壓力容器制造中的常見質(zhì)量問題與處理策略

凡伏來

摘要：近年來，隨著我國化工的發(fā)展和國家對安全、節(jié)能、環(huán)保等要求的提高。壓力容器的生產(chǎn)和質(zhì)量控制已成為行業(yè)優(yōu)先事項(xiàng)之一。考慮到壓力容器制造過程的相對復(fù)雜性，該過程包括材料、焊接、機(jī)械加工等環(huán)節(jié)。壓力容器通常用于惡劣環(huán)境，因此，特別重要的是在生產(chǎn)過程中要很好地控制質(zhì)量，避免因質(zhì)量問題造成后續(xù)使用的事故。

關(guān)鍵詞：壓力容器制造;常見質(zhì)量問題;處理策略

引言

在航空航天、化學(xué)和我國軍事中使用壓力容器，其中化學(xué)工業(yè)是應(yīng)用最廣泛的行業(yè)。壓力容器在安全密封方面具有很大優(yōu)勢，在化工生產(chǎn)中也起著重要作用。隨著科技的發(fā)展，壓力容器越來越多地出現(xiàn)在市場上，但這些壓力容器在質(zhì)量上完全不同。造成這種情況的主要原因是加工質(zhì)量沒有受到嚴(yán)格控制。壓力容器制造過程中經(jīng)常出現(xiàn)一些質(zhì)量問題。只有有效解決這些質(zhì)量問題，才能確保壓力容器的質(zhì)量能夠滿足實(shí)際需要。

1壓力容器制造中存在的質(zhì)量問題

1.1制造過程出現(xiàn)變形現(xiàn)象

許多壓力容器在制造過程中變形，大大降低了壓力容器的質(zhì)量，也可能導(dǎo)致制造過程中的潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。通過對生產(chǎn)中變形原因的研究和總結(jié)，發(fā)現(xiàn)許多因素可能導(dǎo)致變形。例如，如果壓力容器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，且部件具有許多焊縫，則容器在焊后應(yīng)力集中時(shí)會變形。當(dāng)壓力元件發(fā)生嚴(yán)重碰撞時(shí)，通常會發(fā)生變形。

1.2焊接質(zhì)量問題

焊接是制造壓力容器的必要過程。壓力容器的制造質(zhì)量直接取決于焊接技術(shù)水平。比如，焊接過程中焊接人員沒有嚴(yán)格遵守技術(shù)規(guī)范要求，或者在某一焊接工藝中控制不準(zhǔn)確，導(dǎo)致焊接部位承受強(qiáng)度的能力明顯下降，潛在安全風(fēng)險(xiǎn)較高。具有此類問題的焊接部位很快會在腐蝕性工作環(huán)境中腐蝕，導(dǎo)致安全事故。

1.3原材料質(zhì)量問題

壓力容器制造和使用的安全要求很高，因此企業(yè)在選擇材料時(shí)應(yīng)把原材料作為質(zhì)量控制的起點(diǎn)。當(dāng)前，在選擇原料時(shí)，主要存在以下問題：第一，原料的化學(xué)成分不足，例如，在生產(chǎn)過程中使用低合金鋼而不是未經(jīng)許可使用成本較低的碳鋼。碳鋼雖然價(jià)格較低，但其力學(xué)性能接近于低合金鋼，但其焊接性和耐腐蝕性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低合金鋼。由于大多數(shù)壓力容器都是壓力支承部件，因此在選擇類型時(shí)，有必要選擇化學(xué)成分適宜的材料，特別是在溫度高、壓力大、腐蝕高的條件下，壓力容器容易受到損害，所有這些條件都對原材料的選擇構(gòu)成挑戰(zhàn)。第二，壓力容器壁厚的設(shè)計(jì)不合理。出于安全考慮，壓力容器壁厚在設(shè)計(jì)過程中單方面增加，導(dǎo)致成本損失和生產(chǎn)成本增加，同時(shí)增加焊接負(fù)荷。在某些情況下，用薄取代厚不是安全的選擇。例如，在選擇用于平衡焊縫和起皺順序的材料時(shí)，用薄取代厚會導(dǎo)致壓力容器的剛性變形，大大超過設(shè)計(jì)能力，從而危及壓力容器的使用安全。

