關(guān)于壓力容器設(shè)計(jì)制造安裝常見的問題及解決方法

趙博 李健(中國(guó)石油天然氣第七建設(shè)有限公司，山東 青島 266000)

0 引言

壓力容器的主要作用是在特定壓力，特定溫度以及在易燃易爆的條件下，對(duì)某些特定的物質(zhì)性加工和處理，屬于特種容器設(shè)備。它應(yīng)用在生活中的各個(gè)角落，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。但壓力容器并非是一個(gè)單體，而是由多個(gè)部分共同組成，并相互產(chǎn)生作用，從而實(shí)現(xiàn)特定的功能和價(jià)值。據(jù)了解，在我國(guó)生物制造，餐飲以及石油化工行業(yè)中，壓力容器的使用概率較高。通過對(duì)這些行業(yè)壓力容器的使用概況進(jìn)行分析，可發(fā)現(xiàn)壓力容器仍存在缺陷，導(dǎo)致容器使用的效果忽好忽壞。本文主要針對(duì)壓力容器制造和安裝過程進(jìn)行分析，討論如何嚴(yán)格把握細(xì)節(jié)問題，解決缺陷，整體提高壓力容器的使用效果和質(zhì)量。

1 壓力容器的概述

1.1 壓力容器的簡(jiǎn)述

我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各行各業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，使用壓力容器的概率呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)的趨勢(shì)。為了滿足不同行業(yè)及不同消費(fèi)者的需求，壓力容器需要制造不同的類型。生產(chǎn)企業(yè)需根據(jù)需求方的要求對(duì)壓力容器在結(jié)構(gòu)和形式上進(jìn)行改進(jìn)。但為了讓壓力容器能始終朝著健康狀態(tài)發(fā)展，同時(shí)保證多樣性的發(fā)展方向，在進(jìn)行制造和安裝時(shí)，需嚴(yán)格按照規(guī)范性的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行各項(xiàng)操作，從而減少缺陷問題的存在，提高壓力容器的使用價(jià)值。壓力容器的制造過程難免受外界環(huán)境及內(nèi)部因素的影響，例如高溫、真空等。壓力容器制造企業(yè)需嚴(yán)格控制外部因素對(duì)產(chǎn)品制造產(chǎn)生的消極影響，而對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的問題，需及時(shí)制定解決方案。

1.2 壓壓力容器的特點(diǎn)

1.2.1 安全性能要求高

壓力容器的制造過程，對(duì)需遵守的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)必須具有強(qiáng)制性，而且對(duì)于不同階段的壓力容器規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)須符合不同時(shí)期壓力容器的使用要求，因此壓力容器生產(chǎn)廠家需要保證規(guī)范和要求的時(shí)效性。壓力容器的工作環(huán)境具有高溫，高壓，真空，腐蝕的特點(diǎn)，甚至部分產(chǎn)品的生產(chǎn)原料具有劇毒、易燃、易爆的特點(diǎn)，所以在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程當(dāng)中，壓力容器的使用過程需將安全性放在首要地位。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)提出更高的要求，所以各種產(chǎn)品生產(chǎn)過程開始逐漸運(yùn)用新技術(shù)新方法以及新工藝，這時(shí)壓力容器生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范也需更新?lián)Q代，只有這樣才能確保不同階段的壓力容器安全性。

1.2.2 設(shè)計(jì)專業(yè)性強(qiáng)

壓力容器的使用環(huán)境比較復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)和制造都必須確保專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范性，才可保證其使用過程的安全性。目前壓力容器產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程需運(yùn)用開發(fā)軟件進(jìn)行各部件的測(cè)試，這就要求設(shè)計(jì)人員要掌握先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)。因?yàn)閴毫θ萜魇褂糜诟鱾€(gè)行業(yè)，涉及機(jī)械加工，冶金工業(yè)等，所以設(shè)計(jì)人員還須具有相關(guān)專業(yè)的知識(shí)。除此之外，為保證壓力容器使用過程的質(zhì)量，不會(huì)因原材料的特性而導(dǎo)致容器的使用壽命受到消極影響，所以工作人員還須掌握防腐技術(shù)和安全檢驗(yàn)等多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)。

1.2.3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)多樣性

上文提到，壓力容器的適用范圍較為廣泛，涉及飲食，化工，制藥，石油等多個(gè)行業(yè)，而且就算在同一行業(yè)使用壓力容器，因產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能具有差異性，所以壓力容器的產(chǎn)品參數(shù)也具有多樣性的特點(diǎn)。所以在進(jìn)行壓力容器產(chǎn)品制造的過程當(dāng)中，工作人員去根據(jù)不同的用途設(shè)計(jì)不同的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品參數(shù)，當(dāng)然水產(chǎn)品參數(shù)具有多樣性的特點(diǎn)，但在機(jī)械零件，工藝流程等相似的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，仍具有可利用的相似信息。

