壓力容器制造中常見質(zhì)量問題與處理策略

戴超(南京寶色股份公司，江蘇 南京 211178)

0 引言

我國的航天、化工和軍事等領域都應用了壓力容器，其中化工領域是應用壓力容器最為廣泛的行業(yè)。壓力容器在安全性和封閉性方面有著很大優(yōu)勢，在化工生產(chǎn)中起著重要作用。隨著科學技術的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了越來越多的壓力容器，但是這些壓力容器在質(zhì)量方面有著很大差別，之所以出現(xiàn)這種情況主要原因就在于沒有嚴格控制制造質(zhì)量。壓力容器制造中經(jīng)常會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，只有有效解決了這些質(zhì)量問題，才能確保壓力容器質(zhì)量能夠滿足實際需要。

1 壓力容器概念及制造特性

壓力容器是一種密閉性容器，能夠承載因為盛裝氣體或液體而產(chǎn)生的巨大壓力。根據(jù)承受壓力的不同可以將壓力容器分為中、高、低三種，壓力容器比普通容器的種類更多，承受的內(nèi)外部壓力也更大，密封性和安全性都比較高，而且能夠使用很長時間，后期維護檢查也不需要復雜的操作[1]。從檢驗角度對壓力容器進行分類，可以分為外部、內(nèi)外部和全面檢測三類。

1.1 品種結構存在復雜性

壓力容器的應用范圍十分廣泛，化工、軍事和航天領域都需要應用壓力容器，而且不同應用領域?qū)毫θ萜鞯囊笠彩遣煌?，針對這種情況，制造企業(yè)就要對壓力容器品種進行豐富，從而可以滿足不同領域的使用需求。為了更好的滿足不同領域用戶的實際需求，制造企業(yè)還需要對壓力容器參數(shù)和產(chǎn)品結構進行復雜化，這樣即使壓力容器的類型相同，在參數(shù)和內(nèi)部結構方面也會存在一定差異。

1.2 有著很高的安全要求

壓力容器一般都會應用在具有強烈腐蝕性的工作環(huán)境，或是高溫、高壓環(huán)境，而且壓力容器盛裝介質(zhì)的毒性和腐蝕性也比較強烈，基于此，制造企業(yè)進行壓力容器制作時就需要重點關注使用材料質(zhì)量和制作質(zhì)量，并嚴格檢測容器安全性，確保容器在惡劣工作環(huán)境中保持安全[2]。為此，從設計壓力容器開始一直到制造完成都需要嚴格遵守相關標準和規(guī)范要求。另外，還要積極更新制造工藝、不斷引進先進的制造技術和工藝，以此來增強壓力容器安全性。同時還需要根據(jù)壓力容器安全標準要求科學合理的選擇制造材料和技術，避免因為盲目的應用新技術和材料而導致壓力容器出現(xiàn)質(zhì)量問題。

2 壓力容器制造中存在的質(zhì)量問題

2.1 材料選擇方面存在問題

和普通容器相比，壓力容器應盡量采用高質(zhì)量、高安全性材料，這樣才能確保壓力容器質(zhì)量和安全性。但是，有些制造企業(yè)進行壓力容器制造時，為了獲得更高的經(jīng)濟效益，就會使用質(zhì)量比較差的材料，或是使用比較薄的材料，還有的制造企業(yè)還會對材料品種進行改變，使用這些材料制造的容器自然不會有很高的安全性。

2.2 制造過程出現(xiàn)變形現(xiàn)象

很多壓力容器制造過程中都會發(fā)生變形問題，變形現(xiàn)象的出現(xiàn)會大大降低壓力容器質(zhì)量，而且還可能導致制造過程出現(xiàn)安全隱患。通過對制造中發(fā)生變形現(xiàn)象的原因進行探索和總結發(fā)現(xiàn)，很多因素都可能導致發(fā)生變形問題，如，如果壓力容器有著復雜的結構，而且部件有著很多焊縫，當應力比較集中時，容器經(jīng)過焊接后就會出現(xiàn)變形，另外，強力對接受壓元件時，也會經(jīng)常出現(xiàn)變形問題。

