壓力容器制造中的常見質(zhì)量問題與處理策略

劉立峰

摘 要：我國的航天、化工和軍事等領(lǐng)域都應(yīng)用了壓力容器，其中化工領(lǐng)域是應(yīng)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(xué)技術(shù)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(yán)格控制制造質(zhì)量。壓力容器制造中經(jīng)常會(huì)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(shí)際需要。

關(guān)鍵詞：壓力容器;質(zhì)量問題;處理策略

引言

壓力容器在封閉性和安全性等方面具備顯著優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于化工和航天等領(lǐng)域。結(jié)合實(shí)際調(diào)研可以發(fā)現(xiàn)，近年來壓力容器的種類日漸豐富，但壓力容器制造問題仍較為常見，由此引發(fā)的質(zhì)量問題很可能威脅生產(chǎn)安全。為解決相關(guān)問題，本文圍繞壓力容器制造開展了具體的研究。

1壓力容器制造特征

1）壓力容器結(jié)構(gòu)多樣，隨著壓力容器在不同領(lǐng)域的使用越來越廣泛，壓力容器的結(jié)構(gòu)也越來越多樣化。在不同領(lǐng)域中壓力容器的結(jié)構(gòu)各不相同，同一領(lǐng)域，因使用環(huán)境、功能需要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝要求等因素，壓力容器的結(jié)構(gòu)也不一樣。一般的壓力容器均有筒體、封頭、支座、法蘭和安全附件等部件，有些容器設(shè)計(jì)有人孔、夾層、內(nèi)部冷卻管和攪拌器等。2）壓力容器安全性要求高壓力容器是在高溫、高壓、腐蝕的環(huán)境中工作，盛裝的介質(zhì)是易燃、易爆、有毒的有害氣體或液體。因此對其安全性的要求極為嚴(yán)格，稍不注意，就會(huì)產(chǎn)生安全隱患，后果將不堪設(shè)想。在壓力容器的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用過程中，每一個(gè)環(huán)節(jié)都與安全息息相關(guān)，壓力容器設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用單位應(yīng)從管理上采取有效的措施，事前預(yù)防，將安全放在第一位，避免災(zāi)難性事故的發(fā)生。

2壓力容器制造中的常見質(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(yīng)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(jìn)行壓力容器制造時(shí)，為了獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益，就會(huì)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(huì)對材料品種進(jìn)行改變，使用這些材料制造的容器自然不會(huì)有很高的安全性。

2.2制造變形問題

壓力容器制造過程很容易出現(xiàn)變形問題，影響壓力容器的使用性能，造成安全隱患。結(jié)合相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，壓力容器制作變形與其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)、較多的部件焊縫存在直接關(guān)聯(lián)。在較為集中的應(yīng)力作用下，焊接后的壓力容器出現(xiàn)變形的幾率較大。此外，受壓元件的強(qiáng)力對接也可能引發(fā)制造變形問題。

2.3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(jìn)行檢測，制造企業(yè)通常會(huì)在符合標(biāo)準(zhǔn)要求和產(chǎn)品材質(zhì)的基礎(chǔ)上對檢測方法進(jìn)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(yīng)的階梯試塊。有些檢測人員進(jìn)行小徑管雙臂雙影橢圓成像操作時(shí)，沒有對射線機(jī)水平偏移距離進(jìn)行計(jì)算，這樣就會(huì)導(dǎo)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(zhǔn)確判斷等問題。還有一些檢測人員檢測射線時(shí)，為了提高檢測效率，就會(huì)在暗袋上固定搭接標(biāo)記，從而導(dǎo)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(bǔ)強(qiáng)圈內(nèi)件時(shí)就需要進(jìn)行100%檢測。

