壓力容器制造中的變形問題控制策略

程星辰

摘 要：我國社會經(jīng)濟(jì)水平持續(xù)上升，工業(yè)化的生產(chǎn)進(jìn)程也在迅速推進(jìn)，在這樣的背景下，壓力容器的應(yīng)用逐漸廣泛。本文主要對壓力容器制造過程中的變形問題進(jìn)行分析，并根據(jù)分析結(jié)果提出有效的控制策略，希望能夠?qū)窈髩毫θ萜鞯闹圃旌蛻?yīng)用提供參考價值。

關(guān)鍵詞：壓力容器;變形問題;控制策略

由不同材料制造的壓力容器自身具有相對應(yīng)的耐高溫性和承壓性，因此在各個行業(yè)中都有著較為廣泛的應(yīng)用。但是在壓力容器制造的過程中，變形問題是影響壓力容器質(zhì)量的主要問題。在不斷發(fā)展的過程中，需要對變形問題進(jìn)行深入的研究，并制定有效地控制對策，從而對變形問題進(jìn)行有效規(guī)避，提升壓力容器制造的技術(shù)，推動壓力容器更加廣泛應(yīng)用的前景。

1 壓力容器制造中的變形問題

1.1焊接問題

焊接問題是壓力容易制造過程中變形問題產(chǎn)生的最為常見的影響因素，根據(jù)相關(guān)實踐過程中的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，焊接引起的壓力容器變形主要有幾個方面的問題，本文在此進(jìn)行簡要的闡述，希望能夠引起相關(guān)工作人員的重視：

（1）焊接流程不合理造成壓力容器的變形問題，在各個金屬焊接的過程中，需要按照相關(guān)的工序進(jìn)行焊接，以此來確保焊接的準(zhǔn)確性和有效性。但是從現(xiàn)階段個別的生產(chǎn)操作人員的工作來看，部門操作技術(shù)人員在焊接的過程中，都具有較強(qiáng)的一致性，并且會統(tǒng)一的按照一定順序來進(jìn)行焊接，然而卻沒有對金屬進(jìn)行合理的區(qū)分。

（2）在壓力容器焊接的過程中，操作人員并沒有細(xì)致性的操作，沒有嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝規(guī)程里的參數(shù)，會導(dǎo)致焊接過程中出現(xiàn)縮小或者擴(kuò)張的問題出現(xiàn)，這樣的情況在一定程度上也會讓壓力容器母材出現(xiàn)變形問題。

1.2內(nèi)應(yīng)力問題

壓力容器制造的過程具有一定的系統(tǒng)性，并且復(fù)雜程度較高，制造的過程中所涉及的制造環(huán)節(jié)較多，比如壓力容器部件熱處理、矯正、組裝等。但是壓力容器一般都具有較大的體積，尤其是在組裝的過程中，自身的重力、機(jī)械設(shè)備的夾持力以及吊裝設(shè)備的吊裝力等多個作用力的影響下，會產(chǎn)生變形問題，并且自身也會產(chǎn)生相對的內(nèi)應(yīng)力。從壓力容器的實質(zhì)上來進(jìn)行分析，壓力容易在制造的過程中，內(nèi)部始終會存在一定的內(nèi)應(yīng)力，并且導(dǎo)致變形問題也不是只在壓力容器制造的過程中出現(xiàn)，在對壓力容器進(jìn)行安裝、運輸和調(diào)試的過程中，如果壓力容器受到外在環(huán)境因素的影響，也會出現(xiàn)變形的問題[1]。

1.3成型誤差問題

壓力容器部件如封頭在成型之后，或者操作過程都會出現(xiàn)一定的變形問題，主要是因為熱成型封頭極為容易有脫模問題的出現(xiàn)，一方面產(chǎn)生這種情況是因為溫度過高而出現(xiàn)的脫模情況，會導(dǎo)致封頭出現(xiàn)變形問題，同時也會對幾何尺寸造成一定的影響。另外一方面這種情況是因為模具在設(shè)計過程中不夠科學(xué)合理，容器成型之后也會出現(xiàn)一定的變形問題。為了能夠有效地對這種問題進(jìn)行規(guī)避，就必須要加強(qiáng)操作人員在加工的過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)工序進(jìn)行操作，對樣板進(jìn)行定期的檢測，從而確保加工部件的形狀。但是從實際的工作過程來看，一些制造廠的技術(shù)人員沒有對操作工序有著明確的掌握，在壓力容器制造的過程中，經(jīng)常憑借自身經(jīng)驗來進(jìn)行制造，設(shè)計人員在模具設(shè)計的過程中，也沒有對壓力容易加工、切割過程中變形問題進(jìn)行全面的考慮，對模具的熱脹冷縮問題也沒有充分的了解，最終導(dǎo)致壓力容器部件出現(xiàn)變形問題。

1.4原材料問題

壓力容器在制造的過程中，如果選擇質(zhì)量較差的原材料或以次代優(yōu)，較易產(chǎn)生材料焊接變形，則會對壓力容器的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、安全性等各個方面造成嚴(yán)重的影響，甚至可能會引起原材料性質(zhì)上的變化。另外在原材料選擇的過程中，不能只以材料常溫檢測數(shù)據(jù)為主要的依據(jù)，如必要還需做產(chǎn)品試板理化試驗驗證后，符合設(shè)計要求，再對原材料進(jìn)行批量的采購。對不同制造環(huán)節(jié)下高性能、高質(zhì)量材料所發(fā)生的性能變化也要加以重視，從而更好地對原材料性能進(jìn)行保障。除此之外，在原材料選擇的過程中，還需要規(guī)避以厚代薄的問題出現(xiàn)，從而避免壓力容器連接處結(jié)構(gòu)性產(chǎn)生變化。否則連接處焊接量大應(yīng)力集中，則會導(dǎo)致壓力容器殼體在受外力變化時出現(xiàn)容器開裂問題。

