壓力容器制造過程中的變形問題與預防措施研究

陶磊潔

摘 要：壓力容器在工業、農業等多個領域都有著廣泛的應用，由于壓力容器的使用環境較為惡劣，對壓力容器的結構會產生影響，而且其本身的介質也具有很強的毒性和腐蝕性，在高溫、高壓的環境下很容易發生變形，這對于壓力容器使用的安全性會產生嚴重的影響，所以對壓力容器制造質量也提出了更高的要求。基于此，文章就主要針對壓力容器制造過程中的變形問題進行詳細的分析。

關鍵詞：壓力容器；制造質量；變形問題

壓力容器制造過程中產生的變形問題，主要是由于技術人員操作失誤或者是加工工藝不當而導致壓力容器的某些結構或者零部件發生變形，與設計方案中的要求相差較大，對于壓力容器的驗收和使用都形成了一定的不良影響。壓力容器的變形是其制造過程中常見的問題，如果壓力容器的變形問題不能得到有效的控制，可能會導致其產品質量受到影響，而且在使用過程中也會產生各種問題，對使用單位造成一定的經濟損失。因此，壓力容器的變形問題已經受到了越來越多的重視。

1 備料誤差問題與預防措施

備料誤差是導致壓力容器制造過程中發生變形的一個常見因素，尤其是鋼材作為壓力容器的主要材料，在吊裝和運輸過程中很容易受到外部應力的影響而發生彎曲變形，這對于壓力容器的精度必然會產生較大的影響。如果鋼材表面出現凹凸不平的現象，就會對零部件的精度產生影響，增加壓力容器變形的誤差。因此，對于備料誤差而引起的變形問題，需要在下料之前就采取相應的矯正措施，盡可能的降低鋼材本身存在的誤差對壓力容器成型精度產生的影響，也可以確保后續的制造工藝順利應用。

2 火焰切割問題與預防措施

火焰切割引起的變形問題體現在兩個方面，一方面是筒節的切割問題。在短筒節的下料過程中，如果切割火焰的位置距離端口過近，就很容易產生變形問題，當切割完成后，切割邊的位置會在溫度快速降低的情況下形成收縮現象，導致變形，無法與其他零部件進行順利的組裝。針對這一問題，應當在進行切割時采用對稱切割或者機械加工的方式，避免灼熱的火焰直接接觸到切割邊，能夠避免變形問題。另一方面是鋼板材料的切割問題。壓力容器制造過程中使用大量的鋼板胚料，由于受到熱脹冷縮原理的影響，很多鋼板胚料在利用火焰切割以后，表面就會形成凹凸不平的現象，而且會使胚料減少，發生收縮。針對該問題，需要在鋼板胚料切割時預留出適當的余量，可以在切割完成后使鋼板變得平整。同時，在切割時也可以采取機械切割的方法，減少切割工藝對鋼板胚料產生的損壞，可以預防變形問題的產生。

3 焊接變形問題及預防措施

焊接工藝是壓力容器制造過程中一項重要的技術手段，也是影響壓力容器品質的關鍵因素。在焊接時，壓力容器使用的鋼材會產生很大的熱量，足以導致壓力容器的變形，不僅影響壓力容器的整體結構，而且也會降低壓力容器的強度和抗腐蝕性，一旦投入使用，將會存在很大的安全隱患，因此對于焊接變形問題必須要進行有效的處理。

在壓力容器制造過程中，要根據壓力容器制造的要求，選擇合適的焊接工藝，對焊材進行必要的處理，并且確定焊接的技術參數、方法和環境要求，同時選擇合適的焊接順序，才能保證焊接工藝的有效實施。針對不通過類型的壓力容器也可以選擇用不同的焊接處理方法，如以圓球形壓力容器為代表的大型壓力容器進行焊接時，需要把焊接操作安排到主體組裝完畢之后，焊接順序采用對稱焊接來使得每一個部分均勻受力。然后需要結合焊接的經驗，在壓力容器焊接操作中提出抑制變形的對策，爭取人為抵消焊接后的變形，提早對要發生變形的地方進行反方向處理。另外，為了預防壓力容器發生殼體收縮的現象，在焊接時需要根據不同的焊接要求做出收縮量控制，這樣可以滿足不同母材的收縮量要求，預防壓力容器產生變形問題。

4 內應力的變形問題及預防措施

壓力容器在組裝時會產生較大的強制力，而且壓力容器本身也存在一定的重力，加之起重機的吊裝力的影響，使得制造完成后的壓力容器內部存在一定的內應力；同時壓力容器在制造過程中會經過多重熱處理，這也會增加容器的內應力。壓力容器的內應力隨著時間的延長和使用環境的變化會產生變化，當其變量集中到一定程度時，就會使壓力容器產生裂紋或者變形，因此對于壓力容器內應力的有效控制十分重要。

對于內應力的消除，最有效的方法就是在壓力容器的制造過程中對其進行適當的熱處理，通過熱處理產生的作用對壓力容器內部的應力進行消耗和消除，以此來穩定壓力容器結構內部的溫度，同時也可以通過適當的操作方式使壓力容器內應力變得均勻。實際的壓力容器制造過程中，經常采用噴嘴式加熱方式對其進行熱處理，而為了預防熱處理的火焰造成壓力容器局部溫度過高的現象，需要在壓力容器內部安裝擋火設備，這樣可以保證熱處理過程中火焰均勻，避免火焰造成壓力容器的變形。另外，在壓力容器制造的過程中，某些零部件的金屬外殼在長時間高溫條件下會產生變形，所以在利用熱處理方式消除壓力容器內應力時，也需要采用適當的加固措施，減少對壓力容器金屬零部件產生的影響。

5 成型誤差的變形問題及預防措施

壓力容器成型誤差的產生，與其制造過程中使用的零部件本身的誤差有一定的關系，如果其中某些零部件或者模具的尺寸沒有達到設計標準的要求，就會影響壓力容器整體結構的規范性。造成壓力容器成型誤差的原因，與測量時產生的誤差和技術人員操作有著一定的關系，如果使用存在誤差的零部件，則會使壓力容器的變形問題升級為變質，這對于壓力容器的使用性能和安全性都會產生較大的威脅。

對于壓力容器成型誤差而導致的變形問題，首先要對傳統的測量方式進行改進，加強測量操作的科學化，消除由于測量誤差而導致的零部件誤差；其次要規范技術人員的操作方法，嚴格遵守相關的操作流程，從零部件加工的初期到結束，都要嚴格按照操作的標準要求進行準確的操作，避免人為因素對操作過程產生的影響。在模具的設計方面，不僅要保證其符合壓力容器設計的要求，還應當考慮到外部因素對其產生的影響，避免外界環境導致零部件的結構和尺寸發生變化，同時在使用模具之前需要對其進行嚴格的檢查，確保其符合要求之后才能使用。

6 結束語

總之，在壓力容器制造過程中的變形問題，是影響壓力容器制造質量的重要因素，所以必須要給予足夠的重視。在實際的制造過程中，需要從備料誤差、火焰切割、焊接、內應力控制以及成型誤差控制等幾個方面采取有效的控制措施，預防制造過程中變形問題的出現，可以有效的提高壓力容器的制造質量。

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