1.2.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜和其他事項(xiàng)

壓力容器產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性的特點(diǎn)，因此產(chǎn)品的類型相對(duì)較多經(jīng)過不斷的發(fā)展及完善，產(chǎn)品之間的聯(lián)系越來越模糊，久而久之，壓力容器產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)性越來越松散，所以在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程當(dāng)中，壓力容器生產(chǎn)企業(yè)可以使用模塊化的方式進(jìn)行生產(chǎn)操作。但在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)工作時(shí)，需注意焊接質(zhì)量和質(zhì)量的控制點(diǎn)，特別是鈑金件的焊接，該環(huán)節(jié)是整個(gè)壓力容器產(chǎn)品制造的薄弱環(huán)節(jié)，因此工作人員需特別注意。

2 壓力容器設(shè)計(jì)制造安裝存在的缺陷

壓力容器的設(shè)計(jì)和制造過程受到較多因素的影響，首先，在設(shè)計(jì)方面，壓力容器的用途，使用環(huán)境，以及使用時(shí)與壓力容器接觸的原材料等因素都有可能影響壓力容器的使用壽命，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中，設(shè)計(jì)人員需對(duì)壓力容器的具體使用概況進(jìn)行了解才可開展設(shè)計(jì)工作。其次，在制造和安裝方面，制造工藝和安裝工作人員的技術(shù)水平都有可能影響壓力容器的質(zhì)量。因此我們將壓力容器制造和安裝過程存在的不同程度缺陷進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，其中主要表現(xiàn)為材料的使用，焊接工藝以及加工過程等。

2.1 材料使用不合理

任何一種產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量都與產(chǎn)品的材料之間存在密切聯(lián)系，因此在進(jìn)行壓力容器制造的過程當(dāng)中，工作人員必須花費(fèi)更多的時(shí)間和精力進(jìn)行材料的篩選，因?yàn)橐坏┠撤N材料不合格，都有可能引起壓力容器的使用質(zhì)量，而且這些材料存在的制造缺陷問題，甚至有可能導(dǎo)致后期使用時(shí)出現(xiàn)爆炸事故，從而影響使用人員的生命安全。因此在制造材料選擇環(huán)節(jié)需對(duì)材料的性能進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保每一種材料的性能都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。而且在材料購(gòu)買之后，對(duì)材料的保存也需嚴(yán)格把關(guān)，因?yàn)椴糠植牧系暮脡挠锌赡苁艿綔囟群蜐穸鹊挠绊憽?/p>

2.2 焊接工藝不合格

每一種容器類型產(chǎn)品的生產(chǎn)都是經(jīng)歷焊接環(huán)節(jié)，與其他容器不同的是，壓力容器對(duì)焊接具有更高的要求，因?yàn)樗柙诟邷馗邏旱沫h(huán)境下工作，如果焊接質(zhì)量不達(dá)要求，那么極有可能出現(xiàn)各種危險(xiǎn)事故。比如不合格的焊接工藝，在焊接過程中橫向和縱向的選擇問題會(huì)導(dǎo)致壓力容器內(nèi)部出現(xiàn)缺陷。在壓力容器制造過程中，橫向和縱向選取工藝是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，不能被其他技術(shù)或其他環(huán)節(jié)所代替，所以工作人員需嚴(yán)格把控焊接工藝的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，避免因焊接工藝不合格而造成的壓力容器不同程度缺陷問題。

2.3 加工過程不合理

壓力容器的制造和加工過程需要按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行尺寸測(cè)量以及定型操作，但是這兩項(xiàng)環(huán)節(jié)的工作需受多方面因素的影響，例如現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的操作技術(shù)，使用測(cè)量?jī)x器的精準(zhǔn)度，以及測(cè)量時(shí)的規(guī)范要求。如果在進(jìn)行尺寸測(cè)量的過程當(dāng)中，技術(shù)人員的操作過程并沒有按照相關(guān)的規(guī)范要求進(jìn)行，那么壓力容器將有可能出現(xiàn)不同程度的質(zhì)量問題以及缺陷。據(jù)了解，部分壓力容器制造廠家在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的過程當(dāng)中，對(duì)尺寸測(cè)量和地形操作的環(huán)節(jié)并不是非常重視，因此在這一不合理因素的影響下，壓力容器的問題日益突出。

