超出允許范圍的壓力容器進(jìn)行返工處理，必定需要投入額外的人力和物力，使得企業(yè)成本增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力降低。為解決壓力容器制造過程中變形問題，必須要從全面出發(fā)，確定其發(fā)生的原因，然后尋求有效方法來預(yù)防容器的變形。綜合考慮各項(xiàng)因素，可以將變形劃分為以下幾個(gè)方面：

1.1 焊接變形

在生產(chǎn)制造壓力容器的過程中，焊接直接影響壓力容器的質(zhì)量。在實(shí)際使用過程中，焊接勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生大量熱量，溫度也會(huì)在持續(xù)走高，這就使得焊接工作從開始到結(jié)束具有較高溫差，而容器在實(shí)際生產(chǎn)過程中會(huì)隨著溫差的變化而出現(xiàn)變形現(xiàn)象，如果工件出現(xiàn)變形，勢(shì)必會(huì)對(duì)容器整體造成影響，從而使壓力容器的安全性大打折扣。

1.2 內(nèi)應(yīng)力變形

相關(guān)人員在設(shè)計(jì)施工過程中，應(yīng)意識(shí)到壓力容器是一項(xiàng)綜合的復(fù)雜性工程，涉及環(huán)節(jié)較多，主要有部件的矯形、組裝和熱處理等環(huán)節(jié)。在這些環(huán)節(jié)，壓力容器因受設(shè)備自身重量、機(jī)械設(shè)施的吊裝力、夾持力等作用力的綜合作用，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，這種內(nèi)應(yīng)力長(zhǎng)期存在于生產(chǎn)過程中，使壓力容器變形。

1.3 成型誤差

在生產(chǎn)壓力容器的過程中，相關(guān)人員沒有嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和質(zhì)量管控體系，容易造成成型誤差變形。另外，如果相關(guān)工作人員在生產(chǎn)過程中嚴(yán)格遵循相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)卻未規(guī)范使用機(jī)械儀器，同樣也會(huì)造成成型誤差變形。因此，在實(shí)際生產(chǎn)制造過程中，相關(guān)人員首先應(yīng)保證操作過程中能嚴(yán)格遵循相關(guān)設(shè)計(jì)要求、質(zhì)量管控體系和質(zhì)量計(jì)劃，同時(shí)還要保證能規(guī)范使用相關(guān)儀器設(shè)備，保證設(shè)備參數(shù)的準(zhǔn)確性。只有這樣，才能對(duì)可能初選的變形現(xiàn)象進(jìn)行有效控制，保證壓力容器在實(shí)際使用過程中的安全性和可靠性[1]。

2 壓力容器制造中的變形問題以及控制措施

2.1 控制焊接變形

在焊接壓力容器的過程中，高溫環(huán)境對(duì)容器質(zhì)量有著不可忽視的影響，這就要求相關(guān)技術(shù)和施工人員能事先確定焊接容器的種類，根據(jù)容器自身的特點(diǎn)合理選擇焊接技術(shù)和程序，同時(shí)還要規(guī)定適當(dāng)?shù)牟僮鲄?shù)，制訂操作方案和應(yīng)急預(yù)案。在選擇焊接工藝時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格遵守行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)規(guī)范，保證焊接方法符合實(shí)際需要，如果焊接容器體積較大，應(yīng)先組裝后焊接，同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱焊接，保證受力均勻；如果需要進(jìn)行多組焊接，就要根據(jù)實(shí)際情況預(yù)留出適當(dāng)?shù)氖湛s量，避免在后期組焊過程中出現(xiàn)殼體收縮，從而引發(fā)變形，而相關(guān)技術(shù)人員可以根據(jù)以往的焊接經(jīng)驗(yàn)，采用反向抑制變形的手段抵消變形部位的焊接變形[2]。

2.2 控制內(nèi)應(yīng)力變形

在生產(chǎn)壓力容器的過程中，不可避免地要對(duì)部分壓力容器本體進(jìn)行熱處理，這能在一定程度上消除內(nèi)應(yīng)力，但為了最大限度地保證熱處理效果，還要保證在實(shí)際操作過程中嚴(yán)格遵循相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，保證在對(duì)容器進(jìn)行熱處理的過程中爐內(nèi)溫度符合設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)的壓力容器受熱均勻。因此，在進(jìn)行熱處理的過程中，多利用噴嘴進(jìn)行作業(yè)。為了最大限度地保證施工效果，要合理布設(shè)擋火裝置，避免火焰噴出合理范圍，從而帶來不必要的損失。需要注意的是，在加熱過程中，壓力容器局部受熱過多更容易誘發(fā)變形，且在高溫環(huán)境下壓力容器構(gòu)件的穩(wěn)定性逐漸降低，這就需要采取行之有效的加固手段，以保證壓力容器的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 控制成型誤差變形

為了有效控制成型誤差現(xiàn)象的出現(xiàn)，相關(guān)設(shè)計(jì)和工作人員要采取行之有效的措施予以預(yù)防，首先要保證壓力容器的加工工藝符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行成型制作。在成型之前，為了保證制作工藝的科學(xué)性和可靠性，避免工件出現(xiàn)較大誤差，要對(duì)其進(jìn)行檢查和優(yōu)化。在實(shí)際設(shè)計(jì)制作過程中，需要將模具的規(guī)格控制在合理范圍內(nèi)，將容器本體的性能變化作為設(shè)計(jì)和施工的基礎(chǔ)，不斷改善制作工藝。而在實(shí)際制作過程中，不能忽視熱成型零件和體積收縮量對(duì)壓力容器成型誤差的影響，以有效控制容器的變形現(xiàn)象[3]。

在控制成型的誤差得以解決后，必須嚴(yán)格按照GB150-2011的有關(guān)的管理規(guī)定，針對(duì)壓力容器具體受壓元件的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，這樣能有效的避免因壓力容器出現(xiàn)底座不平、螺栓不整齊而出現(xiàn)的質(zhì)量問題，大大的提高了使用的安全性能，也相應(yīng)的延長(zhǎng)使用的壽命。

總而言之，在壓力容器制造工藝不斷進(jìn)步的背景下，要對(duì)操作流程予以關(guān)注，結(jié)合壓力容器制作過程，對(duì)可能引起變形的因素進(jìn)行分析，完善壓力容器制造過程。壓力容器在生產(chǎn)過程中，為提升壓力容器質(zhì)量，使其應(yīng)用的安全效率得到提高，需要對(duì)可能導(dǎo)致壓力容器變形的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，并且采取相應(yīng)的處理措施，從而確保壓力容器在可控的情況下完成制造，確保最終制造的壓力容器符合相應(yīng)的要求標(biāo)準(zhǔn)。