壓力容器制造工藝及質(zhì)量控制分析

卞冰 趙劍 劉天保

摘要：壓力容器設(shè)備已廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，因此對(duì)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的工藝要求也很高。對(duì)于壓力容器，所有程序、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合設(shè)計(jì)和制造要求，并應(yīng)注意制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：壓力容器;制造工藝;質(zhì)量提升

近年來(lái)，我國(guó)工業(yè)水平顯著提高，壓力容器生產(chǎn)技術(shù)也取得了明顯進(jìn)步，壓力容器越來(lái)越多地應(yīng)用于石化、航空航天等領(lǐng)域。由于壓力容器設(shè)備對(duì)質(zhì)量要求非常嚴(yán)格，為了保證壓力容器設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量，要分析壓力容器生產(chǎn)的質(zhì)量控制措施，首先要了解壓力容器的相關(guān)理論知識(shí)，明確壓力容器生產(chǎn)制造的相關(guān)要求。

1、壓力容器生產(chǎn)工藝分析

1.1安全要求

鑒于壓力容器使用的特殊性，國(guó)家對(duì)壓力容器的安全生產(chǎn)提出了相關(guān)要求：第一，壓力容器的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)當(dāng)符合壓力容器生產(chǎn)制造的國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)，有效提高壓力容器的質(zhì)量，避免安全問(wèn)題。其次，由于壓力容器設(shè)備主要承受于高溫、高壓及腐蝕性等工作環(huán)境，并且通常用于大型石油化工項(xiàng)目，因此有必要標(biāo)準(zhǔn)化壓力容器制造商的安全行為，確保壓力容器安全標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際實(shí)施。

1.2材料選擇

材料選擇是壓力容器生產(chǎn)的基礎(chǔ)。有意義的材料選擇可以有效地提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量和安全性能。因此，壓力容器材料的選擇必須考慮三個(gè)方面：第一，充分分析材料的物理和化學(xué)性質(zhì)，科學(xué)計(jì)算和確定材料的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性，質(zhì)量檢查符合標(biāo)準(zhǔn)，以便根據(jù)成本管理的合理化選擇相應(yīng)的壓力容器生產(chǎn)材料。其次，在選擇材料后，確保所有材料性能符合相關(guān)安全和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)禁使用劣質(zhì)材料。第三，根據(jù)材料特性選擇合適的制造方法，充分發(fā)揮材料性能，保證壓力容器良好的制造質(zhì)量。

1.3焊接工藝

焊接工藝主要用于連接壓力容器設(shè)備零部件。因此，在壓力容器焊接過(guò)程中，聘請(qǐng)專業(yè)的壓力容器焊接技術(shù)人員，對(duì)編制的壓力容器焊接工藝進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并要求操作人員嚴(yán)格執(zhí)行焊接生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，以避免工藝錯(cuò)誤。此外，應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控壓力容器的整個(gè)焊接過(guò)程，以確保焊接質(zhì)量符合安全要求。

1.4無(wú)損檢測(cè)程序

無(wú)損檢測(cè)是壓力容器設(shè)備必不可少的有效工具。目的是確定壓力容器生產(chǎn)制造過(guò)程中零部件內(nèi)部及表面的結(jié)構(gòu)、狀態(tài)以及否產(chǎn)生缺陷或損壞，進(jìn)而評(píng)估壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量是否合格。目前，我國(guó)常用的壓力容器無(wú)損檢測(cè)程序主要包括射線檢驗(yàn)（RT）、超聲檢測(cè)（UT）、磁粉檢測(cè)（MT）和液體滲透檢測(cè)（PT） 四種。這些測(cè)試程序可以對(duì)壓力容器設(shè)備的整體性能進(jìn)行全面測(cè)試。

2、壓力容器生產(chǎn)的質(zhì)量控制措施

2.1有效控制生產(chǎn)物料的質(zhì)量

壓力容器的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造等各個(gè)環(huán)節(jié)都對(duì)材料提出了嚴(yán)格的要求。對(duì)于壓力容器的生產(chǎn)，首先要根據(jù)壓力容器的使用條件選擇合適的材料。為了確保操作安全，必須根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的技術(shù)要求選擇材料，有效控制生產(chǎn)成本，促進(jìn)生產(chǎn)的順利實(shí)施。材料采購(gòu)必須嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定，并由專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)格控制。只有經(jīng)過(guò)檢查并確認(rèn)合格，才能用于壓力容器的生產(chǎn)。在生產(chǎn)使用材料之前，根據(jù)需要對(duì)來(lái)料進(jìn)行處理。在制造過(guò)程中，如果必須使用特定材料作為原材料的替代品，則必須經(jīng)設(shè)計(jì)單位檢查和批準(zhǔn)，并經(jīng)主管部門(mén)及相關(guān)人員批準(zhǔn)。

