壓力容器制造質(zhì)量控制的策略探討

高峰

摘要：在現(xiàn)代工業(yè)中，壓力容器的應(yīng)用十分廣泛，由于壓力容器工作環(huán)境惡劣復(fù)雜，飽受高溫高壓高腐蝕影響，其質(zhì)量問題產(chǎn)生的事件屢見不鮮。本文對(duì)壓力容器的特點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并據(jù)此提出了提升壓力容器制造質(zhì)量的措施，包括對(duì)于原材料的控制、制作過程的控制、尺寸外觀的控制、焊接質(zhì)量的控制等，僅供參考。

關(guān)鍵詞：增強(qiáng)纖維;應(yīng)力集中;熱處理

工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)經(jīng)常會(huì)使用一些特殊原材料，這些材料有毒、易燃易爆，如果不能進(jìn)行妥善保管將會(huì)造成嚴(yán)重后果。壓力容器是為了盛放這些危險(xiǎn)氣體或者液體所設(shè)計(jì)出來的容器，具有一定的承壓能力和相應(yīng)的性質(zhì)，以應(yīng)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)。

1.壓力容器的特點(diǎn)

首先是制造工藝的復(fù)雜性，不同于一般的容器，壓力容器主要應(yīng)用于航空、化工等高精尖領(lǐng)域，對(duì)于容器的制造流程要進(jìn)行嚴(yán)格把控，一般要進(jìn)行原材料的選購(gòu)、機(jī)械加工、熱處理、壓力試驗(yàn)、無損試驗(yàn)、表面防腐等制作后才能出廠使用。目前壓力容器的制造商在對(duì)容器的生產(chǎn)流程進(jìn)行規(guī)范化控制，確保各個(gè)工序之間進(jìn)行有機(jī)連接，在保證質(zhì)量的同時(shí)也能提高生產(chǎn)效率。

其次是容器強(qiáng)度高，壓力容器的制造材料中含有一些增強(qiáng)纖維，纖維的加入使得容器的強(qiáng)度提升，形變能力大大增強(qiáng)。如果發(fā)生了過載事件，一些纖維斷裂，載荷的壓力會(huì)分散到未破壞的纖維上，使得容器可以繼續(xù)使用，不至于發(fā)生嚴(yán)重后果?；烊朐鰪?qiáng)纖維的壓力容器在制成后的剛性強(qiáng)、質(zhì)量好。

再次是韌性好，傳統(tǒng)的鋼制壓力容器在發(fā)生壓力突然增大的情況時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，造成嚴(yán)重后果，但復(fù)合材料壓力容器的材料和基體可以做到有機(jī)融合，壓力增大時(shí)，可以將載荷平衡傳遞到容器各處，防治局部斷裂，增加了安全性，提高了容器的抗壓能力和斷裂韌性。

最后是耐蝕性好，由于壓力容器需要儲(chǔ)備一些腐蝕性液體和氣體，如果使用傳統(tǒng)金屬，則很容易造成腐蝕。壓力容器由于是由復(fù)合材料組成，耐腐蝕性有明顯提升，甚至不需要做特殊處理就可以滿足工業(yè)生產(chǎn)中的耐腐蝕要求。

2.提升壓力容器制造質(zhì)量的控制措施

2.1原材料質(zhì)量的控制

壓力容器的應(yīng)用十分廣泛，使用的環(huán)境十分復(fù)雜惡劣，經(jīng)常在一些高溫高壓、易燃易爆的環(huán)境中使用，因此需要較好的承載壓力，對(duì)于制造的原材料要進(jìn)行仔細(xì)篩選。選購(gòu)前要對(duì)壓力容器進(jìn)行設(shè)計(jì)，畫出設(shè)計(jì)圖紙，以圖紙為基礎(chǔ)進(jìn)行采購(gòu)。

在原材料的選購(gòu)環(huán)節(jié)，要遵循國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，選擇質(zhì)量有保障、信譽(yù)好的廠家進(jìn)行采購(gòu)，需要檢查相應(yīng)的資質(zhì)證書。采購(gòu)師可以進(jìn)行抽樣調(diào)查，選取一些樣品進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后才可以大量購(gòu)入。在材料購(gòu)入后要對(duì)于其進(jìn)行妥善保管，避免因?yàn)楸９軛l件的不到位，造成材料無法使用。在每次使用前主要做好檢測(cè)，確保材料的合格再投入到生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)于每次使用的數(shù)量和種類也要做好記錄，避免材料的過度浪費(fèi)和無故丟失。發(fā)現(xiàn)一些材料因?yàn)闀r(shí)間原因無法使用時(shí)，要及時(shí)出庫處理，避免別的員工誤用。

如果發(fā)生了由于一些材料儲(chǔ)備不足不得不使用某種材料代替的情況時(shí)，一定要進(jìn)行申請(qǐng)與報(bào)備，不能私自進(jìn)行替換，在得到有關(guān)部門的準(zhǔn)許后方可使用。這是由于材料的替代需要重新計(jì)算容器強(qiáng)度，并不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為以厚代薄就可以，有些材料的許用應(yīng)力和厚度是成反比的，比如鋼板，如果簡(jiǎn)單進(jìn)行替代會(huì)造成嚴(yán)重事故。

