新形勢下壓力容器制造企業(yè)的生產運營優(yōu)化策略

徐海洋

山東理工大學 山東 淄博 255000

引言

近年來，國家加大對壓力容器制造產業(yè)支持力度，出臺多項相關政策文件以推動其進一步發(fā)展。在此背景下，我國壓力容器制造業(yè)呈現出一派繁榮景象，并逐漸成為國民經濟的重要支柱產業(yè)之一。目前我國壓力容器制造企業(yè)普遍存在著產能過剩，產品質量良莠不齊等諸多問題。為提高我國壓力容器制造產業(yè)核心競爭力，應積極轉變傳統(tǒng)生產理念和模式，將創(chuàng)新思維融入企業(yè)日常工作之中，通過引入先進科學技術手段，加強企業(yè)技術創(chuàng)新，從而達到改善產品結構，降低企業(yè)生產成本，增加經濟效益的目的。同時，也能使企業(yè)適應當前市場環(huán)境變化需求，獲得更為廣闊的發(fā)展前景。

1 新形勢下壓力容器制造企業(yè)的現狀

1.1 設備落后

設備陳舊是影響壓力容器產品質量的關鍵因素之一。目前，大多數壓力容器制造企業(yè)都面臨著設備老化問題。由于我國幅員遼闊，地形復雜多樣，所以在實際使用中，需要對各種不同類型的容器進行分類加工處理才能保證其正常運行[1]。

1.2 工藝單一

現階段壓力容器制造企業(yè)普遍采用手工焊接技術制作壓力容器，這種方式不僅費時費力而且勞動強度大，嚴重制約了我國壓力容器制造企業(yè)生產規(guī)模擴大與生產能力增強。此外，傳統(tǒng)的焊接方法還容易導致焊縫出現裂紋以及氣孔缺陷。

1.3 管理粗放，安全風險高

隨著經濟全球化發(fā)展速度不斷加快，我國越來越多的壓力容器出口至海外。與此同時，壓力容器作為一種特種設備，具有極高的危險性和危害性，一旦泄露將會帶來巨大的經濟損失及社會危害。例如：焊接操作人員技術水平不高，安全意識薄弱等都是導致壓力容器安全事故頻發(fā)的主要原因。另外，由于焊接環(huán)境差、焊工缺乏專業(yè)技能也使得壓力容器制造安全性較低。這些問題的發(fā)生不僅會影響到壓力容器整體質量水平的提升，還會造成人員傷亡甚至財產損失。因此必須要重視對其進行有效控制。

1.4 傳統(tǒng)工藝無法滿足當下市場

隨著經濟發(fā)展速度的加快，人們對于產品質量要求越來越高，這就需要企業(yè)能夠及時調整生產方案。而在現代工業(yè)生產過程中，焊接工藝占據了十分重要的地位，它決定著整個生產流程是否可以安全穩(wěn)定地運行。傳統(tǒng)的焊接加工方法已經不能適應當前市場需求。傳統(tǒng)工藝存在著諸多弊端[2]：①在材料選擇上不合理，不利于節(jié)約成本；②操作流程煩瑣且耗時較長，容易造成人為錯誤。③焊接質量控制難度大，存在諸多問題有待解決。例如：材料選擇不當；焊縫缺陷多；未按標準要求進行坡口加工等；焊前準備不足，影響后續(xù)焊接質量；焊接順序不合理等。

1.5 工作人員技術水平較低

當前社會經濟發(fā)展速度不斷加快，對于壓力容器產品的需求量也在持續(xù)增加。但是，我國現階段的壓力容器焊接生產技術水平還存在一定差距。一方面是因為壓力容器本身具有較強危險性，另一方面是由于壓力容器焊接生產過程涉及眾多專業(yè)領域，必須要有相應的技術人才來承擔起這一重要任務。所以，為了進一步促進壓力容器焊接產業(yè)的健康發(fā)展，就應該加大對從業(yè)人員的專業(yè)培訓力度，從而使其更好地滿足現代工業(yè)發(fā)展需求。

1.6 壓力容器的設計有待完善

目前我國的壓力容器設計水平較低，很多時候還存在一些缺陷，導致其無法達到安全標準要求。其中最常見的問題包括：應力分布不均勻、壁厚不均以及焊縫疲勞破壞等。這說明了我國的壓力容器設計還處于初級階段，還需要進一步提高設計水平。主要體現為結構設計不合理、材料選擇不當以及結構強度不足等方面，從而導致容器出現開裂甚至破裂現象，這些都嚴重影響著壓力容器的安全性，不利于提高壓力容器的使用效果。

