芻議如何控制壓力容器制造過程中的變形問題

丁超

摘 要：壓力容器是一種特殊儲存設備，使用范圍非常廣闊，特別是在工業(yè)領域，比如：石油業(yè)、化工業(yè)用的較多。一般壓力容器是在特殊的環(huán)境中使用，比如高溫、高壓、易腐蝕的條件下，如果在使用時出現(xiàn)容器變形的問題，將造成嚴重的后果。所以必須提高壓力容器的質(zhì)量，防止使用中結(jié)構(gòu)變形，文章就從壓力容器制造的焊接問題和對策、壓力問題及對策、誤差變形問題和對策展開探討。

關鍵詞：壓力容器；壓力容器制造；變形；對策

在壓力容器的生產(chǎn)過程中，常遇到的難題就是容器變形，如果不能對容器變形問題做出及時有效的處理，將嚴重影響壓力容器的使用質(zhì)量，嚴重的會造成不能投入使用，因此，壓力容器制造企業(yè)必須在生產(chǎn)過程中高度重視容器的變形問題，規(guī)范生產(chǎn)程序和生產(chǎn)工藝，以降低或者杜絕容器變形問題，提高壓力容易的生產(chǎn)質(zhì)量，達到生產(chǎn)標準。文章就對壓力容器生產(chǎn)過程中容易出現(xiàn)的問題和解決措施進行分析。

1原材料誤差影響變形的問題和控制措施

壓力容器的生產(chǎn)原材料主要是鋼材，但是鋼材在運輸或者裝卸時，通常會受到外力的影響發(fā)生變形，彎曲等問題，這樣嚴重影響劃線切割的準確性，影響零件的成型精確度。因此，在運輸和裝卸過程中，應盡量避免鋼材受到擠壓，減少鋼材因外力影響變形，同時，在卸載時對已經(jīng)發(fā)生了變形的鋼材必須做好糾正措施，比如采取矯形措施，提高設備零件精確度，保證壓力容器的生產(chǎn)順利進行。

2 材料切割時發(fā)生的問題和控制措施

造成壓力容器的變形原因之一是下料時零件尺寸出現(xiàn)誤差，制造中使用的零件不符合標準：造成下料尺寸不準的原因是多方面的，主要有：計算失誤、放大樣失誤等，當然也有人為因素，在切割過程中切割人員技術不到位或者操作不規(guī)范等最終造成材料尺寸出現(xiàn)問題。可以采用以下幾種方法使切割更加準備，一是簡節(jié)控制，在切割大直徑的材料時出現(xiàn)問題的較多，切口位置非常容易發(fā)生變形問題，通常情況下，鋼材切割的時候切口溫度較高，但是在切割結(jié)束后，受物理原理"熱脹冷縮"原理的影響，材料容易發(fā)生變形、扭曲等問題，最終導致誤差，影響焊接。這一問題可以通過機械加工或者對稱切割解決，能有效的降低變形。封頭的控制，在已經(jīng)成型的封頭經(jīng)過火焰切割后，切口周圍容易發(fā)生收縮變形，縮小封頭口徑，對于整體成型的封頭端口加工工藝來說，在制造設計時應當把火焰切割帶來的收縮量在其中，從而降低切割變形影響容器變形。

3 制造中成型誤差變形問題和控制措施

在壓力容器的各個部件成型后，容易受磨具或者操作的影響造成變形，主要是因為熱成型封頭發(fā)生脫模現(xiàn)象，一種是在溫度很高時造成脫模，容易造成封頭收縮變形，嚴重的會造成幾何尺寸嚴重超標，另一種是模具設計不周密，當容器的零件成型后，也容易發(fā)生不相符的現(xiàn)象。面對壓力容器成型后變形的問題可以采取以下方法控制：一是要求部件操作人員嚴格按操作工序加工，時常檢查樣板，及時有效的控制加工件的形狀；二是在設計模具時，應當把壓力容器部件在加工或者切割中造成變形的因素充分考慮到其中，熱模具考慮成型部件的冷縮問題，冷模具考慮成型部件的熱脹問題。

4 內(nèi)應力的變形問題和控制措施

在壓力容器的加工過程中，很多工序的要求采用熱加工，壓力容器在組裝時也會產(chǎn)生很大的強制力。在強制力達到一定后會形成內(nèi)應力，在運行時就容易發(fā)生變形和裂縫風險，這種問題需要采取熱處理措施消除內(nèi)應力。首先，在進行熱處理時必須做規(guī)范，處理在溫度均衡時進行，在爐壁火焰的噴嘴位置設計擋火墻，將火焰與熱處理相隔開。其次，如果外殼的直接增大，厚度不足時，要對內(nèi)部進行加強。最后，壓力容器部件容易在高溫狀態(tài)下死去穩(wěn)定性，要根據(jù)時間的加工情況采取相應的處理措施。

5 焊接的變形問題和控制措施

在焊接開始前，必須參照焊接技術的相關要求，選擇符合壓力容器的焊接工藝，比如：焊接程序、焊接時的工藝參數(shù)、方法，要求的環(huán)境以及相關焊接過程中的處理措施。在焊接操作過程中，焊接人員必須嚴格按照工序進行，通過分析壓力容器焊接中的問題，可以采取以下措施進行控制：

（1）如果焊接程序多，持續(xù)時間長，比如：半圓形壓力容器、需要先進行分散焊接，最后綜合完成操作的，可以采用對稱焊接法，嚴格按照焊接順利進行。

（2）在焊接時如果遇到特殊的壓力容器，比如葫蘆式組合封頭，需要在正常工藝的前提下，根據(jù)物體的具體形狀制定一個固定的卡具裝置。

（3）如果壓力容器是采取多接組焊接形式，需要考慮部件的收縮性，做好焊接預留，避免造成焊接后發(fā)生殼體縮短問題。

（4）焊接結(jié)構(gòu)復雜的壓力容器時，可以把整個裝置拆分成幾個合理的組成部分，先對每一個部分焊接完成以后，最后組合在一起，這樣能有效的方式因為焊接而變形，保證制造過程的質(zhì)量。

（5）焊接人員可以總結(jié)長期的焊接經(jīng)驗和總結(jié)以往發(fā)生的問題，制定一些反變形的措施，采取多種措施防止壓力容器變形。具體的焊接操作可以按照以下方式進行：在壓力容器簡節(jié)的縱縫對接位置，在可能發(fā)生焊接變形的方向，方向預留變形量，在對容器進行封頭時，充分考慮抵消變形所需要的反變形量。

6 結(jié)束語

綜上所述，在壓力容器制造實踐過程中，必須保證壓力容器的質(zhì)量標準，考慮好壓力容器制造過程中的材料變形、切割變形、焊接變形、成型誤差等多種影響容器變形的因素，總結(jié)過去的制造經(jīng)驗，制定一套有效的控制措施，采取有效方法進行控制，確保生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)按照工藝要求進行，同時，對可能出現(xiàn)的問題做好提前預判，對容易變形的關鍵點做到嚴防加固，最終生產(chǎn)出符合質(zhì)量標準的壓力容器，確保壓力容器在投入使用的安全性能。

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