壓力容器制造常見問題及解決措施探討

摘 要：本文簡述了壓力容器特征，對壓力容器制造過程中的應力腐蝕產生的裂紋、封頭變形、氫脆現象、材料代用、焊接縫的布置等常見問題進行了詳細介紹，并闡述了相應問題的具體解決措施。

關鍵詞：容器制造；壓力容器；問題及對策；特征

中圖分類號：F40 文獻標識碼：A

1壓力容器特征分析

由于壓力容器具有較多的種類，結構也較為復雜，就使得其應用的范圍較為廣泛，在醫藥、化工、食品等行業中得到了應用。因此，隨著相關需求的不斷增長，壓力容器的種類也越來越多。由于產品結構及參數的不同，即使是同一類的產品在實際生產應用中也會根據相關的需要進行相關地調整，結構上的差異，就會導致制造工藝的不同。安全性較高。壓力容器的應用范圍往往是處在高溫、高壓、腐蝕性較高的環境中，經過較長時間地使用，其承裝的介質也都是些較為危險的物品，所以壓力容器的安全性是其最為重要的指標要求。具有較高的指標要求，就必須要嚴格遵循相關的技術標規范。

2壓力容器常見問題

2.1應力腐蝕產生的裂紋

對壓力容器進行焊接的時候，當相鄰的母材產生大于100度的溫差梯度時，就會在鐵素體鋼及其他材料中引起較為不均勻的塑性應變，而在隨后進行的冷卷、矯形等相關工藝中，將產生一個峰值應力達到頂點的殘余應力場，并引起焊接引起的焊縫組織和性能的變化，由此會發展成為應力腐蝕裂紋，它能夠影響壓力容器的正常工作，并可能引發泄露事故，其危害性是巨大的。根據相關報道，由于在設備腐蝕造成的安全事故，其在總事故中的比例是較大的，應力腐蝕所占的比例更是高達35%，由此可見其危害是極大的。

2.2封頭變形

壓力容器封頭變形是指，壓力容器或者是其某一部件的幾何尺寸與設計標準不一致，且誤差超出了設計的標準。根據變形原因的不同，封頭變形可以分為火焰切割引起的變形，加工失穩產生的變形、焊接和熱處理變形等是由于應變力引起的變形；相關的誤差引起的變形和相關的組裝引起的變形等是由于相關的加工誤差引起的。在操作的工程中，對于壓力容器封頭變形可以進行矯正，但是矯正的難度比較大，工序也是相當的復雜，有一些變形則是無法矯正的，只能使其成為不合格的產品，從而造成極大的浪費，增加了生產成本，不利于企業的長期發展。

2.3氫脆現象

壓力容器的氫脆是指金屬材料在進行生成的工程中吸收了氫原子，并存在于金屬內，能夠使壓力容器壁受腐蝕，從而導致其機械性能發生明顯的變壞，并造成材料的強度降低和可塑性較差，導致開裂和延遲性的脆性破壞。這是破壞性極為強烈的氫原子，有些是設備中本來就存在的，或者是在進行電鍍等相關工藝時吸收進來的，氫脆能夠嚴重的縮短容器的使用壽命。

2.4材料的代用

選用優等材料來代替劣質的材料，在壓力容器的制造工程中一般是較為有益的，性能較為有益的材料往往能夠在壓力的制造及使用中體現出較好的強度和可靠性。但是，在不同的情況下，可能會造成材料性能的巨大變化，高性能材料也是如此。因而，如果忽略了高性能材料在特殊情況下的性能變化，而盲目的憑借常溫下具有的優勢來進行判斷其優劣是較為危險的。例如：鎮靜鋼在許多方面的性能都是優于沸騰鋼的，但是在進行制作搪瓷玻璃容器的時候，沸騰鋼的效果卻是要好于鎮靜鋼。除此之外，以厚代薄的現象也是較為嚴重的現象，其往往會造成容器連接結構的變化，發生這樣的變化之后。容器殼體的受力情況就會發生相應的變化，由原來的平面應力狀態轉變為平面應變狀態，這種受力狀態的變化對于容器來說是極為不利的，因此，有可能引起容器壁產生三向拉力不平衡從而造成斷裂。

2.5焊接縫的布置

壓力容器在制造的過程中，縱向的焊接縫往往會比橫向的焊接縫更牢固，此外，當容器壁較為薄的時候，焊接縫的分布就會對容器的強度造成一些影響，需要盡量的避免焊接縫重疊，不能使焊接縫較為接近，在實際的操作過程中，十字型焊接縫疊加的現象較為嚴重。

3壓力容器常見問題解決措施

3.1防治應力裂紋

具體措施要結合操作環境和條件進行分析，找出產生問題的主要原因，焊接應力、溫差應力，及因結構設計不合理而產生的高應力與應力集中，加之材料本身具有的缺陷等。在實際情況中，我們既不能夠消除應力，也不能改變腐蝕的環境，因此需要通過改變材料等方法進行解決。

3.2防止變形

需要認真制定并嚴格遵守制造工藝，保證壓力容器在生產的各個階段都是處于受控狀態，并確保其能夠滿足法規和相關標準，嚴格進行管理，力求避免變形的產生，確保壓力容器的質量符合圖樣和標準。采取對稱切割，在切割之后要進行平整矯形，避免火焰切割變形。為了避免加工失穩變形，可以將殼體組裝成整體，等殼體處于整體穩定的時候，再把加強板撤掉。按照相關的焊接工藝規定，來確保焊接檢驗達到合格標準，能夠最大程度地避免焊接變形。

3.3防止氫脆

可以對鋼材添加相關的元素，例如：鉻元素、鈦元素等，來降低其含碳量，以阻止氫脆現象的產生。通過縮短酸洗的時間，添加緩慢腐蝕劑，并進行電鍍等方式，減少氫的存在。可以采用真空加熱的工序進行處理，消除氫脆現象。

3.4材料選用

材料的選擇需要符合國家及行業的相關標準，材料的替用，必須要進行書面申請，在取得相關設計人員的許可之后，才能夠進行代換。對于進行替換的相關規定，需要結合具體實際，在工作中進行落實。

3.5焊縫問題

壓力容器在制造過程中，焊縫疊加是不可取的。但是，在實際情況中，這種情況卻是不可避免的，為了能夠進一步確保壓力容器的安全性和具有較高的強度，在進行材料尺寸的選擇時；拼版方案，簡體組等方面需要最大限度的避免焊縫的重疊，即使是實際情況中無法避免焊接疊加，在進行疊加之前，需要對容器的應力情況進行完整的分析，確定疊加之后，不會對容器的強度產生明顯的影響。

結語

壓力容器在制造的過程需要注意的問題有很多，本文只介紹這幾種。在進行設計、生產時，每個環節都要認真進行，防止出現質量問題。在相關的標注指導下進行規范化的生產，嚴格進行檢查和驗收，保證壓力容器的性能。

參考文獻

[1]陳月紅.壓力容器中常見問題分析[J]，2010.

[2]張慧娟.壓力容器制造中應該考慮的問題[J]，2008.