3 壓力容器制造安裝缺陷的處理措施

3.1 選擇標(biāo)準(zhǔn)化的制造材料

選擇好的材料就已經(jīng)完成壓力容器制造的一半工作，在進(jìn)行材料選取的過程當(dāng)中，嚴(yán)格按照國(guó)家對(duì)壓力容器制造的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行材料的選取采購(gòu)，并且根據(jù)不同行業(yè)以及不同的需求，甚至是壓力容器使用的主要方向選擇合適的材料。如果在進(jìn)行材料采購(gòu)時(shí)，遇到很難購(gòu)買或難以獲取的材料，在無(wú)法避免的情況下必須購(gòu)買其他材料進(jìn)行代替，那也必須按照材料進(jìn)行篩選和分析后，保證材料的良好性能。不管是原始材料還是替代材料，在進(jìn)行購(gòu)買之前，都必須對(duì)其性能進(jìn)行嚴(yán)格篩選和把控。而壓力容器的制造過程則應(yīng)按照材料的特性以及特征和具體應(yīng)用情況，選擇不同的工藝從而減少缺陷。

3.2 合理布置焊接工藝

壓力容器的焊接是壓力容器制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，若想保證焊接過程的質(zhì)量，工作人員就需合理布置焊接工藝，防止壓力容器制造過程出現(xiàn)過度重疊或者輕微裂紋的問題，一旦這些問題存在，那么壓力容器在高溫高壓的環(huán)境下使用時(shí)，將存在巨大的安全風(fēng)險(xiǎn)。所以在進(jìn)行焊接時(shí)，焊接工人必須充分考慮橫向和縱向的關(guān)系，嚴(yán)格把控交接焊接工藝的質(zhì)量。雖然在進(jìn)行實(shí)際焊接的過程當(dāng)中，真正杜絕焊縫重疊的現(xiàn)象是不可能的，但可以將不合理的焊接工藝轉(zhuǎn)變?yōu)楹侠淼暮附庸に嚕藭r(shí)壓力容器的使用性能則可得到保障。在進(jìn)行壓力容器設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的焊接材料和焊接模型，在焊接圖紙上確定焊接的注意事項(xiàng)，并明確焊接接頭的黏接程度，焊接的位置等等。

3.3 加工過程中影響因素的分析

影響加工質(zhì)量的因素較為復(fù)雜，因此在進(jìn)行壓力容器制造的過程當(dāng)中，工作人員必須對(duì)所有導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)缺損的因素進(jìn)行細(xì)致分析，并在實(shí)際操作時(shí)避免這些因素的存在，而出現(xiàn)嚴(yán)重失誤問題。首先，制作工藝和技術(shù)問題是必須進(jìn)行嚴(yán)格把控的問題，工作人員在進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，必須按照相關(guān)的工藝要求和技術(shù)要求進(jìn)行每一個(gè)環(huán)節(jié)的操作。其次，壓力容器的形狀是購(gòu)買商需考慮的首要問題，但在進(jìn)行壓力容器形狀的制作時(shí)，需嚴(yán)格計(jì)算回彈量，并保證回彈量，不會(huì)影響模具的正常使用。另外一定要充分考慮到壓力容器自身的物理特性，比如：熱脹冷縮，壓力容器經(jīng)過熱加工冷加工后，極有可能出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，這時(shí)工作人員可以利用定位合模的方式選擇合適的加工工具。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在進(jìn)行壓力容器制造的過程當(dāng)中，要保證容器的質(zhì)量，必須關(guān)注每一個(gè)細(xì)節(jié)的問題，對(duì)制造過程存在的各種缺陷，分別從工作人員，現(xiàn)代化制作工藝，制作環(huán)節(jié)等多個(gè)角度研究問題出現(xiàn)的原因。首先，在工作人員的問題方面，可通過提高工作人員操作水平的方式，控制缺陷發(fā)生的概率，同時(shí)利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，嚴(yán)格把控制造和安裝過程有可能存在的問題。其次，在壓力容器制造環(huán)節(jié)方面，對(duì)存在的缺陷問題及時(shí)進(jìn)行處理，整體提高設(shè)計(jì)工藝的水平。在面對(duì)壓力容器存在的各種問題時(shí)，只要認(rèn)真進(jìn)行研究并解決，以及落實(shí)在實(shí)際應(yīng)用中，就可有效提高壓力容器的質(zhì)量和安全保障，從而推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化的快速發(fā)展。