2壓力容器制造過程質(zhì)量優(yōu)化策略

2.1對技術(shù)流程進(jìn)行規(guī)范，對變形程度進(jìn)行減小

壓力容器變形的一般問題應(yīng)由以下幾個(gè)方面控制：第一，工作人員必須嚴(yán)格遵守程序，實(shí)時(shí)監(jiān)測各種作業(yè)情況，在設(shè)計(jì)壓力容器時(shí)應(yīng)考慮到生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤，例如，考慮到冷磨劑的熱膨脹，應(yīng)考慮熱磨劑的冷收縮。為了避免變形引起的計(jì)算誤差，在加工壓力容器時(shí)經(jīng)常會遇到導(dǎo)致產(chǎn)生巨大強(qiáng)制力的熱工過程。當(dāng)強(qiáng)制力和限度持平時(shí)，會產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力，從而增加壓力容器變形和裂紋的可能性。在實(shí)際制造過程中，需要采取有效措施消除產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力，同時(shí)嚴(yán)格控制加工階段的溫度。為了隔離火焰溫度和更好的熱處理，可以在爐壁火焰噴嘴位置安裝火墻。壓力容器殼厚度不足時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際加工情況采取適當(dāng)措施加強(qiáng)內(nèi)部厚度，以穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境。

2.2強(qiáng)化焊接工序控制

焊接是壓力容器制造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。作為最常見的生產(chǎn)工藝，焊接工藝對質(zhì)量有著深刻的影響。焊接需要熟練的焊接工藝和高素質(zhì)的焊工的支持。相應(yīng)的焊接工藝設(shè)備和材料也直接影響焊接質(zhì)量。焊接前預(yù)熱對壓力容器的焊接質(zhì)量起著舉足輕重的作用。焊接預(yù)熱能降低焊后冷卻速度，并能有效減緩凝固趨勢，防止焊接裂紋。低溫預(yù)熱焊接可以提高焊接工作效率，但會增加出現(xiàn)焊接裂紋的可能性。在這種情況下，焊工需要拆除焊縫，重新焊接，這不僅浪費(fèi)了時(shí)間和材料，還影響了總的生產(chǎn)時(shí)間表。因此，必須確保焊工認(rèn)識到焊接預(yù)熱的重要性，積極引進(jìn)新的焊接工藝和設(shè)備，并進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)和技術(shù)交底，并嚴(yán)格檢查焊接質(zhì)量，為提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量提供支持。檢查壓力容器焊接質(zhì)量時(shí)，必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除潛在的安全威脅。

2.3嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

壓力容器的制造和使用需要高度的安全要求，因此必須在制造前及時(shí)對有關(guān)材料進(jìn)行質(zhì)量控制。重點(diǎn)研究原料的化學(xué)成分和壓力容器壁厚設(shè)計(jì)的合理性。結(jié)合目前的研究，可以發(fā)現(xiàn)一些企業(yè)在壓力容器制造中使用私人碳鋼而不是低合金鋼。碳鋼與低合金鋼具有幾乎相同的力學(xué)性能。但是，由于缺乏耐腐蝕性和焊接性，碳鋼壓力容器在高壓、高溫和高腐蝕條件下容易損壞，造成安全問題。壓力容器壁厚的不合理設(shè)計(jì)具有深遠(yuǎn)的影響。一些公司私下增加壓力容器的壁厚，從而增加了制造成本和廢物材料，進(jìn)而增加了焊接負(fù)擔(dān)。例如，起皺順序和補(bǔ)償器由較厚的材料組成，導(dǎo)致壓力容器的剛度不符合設(shè)計(jì)要求，也可能引起安全問題。為了避免壓力容器制造過程中與材料有關(guān)的質(zhì)量問題，企業(yè)必須在原材料采購過程中檢查材料的機(jī)械和化學(xué)特性，確保原材料的選擇完全符合設(shè)計(jì)要求，從而有效避免不合格原材料造成的質(zhì)量問題。此外，還需要進(jìn)行精確計(jì)算和智能設(shè)計(jì)，確保壓力容器的壁厚和強(qiáng)度符合要求，努力降低壓力容器的質(zhì)量，從而降低制造、安裝和焊接成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)束語

壓力容器制造中存在許多質(zhì)量問題，嚴(yán)重影響壓力容器的質(zhì)量和生產(chǎn)的職業(yè)安全。在此基礎(chǔ)上，有必要處理、總結(jié)分析生產(chǎn)過程中的質(zhì)量問題，制定解決質(zhì)量問題的對策，通過嚴(yán)格的原材料質(zhì)量控制、技術(shù)工藝標(biāo)準(zhǔn)化、降低變形程度、考慮焊接工藝，進(jìn)一步提高壓力容器的生產(chǎn)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]張靈.壓力容器制造的質(zhì)量控制策略研究[J].科技風(fēng)，2020（11）：174.

[2]夏紅慶.鍋爐壓力容器在制造過程中的監(jiān)督檢驗(yàn)工作要點(diǎn)[J].設(shè)備管理與維修，2020（24）：100-102.

[3]邱伏禮，盧海雁，唐麗.壓力容器制造過程中的變形控制要點(diǎn)[J].化工管理，2021（2）：147-148.

[4]林忠拉.壓力容器封頭制造中存在的問題及技術(shù)分析[J].中國設(shè)備工程，2021（1）：226-227.