2 新常態(tài)下壓力容器制造企業(yè)的生產運營優(yōu)化

2.1 壓力容器制造過程中的設備優(yōu)化

設備與工藝是實現容器質量提升的關鍵因素。因此，在當前壓力容器制造行業(yè)不斷發(fā)展壯大的同時，也需要做好相關工作以保障設備和工藝技術的有效運用。在壓力容器制造過程中引進先進的設備需要從多方面入手[3]：首先，要保證設備選型科學合理。設備選型應充分考慮到自身實際情況及所需功能，進而根據具體要求科學制定出最佳方案。此外，還應注重設備運行維護方式，避免因設備故障而影響正常使用。選擇合適類型設備進行應用，不僅可以減少成本投入，還能夠為后續(xù)工作提供良好支撐條件。除此之外，還必須嚴格按照標準對設備質量實施監(jiān)督檢測，及時發(fā)現問題并及時解決問題，這樣才會使設備發(fā)揮其真正作用。其次，要積極更新設備，以實現生產效率最大化，同時也能滿足市場發(fā)展需求。還要重視安全防護措施，做好日常檢修與保養(yǎng)工作。只有如此才能最大限度降低安全隱患，延長使用壽命。最后，還要不斷優(yōu)化焊接工藝，完善配套設施，從而更好地適應市場需求。

2.2 強化壓力容器制造過程中各環(huán)節(jié)工藝管理

2.2.1 加強無損檢測力度。在保證產品質量前提下，盡可能地降低因缺陷而引發(fā)事故的發(fā)生率，提高產品合格率。如，在檢驗過程中需定期開展超聲波探傷檢查，及時發(fā)現潛在危險隱患，并及時采取措施予以消除，避免產生嚴重后果。

2.2.2 嚴格落實“三檢”制度。壓力容器制造企業(yè)在制定檢驗方案時首先需要對原材料進行全面質量控制，確保原材料符合相關標準要求；其次是做好焊接工序前準備工作，包括焊縫坡口加工與焊接方法選擇等。此外，還必須嚴格執(zhí)行射線照相監(jiān)督檢驗制度。

2.2.3 加強安全管理，提高工作人員素質。通過強化員工培訓教育，提升人員綜合能力水平，從而保障壓力容器制造企業(yè)各項工作有序展開。

2.2.4 建立完善的管理制度，保證產品質量。從設計源頭到制作安裝各個環(huán)節(jié)都應該嚴格遵守國家法律法規(guī)和技術標準。同時，還應結合壓力容器使用情況制定相應的檢修計劃，以減少因使用不當而導致的事故。建立健全規(guī)章制度和健全相關法律體系。一是要健全質量檢驗管理體系，二是要嚴格按照質量標準組織生產作業(yè)，三是要定期開展產品缺陷檢測。目前，我國已經初步形成了比較完善的法規(guī)體系，為保證壓力容器焊接質量提供了堅實的法律依據。

2.2.5 積極采用先進的工藝裝備，確保產品質量穩(wěn)定可靠。通過引進先進設備，優(yōu)化生產工藝過程等手段來改善產品質量，加強新材料、新工藝的開發(fā)與應用。目前，國內外對于激光焊接技術已經有較成熟的研究成果。隨著科技的不斷發(fā)展，激光焊接技術必將得到更加廣泛的推廣應用。

在眾多激光熔覆應用案例當中，以激光熔覆Ni基合金涂層為主線，主要集中研究了3種類型的激光器：CO2激光器、YAG激光器和Nd∶YVO4激光器，分別對應兩種不同的激光功率范圍。這類激光功率范圍廣，適用于各種基材。其中，YAG激光器由于其獨特的光學性能而被廣泛使用于激光熔覆領域。根據現有激光熔覆裝備的特點，提出一種基于DSP的激光電源控制系統(tǒng)方案，通過合理選擇硬件電路結構及軟件算法，提高整機運行可靠性，降低制造成本。然后，為滿足激光功率控制精度要求高，實時性強的要求，采用雙閉環(huán)PID控制算法對電源進行閉環(huán)控制。最后，結合實驗測試結果分析，驗證所開發(fā)樣機各項技術指標達到預期目標。

2.3 完善傳統(tǒng)工藝，引進先進工藝

在傳統(tǒng)制造模式基礎上創(chuàng)新發(fā)展新工藝，實現制造流程的全面升級與改造。通過引入現代機械制造工藝手段，進一步增強壓力容器制造工藝水平及可靠性。另外，應結合具體工程實際情況，制定切實可行的實施方案。如針對大型復雜壓力容器，可采用焊接技術或真空釬焊法；對于小型壓力容器，則可以利用焊條電弧焊方式來實施加工制作[4]。除此之外，還應重視對原材料質量控制，確保產品質量滿足相關標準要求。要加強壓力容器檢驗管理，并定期開展定期檢驗活動。同時還需注重壓力容器結構完整性以及材料選用等方面。此外，還應加大對無損檢測方法的運用力度，從而保證產品性能的穩(wěn)定性。通過先進制造工藝技術應用，將傳統(tǒng)制造工藝流程進行徹底改善和完善，進而降低壓力容器制造安全風險發(fā)生率。