2.3 焊接過程不夠規(guī)范

焊接是制造壓力容器的必須工序，也是不可缺少的重要環(huán)節(jié)。焊接工作工藝技術水平能夠嚴重影響壓力容器質(zhì)量，如果焊接人員沒有嚴格按照規(guī)范的焊接操作工序進行焊接，或是焊接時沒有準確控制電流大小，都會導致焊接部位的安全隱患升高，承受強度的能力降低，這樣就會在腐蝕性工作環(huán)境中受到腐蝕，在高壓工作環(huán)境中發(fā)生質(zhì)量問題，甚至會發(fā)生嚴重的安全事故。

2.4 無損檢測存在缺陷

無損檢測的主要目的就是為了對焊縫內(nèi)部質(zhì)量進行檢測，制造企業(yè)通常會在符合標準要求和產(chǎn)品材質(zhì)的基礎上對檢測方法進行合理選擇。壓力容器制造過程中比較常用的一種檢測方法就是射線檢測，但是這種檢測方法存在很多突出問題，如，很多企業(yè)沒有和曝光曲線相符的制作工藝，還有的企業(yè)沒有和曝光曲線相符的射線底片，或是射線底片數(shù)量和曝光曲線條數(shù)不一致，也沒有配置相應的階梯試塊。有些檢測人員進行小徑管雙臂雙影橢圓成像操作時，沒有對射線機水平偏移距離進行計算，這樣就會導致焊縫影像出現(xiàn)內(nèi)圓缺少間距、影像沒有分開、缺陷位置不能準確判斷等問題。還有一些檢測人員檢測射線時，為了提高檢測效率，就會在暗袋上固定搭接標記，從而導致局部檢測過程出現(xiàn)遺漏未檢必須檢測焊縫的問題。如，焊接接頭處于補強圈內(nèi)件時就需要進行100%檢測。

3 壓力容器制造過程質(zhì)量優(yōu)化策略

3.1 對原材料質(zhì)量進行嚴格把關

制造和使用壓力容器都對安全性有著很高要求，因此制造企業(yè)必須對原材料質(zhì)量進行嚴格把關。進行原材料選型時主要存在以下幾個問題：第一、沒有對原材料化學成分進行嚴格把關，例如，有些企業(yè)在沒有獲得生產(chǎn)許可的情況下，就將低合金鋼私下替換為了碳鋼，使用碳鋼雖然能夠降低成本，而且在機械性能方面和低合金鋼沒有太大差距，但是焊接性和抗腐蝕性都比較低。大部分壓力容器都需要承受很大的壓力，因此選用材料的化學成分一定要達到標準，選擇這樣的材料制造壓力容器才能在高溫、高壓和高腐蝕環(huán)境中不受損壞，能夠保持正常運轉(zhuǎn)。第二、沒有合理設計壓力容器壁厚，有些企業(yè)為了提高壓力容器安全性，就會對壓力容器壁厚進行私自增加，這樣不僅會浪費材料，還會增加制造成本，而且還會給焊接加工工作人員增加工作負擔，例如，有些企業(yè)采用比較厚的材料制作膨脹節(jié)和波紋管，致使壓力容器剛性和設計要求不相符，遠遠超出設計要求，從而導致壓力容器使用中出現(xiàn)安全問題。基于此，進行原材料進貨時，就要從化學成分、力學性能和供應商等方面做好質(zhì)量檢測工作，并按照設計要求進行原材料選用，防止由于原材料質(zhì)量不合格而導致壓力容器出現(xiàn)質(zhì)量問題。另外，還要對壓力容器進行合理設計和精準計算，不僅要確保壓力容器強度，還要對產(chǎn)品壁厚進行合理設計，從而可以對產(chǎn)品重量進行減輕，能夠在確保質(zhì)量的同時還能對制造、焊接和安裝成本進行降低，使得企業(yè)能夠獲得更高的經(jīng)濟收益。