3壓力容器制造中的常見質(zhì)量問題的處理策略

3.1成形溫度影響變形量

封頭成形是體積變形過程，遵循冷成形回彈、熱成形冷縮的原理。在相同材料、相同厚度、相同直徑元件的條件下，熱成形的封頭直徑冷縮量大于冷成形的回彈量;熱成形的冷縮量大于溫成形的冷縮量。因此，依據(jù)材質(zhì)、板厚、直徑和成形設(shè)備的能力，選擇成形的溫度。例如較大厚度、大直徑的封頭，因板寬的限制，常采用瓜瓣結(jié)構(gòu)，因此可采用溫成形，可以顯著降低其冷縮量，且每塊瓜瓣的變形量相近，有利于組焊時(shí)進(jìn)行錯(cuò)邊量、直徑和圓度的有效控制。封頭或筒體熱成形時(shí)，鋼板溫度較高，屈服強(qiáng)度降低，在拉應(yīng)力的作用下，板厚方向的減薄量較大，長度方向的延伸量較大。顯而易見，封頭或筒體的鋼板工藝厚度應(yīng)增加，下料尺寸應(yīng)該適當(dāng)減少。封頭整體熱壓成形的胎模具尺寸與整體冷成形的胎模具尺寸有顯著區(qū)別;相同的鋼板厚度，不同曲率的筒體，熱卷的減薄量也不相同。

3.2壓力試驗(yàn)質(zhì)量控制

壓力試驗(yàn)是壓力容器制造過程中的一個(gè)重大里程碑，是驗(yàn)證產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的重要手段，GB150.4—2011和TSG21—2016都對壓力容器壓力試驗(yàn)的介質(zhì)、壓力、保壓時(shí)間、過程控制、壓力試驗(yàn)合格要求進(jìn)行了規(guī)定。目前，壓力容器檢驗(yàn)運(yùn)用最為廣泛的是以水為介質(zhì)的壓力試驗(yàn)，稱為水壓試驗(yàn)。水壓試驗(yàn)要嚴(yán)格控制各個(gè)環(huán)節(jié)，做好試壓前的準(zhǔn)備工作，注意升壓和保壓的各個(gè)步驟、壓力試驗(yàn)順序等事項(xiàng)，它的準(zhǔn)確性直接影響了壓力容器的安全性和可靠性，關(guān)系到壓力容器后期使用的安全隱患。

3.3強(qiáng)化焊接工序控制

焊接工序?qū)儆趬毫θ萜髦圃斓年P(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為最常見的制造工序，焊接工序?qū)|(zhì)量的影響極為深遠(yuǎn)。焊接操作需要得到合格焊接工藝和高資質(zhì)焊工的支持。相應(yīng)焊接工藝設(shè)備和材料也直接影響焊接質(zhì)量。焊接前預(yù)熱對壓力容器焊接質(zhì)量有決定性作用。焊接預(yù)熱能夠降低焊接后的冷卻速度，且能夠有效減緩淬硬傾向，預(yù)防焊接裂紋。在焊接件預(yù)熱溫度較低時(shí)進(jìn)行焊接，能夠提高焊接工作效率，但會(huì)增加焊接裂紋出現(xiàn)的幾率。這種情況下焊接人員需刨除焊縫重新焊接，不僅浪費(fèi)時(shí)間和材料，還影響了整體的生產(chǎn)進(jìn)度。因此，必須保證焊工認(rèn)識(shí)到焊接預(yù)熱的重要性，輔以適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)和技術(shù)交底，積極引進(jìn)新型焊接工藝和設(shè)備，同時(shí)嚴(yán)格檢查焊接質(zhì)量，從而為提高壓力容器制造質(zhì)量提供支持。壓力容器焊接質(zhì)量檢查中，需及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除安全隱患。此外，要做好不良焊縫返修工作，以壓縮制造成本，同時(shí)保證制造質(zhì)量。

結(jié)語

越來越多的新科技以及新技術(shù)在人們的生活中出現(xiàn)，所以在一些大型機(jī)器使用的時(shí)候，一定要注意它的日常檢修與維護(hù)，以防止它中間所需的零部件出現(xiàn)紕漏從而影響工作的繼續(xù)運(yùn)行。根據(jù)上文所述，可以更加地了解壓力容器所應(yīng)用的領(lǐng)域范圍，它繁瑣的生產(chǎn)步驟，它的每一道工序都需要耗費(fèi)巨大的精力與人力，它要求生產(chǎn)所需的材料達(dá)標(biāo)，要求每一個(gè)零部件的完美結(jié)合焊接，所以不論是它消耗的大量的人力、精力，還是它的繁瑣生產(chǎn)步驟，都要確保每一道工序高質(zhì)量的順利進(jìn)行，安排好每一個(gè)步驟負(fù)責(zé)檢驗(yàn)的人員，認(rèn)真細(xì)心的發(fā)現(xiàn)所有會(huì)出現(xiàn)的各種狀況，從而可以更好地做到改善，為我國的裝備發(fā)展奠定基礎(chǔ)，創(chuàng)造更加優(yōu)秀的條件。

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