2.2制作過程的控制

對(duì)于制作工藝的控制也很重要，因?yàn)閴毫θ萜鞯念愋筒煌?，適用于的工作環(huán)境和工作條件也不同。壓力容器的制造需要根據(jù)條件靈活轉(zhuǎn)變，嚴(yán)格遵守配套的制作工藝文件，不能使用一刀切的方式來制造不同的壓力容器。在保證制作質(zhì)量的前提下，可以進(jìn)行生產(chǎn)線的規(guī)范和合并，以提升生產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而降低生產(chǎn)成本。這就對(duì)于生產(chǎn)人員的技藝提出了更高的要求，生產(chǎn)人員在遵守文件要求的前提下可以研究一些提高生產(chǎn)的方式，同時(shí)不斷磨練自身技藝，對(duì)于壓力容器的各個(gè)成產(chǎn)環(huán)節(jié)都要有專人負(fù)責(zé)，在發(fā)生問題時(shí)可以追責(zé)到人。在制造過程中嚴(yán)格按照操作步驟進(jìn)行操作，嚴(yán)禁省略步驟和跳過步驟。

2.3尺寸外觀的控制

壓力容器對(duì)于尺寸和外觀的要求十分嚴(yán)苛，如果制造出來的容器沒有到達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)很可能造成壓力容器的斷裂。因此要注意壓力容器的幾何尺寸變化，如果幾何尺寸發(fā)生變化，那內(nèi)部壓強(qiáng)很可能會(huì)因此變化，造成使用過程中容器強(qiáng)度失效，液體或氣體的泄露。在外觀上，要注意以下幾點(diǎn)，如焊接接頭表面質(zhì)量是否可靠，角焊縫焊腳尺寸是否到位，焊接接頭是否牢固，母材表面能質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)等。尤其需要注意的是局部咬邊問題，咬邊會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，應(yīng)力集中能使物體產(chǎn)生疲勞裂紋，也能使脆性材料制成的零件發(fā)生靜載斷裂[1]。

2.4焊接質(zhì)量的控制

焊接是保障壓力容器質(zhì)量的最后一道防線，決定焊接質(zhì)量的主要是焊接材料和焊接工人技術(shù)兩方面。焊接材料同原材料一樣，需要嚴(yán)格進(jìn)行采購(gòu)和篩選，進(jìn)出庫都要有嚴(yán)格的記錄，嚴(yán)禁使用過期不合格的材料進(jìn)行焊接工作。同時(shí)壓力容器對(duì)于焊接工人的技術(shù)要求比較嚴(yán)格，需要焊接工人有過硬的專業(yè)技術(shù)，持證上崗，需要額外注意的是證件上的類別要與所從事的焊接類別相一致，避免人不對(duì)崗的情況發(fā)生。焊接中可能會(huì)發(fā)生在遵守了規(guī)范流程后，仍然會(huì)出現(xiàn)局部過熱的問題，導(dǎo)致受力不均，焊接不牢固，在未來使用中可能產(chǎn)生安全事故。為了避免這種情況的發(fā)生，在正式焊接前都要進(jìn)行一定程度的試焊，通過觀察試焊部位的牢固程度決定后續(xù)工作的進(jìn)程，以保證焊接質(zhì)量。

焊接過程會(huì)涉及到熱加工環(huán)節(jié)，熱加工中會(huì)產(chǎn)生極大的強(qiáng)制力，反作用于內(nèi)部后會(huì)形成相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，產(chǎn)生變形裂縫風(fēng)險(xiǎn)。因此焊接后要進(jìn)行熱處理，即使用降溫、保溫、升溫三個(gè)階段的溫度變化來加固壓力容器。在熱處理過程中需要對(duì)于儀表定時(shí)檢查，確保參數(shù)的正確，做好相關(guān)記錄，過程中控制好溫度，在護(hù)壁火焰的噴嘴位置設(shè)計(jì)擋火墻[2]。

3.結(jié)束語

綜上所述，壓力容器的質(zhì)量對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)的安全至關(guān)重要。為了保證企業(yè)生產(chǎn)的安全，降低生產(chǎn)成本，企業(yè)重視起壓力容器的質(zhì)量。在材料選購(gòu)、制作、焊接等過程中嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，建立起科學(xué)化、規(guī)范化的壓力容器制造質(zhì)量管理體系，提升壓力容器的質(zhì)量，為企業(yè)生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]劉秀.壓力容器制造質(zhì)量控制與監(jiān)督檢驗(yàn)措施分析[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2018（04）：193-194.

[2]于凌，孔令寶，劉召磊.壓力容器制造過程中常見質(zhì)量問題與處理策略[J].化工管理，2020（13）：100-101.