3.2 對技術流程進行規(guī)范，對變形程度進行減小

對于壓力容器經(jīng)常出現(xiàn)的變形問題應從以下幾個方面進行控制：首先，工作人員應嚴格按照程序進行操作，并實時監(jiān)督作業(yè)中的各種情況，而且設計壓力容器時，需要將生產(chǎn)中可能會發(fā)生的各種誤差情況都考慮進去，如，熱磨具需要對冷縮情況進行考慮，冷磨具則需要對熱脹情況進行考慮，這樣才能避免由于變形所導致的計算誤差[3]。很多時候加工壓力容器都會遇到熱加工程序，而熱加工程序會造成巨大強制力的出現(xiàn)，當強制力和限度持平時就會出現(xiàn)內(nèi)應力，從而導致壓力容器出現(xiàn)變形和裂縫的概率增加。進行實際制造時一定要對產(chǎn)生的內(nèi)應力采取有效方法進行消除，同時還要嚴格控制處理階段的溫度情況，為了對火焰溫度進行隔絕，也為了更好的進行熱處理，可以將擋火墻設置到爐壁火焰的噴嘴位置。如果壓力容器沒有足夠的外殼厚度，為了穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境，就需要在符合實際加工情況的基礎上采取相應措施加強內(nèi)部厚度。

3.3 重視焊接工序

制造壓力容器過程最為常見的工序就是焊接，焊接在壓力容器制造過程起著重要作用，能夠?qū)Ξa(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生直接影響。高資質(zhì)焊工和合格的焊接工藝是焊接操作中不可缺少的重要內(nèi)容，同時還需要焊接材料和工藝設備的支持。焊接前預熱工作能夠?qū)附淤|(zhì)量產(chǎn)生決定性影響，但是人們通常對預熱工作都比較忽視。焊接預熱能夠?qū)附雍蟮睦鋮s速度進行降低，還能對淬硬傾向進行減緩，從而可以對焊接裂紋的發(fā)生頻率進行降低。進行壓力容器制造時，有時焊接工人為了提高生產(chǎn)效率，在焊接件還沒有達到預熱溫度時就會進行焊接，這樣就很容易出現(xiàn)焊接裂紋，為了對焊接裂紋進行處理需要對焊縫進行刨除重新焊接，從而對材料和時間造成了浪費，同時還需要對整體生產(chǎn)進度進行調(diào)整。之所以出現(xiàn)這個問題主要就是由于焊工沒有認識到焊接預熱的重要性，在僥幸心理和急于完工心理的驅(qū)動下沒有按照規(guī)范進行焊接。

另外，制造企業(yè)還要對焊工的焊接技術水平進行積極提升，同時還要對先進的技術設備和制造工藝進行積極引進，并定期檢查焊接人員的焊接質(zhì)量，為焊接工作的順利進行提供保障。相關人員進行檢查時一定要對安全隱患進行及時發(fā)現(xiàn)和排除。除此之外，制造企業(yè)還要對焊接人員的職業(yè)操守和職業(yè)責任感進行提升，確保焊接人員開展的焊接工作和制造工藝要求相符。另外，還要提高對不良焊縫返修工作的重視。對壓力容器進行焊接時經(jīng)常會出現(xiàn)不良焊縫，出現(xiàn)不良焊縫并不是什么大問題，但是需要對不良焊縫進行有效返修，這樣不僅不會影響壓力容器質(zhì)量，還能對制造成本進行降低。

3.4 控制無損檢驗

導致無損檢測問題的發(fā)生原因有的是因為檢測人員沒有深入理解現(xiàn)行法規(guī)和標準，而且相關知識掌握不扎實，還有是因為檢測人員沒有強烈的責任心，不知道出具檢測報告的人員還需要承擔責任，為了提高檢測效率就會進行違規(guī)操作。針對這些情況，制造企業(yè)一方面需要通過培訓的方式幫助檢測人員了解相關法規(guī)標準，同時還可以利用激勵措施來促使檢測人員對自身檢測和管理水平進行積極提升；另一方面，制造企業(yè)還要對管理工作進行強化，通過批評教育的方式對檢測人員的不良行為進行約束，并借助懲戒措施來為檢測質(zhì)量提供保障。

4 結語

壓力容器制造過程存在很多質(zhì)量問題，這些質(zhì)量問題的存在嚴重影響了壓力容器質(zhì)量和工業(yè)安全生產(chǎn)，基于此，就需要對制造過程中的質(zhì)量問題進行深入挖掘和總結分析，并制定處理質(zhì)量問題的對策，通過對原材料質(zhì)量進行嚴格把關、對技術流程進行規(guī)范，對變形程度進行減小、重視焊接工序以及控制無損檢測等來實現(xiàn)進一步提高壓力容器制造質(zhì)量的目的。