2.2制造過(guò)程的有效控制

不同類型的壓力容器具有不同的工作環(huán)境和工作要求。因此，不同壓力容器的生產(chǎn)有其獨(dú)特的制造工藝，同一工藝可能不適用其他類型的壓力容器的生產(chǎn)。以換熱器為例，在正常的生產(chǎn)制造過(guò)程中，每一臺(tái)產(chǎn)品都有其配套的制造文件，為該換熱器生產(chǎn)提供指導(dǎo)，確保其生產(chǎn)質(zhì)量，提高其生產(chǎn)效率，并能有效控制生產(chǎn)成本。為了有效控制制造過(guò)程，必須嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)文件的要求。因此，制造人員應(yīng)充分理解并確認(rèn)工藝流程。為明確生產(chǎn)責(zé)任，確保生產(chǎn)質(zhì)量，壓力容器生產(chǎn)可實(shí)行實(shí)名制，每一工序落實(shí)到人。

2.3檢查容器的形狀、尺寸和質(zhì)量

壓力容器的形狀和尺寸選擇也非常重要。壓力容器與普通容器有明顯區(qū)別。如果其幾何尺寸發(fā)生變化，將影響其可用空間和容器的內(nèi)部壓力，這可能導(dǎo)致內(nèi)部壓力與實(shí)際應(yīng)用情況下的原始設(shè)計(jì)允許壓力之間的偏差。如果偏差超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)，容器的強(qiáng)度將失效。事實(shí)上，在壓力容器的制造中忽視尺寸會(huì)導(dǎo)致許多問(wèn)題。因此，應(yīng)及時(shí)解決尺寸偏差問(wèn)題。為了保證壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)特別注意局部冷卻（局部膨脹、凹陷和錯(cuò)位等）引起的應(yīng)力集中，避免其產(chǎn)生的不利影響。

2.4.焊接質(zhì)量的監(jiān)測(cè)

在壓力容器制造中，焊接是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，焊接質(zhì)量對(duì)壓力容器的質(zhì)量有很大的影響。與其他設(shè)備相比，壓力容器的制造對(duì)焊接工藝有著嚴(yán)格的要求。如果壓力容器的焊接質(zhì)量不合格，則在使用壓力容器時(shí)，焊接接頭會(huì)熔解變形。盡管焊接操作者，按照焊接工藝執(zhí)行符合操作規(guī)范，但材料局部加熱不均勻的問(wèn)題仍然存在，會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中，不利于材料焊接的穩(wěn)定性，并導(dǎo)致焊接零件的缺陷或損壞，以至于引發(fā)了一系列的安全事故。因此，焊接壓力容器必須采用合適的焊接方法，并嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。

2.5壓力試驗(yàn)

所有壓力容器耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)符合《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和GB150 《鋼制壓力容器》的有關(guān)規(guī)定。設(shè)備制成后，必須經(jīng)檢驗(yàn)人員對(duì)外觀，容器內(nèi)部等全部項(xiàng)目檢驗(yàn)合格后方能進(jìn)行耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)。耐壓試驗(yàn)和泄漏試驗(yàn)時(shí)，各部位的緊固螺栓必須裝配齊全，試壓過(guò)程中不得對(duì)容器的所有元件進(jìn)行任何修理或緊固工作。耐壓試驗(yàn)過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)有異常響聲，壓力下降，油漆剝落，或加壓裝置發(fā)生故障等不正?，F(xiàn)象時(shí)應(yīng)立即停止試驗(yàn)并查明原因。

2.6無(wú)損檢測(cè)質(zhì)量控制

無(wú)損檢測(cè)也稱為探傷。無(wú)損檢測(cè)方法通常用于壓力容器的制造過(guò)程，主要有滲透檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、超聲波檢測(cè)和液體滲透檢測(cè)。無(wú)損檢測(cè)時(shí)，首先需要明確設(shè)計(jì)和探傷所需的資格標(biāo)準(zhǔn)，分析是否可以實(shí)施該方法，或根據(jù)圖紙的具體要求實(shí)施探傷方法。此外，無(wú)損檢測(cè)方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)將非常重要。不同的人使用同一臺(tái)機(jī)器，結(jié)果可能不同。這些經(jīng)驗(yàn)豐富的員工獲得的結(jié)果的準(zhǔn)確性通常非常高。探傷檢測(cè)儀器的質(zhì)量也會(huì)對(duì)探傷檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生重大影響。使用不合格的儀器很容易導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。

3、結(jié)論

壓力容器的安全運(yùn)行在很大程度上取決于設(shè)計(jì)和生產(chǎn)質(zhì)量，這與工程師和技術(shù)人員對(duì)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)的正確理解密切相關(guān)。在壓力容器的設(shè)計(jì)和制造中，必須嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行，并且應(yīng)考慮到制造過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，將合格有保證的產(chǎn)品順利交付使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱國(guó)慶.壓力容器設(shè)計(jì)中開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的應(yīng)用分析Ⅱ.現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016（12）.