2.4 提高生產工藝工作人員的綜合素養(yǎng)

首先，應加強企業(yè)管理人員以及技術人員的綜合素質培養(yǎng)工作，提高他們的專業(yè)技能與職業(yè)道德素養(yǎng)。其次，還要做好員工的技術培訓工作，只有這樣才能從根本上確保整個焊接工藝過程處于良好狀態(tài)。嚴格規(guī)定工作人員按照標準操作，這也要求工作人員不但需要具備扎實的理論知識基礎，同時還應熟練掌握各項操作技能，并能夠將其靈活應用到實際工作中去，以滿足現代工業(yè)發(fā)展對人才的需求。

建立完善的培訓機制，通過開展多種形式的培訓班可以有效提升從業(yè)人員的技能水平和專業(yè)能力。加強監(jiān)管與監(jiān)督檢查。壓力容器焊接過程中涉及較多環(huán)節(jié)，而且每個工序都有可能發(fā)生安全隱患，因此必須要嚴格按照操作規(guī)程進行操作才能確保產品質量合格，及時發(fā)現問題，及時解決。在具體生產過程中還應當注重無損檢驗技術的使用，從而避免安全事故的發(fā)生。

2.5 完善壓力容器設計管理，提高生產效率

首先，加強壓力容器設計環(huán)節(jié)的管理，確保結構設計合理；其次，通過改進生產工藝提高制造效率，降低能耗；最后，積極研發(fā)先進高效的檢測儀器與工藝，提升焊縫質量[5]。一些新型自動化焊接設備應運而生并廣泛應用于工業(yè)生產中，其中激光熔覆技術便是典型代表之一。該技術利用特殊材料作為熱源，借助高能激光束產生大量高溫熔化金屬或非金屬粉末，形成具有一定厚度和硬度的熔覆層，進而快速填充焊道間隙，完成工件表面或內部連接。與常規(guī)焊接相比，激光熔覆具有以下優(yōu)點：

2.5.1 成形速度快。由于采用了高能量密度的激光器，因此其成形時間短，效率高，并且能夠滿足不同尺寸工件對焊縫質量要求高的特點；同時也能減少能耗。此外，還具有良好的經濟性。

2.5.2 表面光潔平整且無飛濺現象發(fā)生。由于激光作用于被焊構件表面后迅速氣化冷卻，因而不會出現氣孔及夾渣等鑄造缺陷，從而大大提高了零件的使用壽命。另外，由于不需要預熱處理，故可省去昂貴的保溫設備。

2.5.3 操作簡單，易于掌握，無須專用夾具即可實施自動加工。與傳統(tǒng)焊接方法相比，不僅焊工勞動強度大大降低，而且生產效率和經濟效益明顯提高。尤其適合大批量，多品種、小批量生產的情況。特別是適用于長周期生產，便于批量化生產。

2.5.4 可實現連續(xù)作業(yè)。焊縫質量穩(wěn)定可靠，且具有良好的可維修性能。同時也有利于改善勞動條件，減少環(huán)境污染，降低生產成本。因此，該系統(tǒng)完全滿足現代制造業(yè)發(fā)展對焊接機具提出的新要求。

2.5.5 可以有效避免因局部加熱造成的熱變形等缺陷。通過優(yōu)化焊接參數及焊后熱處理技術來解決此類問題：采用合理的坡口形式和正確的施焊順序，從而減小或防止焊接殘余應力對工件性能的不利影響。例如：增加熔深。適當加大電流以增大焊縫金屬與母材之間的熱膨脹差異等方法均可使焊縫獲得較好的力學性能，為進一步改進焊接工藝提供了可靠依據。

3 結束語

隨著我國經濟建設水平不斷提高，在這種大背景之下，壓力容器制造企業(yè)的競爭壓力越來越大，為了適應市場需求并贏得市場，壓力容器制造企業(yè)必須進行改革創(chuàng)新，提高生產效率以及產品質量。本文介紹了國內外壓力容器制造行業(yè)的現狀，分析研究了新常態(tài)下壓力容器制造企業(yè)的生產運營優(yōu)化策略，希望對其他同類企業(yè)的生產運營有一定借鑒。