2 壓力容器制造中的變形問題控制策略

2.1焊接變形的控制

在壓力容器焊接的過程中，高溫的環(huán)境會對壓力容器焊縫質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這樣的情況就需要操作技術(shù)人員能夠?qū)附臃绞胶头N類有著全面地掌握，根據(jù)壓力容器自身的特點和操作環(huán)境來對焊接技術(shù)進(jìn)行合理的選擇，同時還需要根據(jù)焊接工藝規(guī)程適當(dāng)?shù)恼{(diào)整操作的焊接電流，焊接速度等相關(guān)參數(shù)。另外也要嚴(yán)格控制層間溫度，如高鎳合金材料層間溫度要控制在≤60℃，奧氏體不銹鋼材料層間溫度控制在≤150℃，普通碳鋼材料層間溫度控制在≤200℃，以較少焊接熱輸入。在焊接的過程中，有資質(zhì)的焊接人員必須要嚴(yán)格地按照WPS焊接操作規(guī)程進(jìn)行焊接，憑借自身的焊接工作經(jīng)驗，采用適當(dāng)?shù)囊种剖侄畏乐购附幼冃螁栴}的產(chǎn)生[2]。

2.2內(nèi)應(yīng)力變形的控制

壓力容器制造的過程中，必定會對部分構(gòu)建進(jìn)行熱處理，這也能夠有效地對壓力容器內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行消除，但是為了能夠在一定程度上確保熱處理的基本效果，還需要在實際操作過程中嚴(yán)格按照熱處理程序和技術(shù)規(guī)范來進(jìn)行，確保壓力容器熱處理的過程中內(nèi)在的溫度能夠滿足設(shè)計的基本要求，實現(xiàn)壓力容器內(nèi)部受熱均勻。在熱處理進(jìn)行的過程中，可以使用噴嘴來進(jìn)行操作，最大程度上確保施工的基本效果，在操作的過程中合理的對擋火裝置進(jìn)行安裝，避免在熱處理中火焰噴射的范圍超出規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，造成不必要的損失。在熱處理中需要注意的是加熱過程中，壓力容器局部會因為受熱過多導(dǎo)致變形問題的產(chǎn)生，并且在高溫的情況下壓力容器的構(gòu)建也會出現(xiàn)穩(wěn)定性較差的情況。

2.3成型誤差變形的控制

為了能夠?qū)Τ尚驼`差變形問題進(jìn)行有效地控制，在設(shè)計的過程中必須采取有效的方式進(jìn)行預(yù)防，保證壓力容器的制造能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行成型的加工。在壓力容器成型之前，必須要保證操作技術(shù)具備一定的科學(xué)性以及可靠性，避免壓力容器部件出現(xiàn)較為嚴(yán)重的誤差，對壓力容器部件進(jìn)行有效的檢查和優(yōu)化[3]。在對壓力容器實際的設(shè)計過程中，需要對模具的規(guī)格進(jìn)行控制，將誤差控制在最小的范圍內(nèi)，以壓力容器本體的基本性能變化作為設(shè)計的基礎(chǔ)，不斷對制造技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化和完善。在壓力容器實際的制造過程中，需要對成型的零件、體積收縮量以及成型誤差影響加以統(tǒng)計與總結(jié)，有效地避免壓力容器出現(xiàn)變形的問題。

2.4原材料的控制

原材料的設(shè)計采購及入廠驗收應(yīng)當(dāng)以保證質(zhì)量符合材料標(biāo)準(zhǔn)為基本原則，不同材料的規(guī)格選擇在制造過程中都有明顯的區(qū)別。如設(shè)計選用材料時要考慮原材料板厚引起的焊后變形，較薄的板材易引起嚴(yán)重變形，會影響壓力容器使用工藝性能。壓力容器原材料入廠檢驗時，如遇境外牌號的材料要按照國內(nèi)相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)驗，檢查化學(xué)成分，力學(xué)性能等參數(shù)，確保原材料符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。壓力容器制造過程中，設(shè)備轉(zhuǎn)動，吊裝也會對容器原材料產(chǎn)生外力發(fā)生變形，要對壓力容器加以工裝或吊耳來增加受力面積，控制壓力容器材料變形。

結(jié)束語：為了能夠更加有效的確保壓力容器的安全性和穩(wěn)定性，就必須要對制造過程中變形問題進(jìn)行有效地控制，從焊接、內(nèi)應(yīng)力、成型誤差等方面進(jìn)行有效地控制，確保壓力容器能夠在高溫、高腐蝕的環(huán)境中發(fā)揮出自身獨有的作用，確保壓力容器的實際應(yīng)用效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]華雷. 簡析壓力容器制造過程中的變形問題與控制策略[J]. 輕松學(xué)電腦， 2019， 000（030）：P.1-1.

[2]張永明. 壓力容器制造過程中的變形控制探究[J]. 特種設(shè)備安全技術(shù)， 2019， 000（003）：16-17.

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