淺談壓力容器的設計與制造

摘要：壓力容器在生產、生活中的使用較為廣泛，因此對其設計生產的要求頗高。對于壓力容器來說，一是要嚴格按標準規范要求設計，二是要注意制造過程中的一些問題。本文闡述壓力容器的構成和特點、設計質量的影響因素及控制、制造質量的影響因素及控制、無損檢測。

關鍵詞:壓力容器 設計 制造 措施

壓力容器應用廣泛，一旦它的質量不過關，就可能出現安全事故，造成極大影響和損失。壓力容器的質量與設計、制造、安裝等程序有關，其中制造質量最為關鍵。目前，就壓力容器的制造來說，主要由設計、機加工、鉚接、焊接、計量理化和檢驗等程序組成，各程序相互聯系，相互配合，相互制約，從而共同完成壓力容器產品的制造任務。本文基于壓力容器制造的構成和特點，從設計時標準的選用、材料代用、焊后熱處理及產品焊接試板等方面，分析了壓力容器制造中常見問題。

一、壓力容器的構成和特點

1、產品結構和參數的多樣性。壓力容器產品適用范圍廣，如制藥、化工、石油、冶煉、飲食等行業，產品具有品種繁多的特點，即使是同類產品中，也會因客戶需求上的差異，造成產品結構上的不同，進而引起制造工藝上的多樣性。

2、有較高的安全性要求。壓力容器制造，必須遵循大量的、強制性的標準和規范，并且標準和規范具有時效性。壓力容器產品因其多在高溫、高壓、真空、腐蝕等環境條件下長期運行，而所盛裝的介質常為易燃、易爆、劇毒、有害物質，因此產品的安全性被放在首位，產品從設計開始，就需要遵循強制性的標準和規范，如GB150、GB151等等。

隨著科學技術的不斷進步，新技術、新工藝、新材料和新的管理手段的運用，加速了標準和規范的更新。例如舊標準受當時的技術和經濟條件的限制和制約，以考慮安全性為主，忽略了客戶對經濟性的關注；新標準在新思想的影響下，制定者已意識到客戶對經濟性的需求是不可忽視的，故新標準逐漸把經濟因素放到了比較重要的位置，這體現在新標準中對安全系數的降低。

3、制造過程中存在著許多相似的信息。在壓力容器產品制造的統計過程中，發現其中存在著許多相似信息，如工藝流程的相似性、零部件幾何形狀之間的相似性、產品結構之間的相似性、同事物處理過程之間的相似性。對這些相似信息的利用，能有效地提高企業的競爭力。

4、設計具有較強的專業性。壓力容器產品不同于通用機械產品，在運用軟件技術進行產品設計時，不僅要求人員掌握先進的計算機技術，更要具備化工設備的整體設計思想。

5、涉及多行業、多學科的綜合性產品。壓力容器制造技術涉及到冶金、機械加工、腐蝕與防腐、無損檢測、安全防護等眾多行業，因此制造過程要求多行業、多學科、多方面的協作共同來完成，并且為確保產品質量，形成了以職能為中心的、以控制為導向的機械式組織結構。

6、結構復雜，多種多樣。使產品的品種增多，但組成產品的各部分組件間聯系相對松散，產品便于進行系列化和模塊化。

7、焊接質量是主要的質量控制點。制造過程是以鈑金件的焊接質量為主要質量控制點，同時也是制造過程的薄弱環節。

二、壓力容器設計質量的影響因素及控制措施

壓力容器作為特種設備之一，設計質量的好壞是關于其整體質量的第一步。由壓力容器質量安全所引發的事故不計其數，同時也給國民經濟的發展帶來了巨大的影響。因此，壓力容器質量安全的形勢十分的嚴峻，應從生產的眾多方面著手，不斷的完善和解決生產安全方面所存在的不足。設計質量的提高要求技術人員要根據壓力容器的特性，對其材料和零部件的選取等方面進行充分的斟酌和試驗。同時，設計單位技術力量也尤為重要，一些設計團隊的技術支持水平較低，甚至直接導致設計時選用的標準不正確情況的發生。壓力容器對工作環境要有很大程度的適應性，因此材料選擇尤為重要。為保證壓力容器的質量，盡量減少安全事故的發生，應正確的進行選材、用材。選材不當、材料誤用、材料缺陷等材料原因是造成壓力容器設備事故的主要原因之一。首先，在壓力容器設計過程中，根據容器的具體工作環境及用途，分析材料材質的化學成分及屬性。在考慮材料的適用性的同時，也應綜合考慮材料的成本，進而綜合各種因素選擇既符合生產要求又經濟實惠的材料。在引進材料過程中應加強管制，對是否符合該設備的設計技術要求，化學成分、力學性能、工藝試驗、無損檢測是否符合要求等方面也要加強監管。

三、壓力容器制造質量的影響因素及控制措施

壓力容器的制造屬于精密儀器的制造，對制造工藝要求比較嚴格。為了保證壓力容器產品形成的各個階段都處于受控狀態，確保產品質量滿足法規、標準的要求，壓力容器制造工藝、生產過程管理、工裝和模具也應該嚴格按照規定進行。制造工藝應嚴格遵守壓力容器制造的工藝流程。鋼制壓力容器大多采用焊接方法制成，壓力容器制造過程中的焊接質量控制變得尤為關鍵。焊接生產也是現代工業生產中制造各種機器部件、工程構件和裝備的主要生產方法之一，使得焊接技術對焊接人員的技術水平要求較高。對焊接材料的使用過程應十分謹慎，避免出現差錯。由壓力容器制造單位的技術部門應提供采購技術條件，詳細規定采購焊接材料的質量要求和標準，管理部門應實行具體的監管。

四、壓力容器無損檢測

無損檢測對壓力容器質量的檢驗起到重要的作用。目前，我國主要采用的檢測方法為射線檢測（ＲＴ）技術。然而，隨著超聲波檢測技術的日益成熟，特別是數字式可記錄超聲波探傷儀在相關領域的廣泛使用，壓力容器焊縫的ＵＴ檢測可與ＲＴ檢測等同采用。以期進一步降低制造成本，提高勞動效率，增強企業市場競爭能力。

五、結束語

壓力容器的制作過程，從設計圖紙的工藝性審核、制作工藝的編制、材料的驗收入庫到制作、檢驗與驗收的各個環節，都是至關重要的。任何一個環節出了問題，都會影響壓力容器的最終質量，所以只有澄清概念，統一思想，達成共識，才能使我們的壓力容器制作水平登上新的臺階。

參考文獻:

[1]GB150-98，鋼制壓力容器[S].

[2]TSGR3001-2006，壓力容器安裝改造維修許可規則[S].

[3]陳月紅.壓力容器制造中常見問題及分析[J].裝備制造技術，2010，(07).

[4]杜俊香.淺談壓力容器制造過程中常見問題研究[J].才智，2011，(17).