壓力容器制造中的變形與控制分析

李松明

青島裕安石化裝備有限公司

壓力容器制造中的變形與控制分析

李松明

青島裕安石化裝備有限公司

壓力容器的應用，在許多行業領域的生產當中都顯得必不可少，而且其使用工況具有一定的特殊性，相關的標準、要求較高，需要耐腐蝕、耐高壓、耐高溫，如果壓力容器在制造過程當中發生了變形，其這些方面的性能就會大幅度下降，達不到生產使用所需的標準、要求，影響正常生產，甚至可能導致嚴重的安全事故發生。為此，我們必須要加強相關的研究、探討與實踐，有效的控制好壓力容器制造中的變形，從而保障生產。本文基于作者自身的實際工作與學習經驗，首先對壓力容器在制造中可能發生的幾種類型的變形進行了分析，然后主要對如何控制其變形提出了部分探討性建議，以期能為壓力容器的制造實踐提供參考。

壓力容器制造；變形；控制

壓力容器在石油、化工、軍工等領域的生產當中，都屬于是不可或缺的重要設備，影響著生產的效率、質量和安全，為此我們必須要嚴格控制、預防壓力容器在制造中發生變形，確保其各方面的性能都能夠達到生產使用的標準、要求，這樣才能為生產提供可靠保障。

一、壓力容器在制造中可能發生的變形

從實際的制造經驗來看，壓力容器在制造中主要可能會因應力影響和加工誤差而發生變形，其具體情況如下。

（一）應力影響而發生的變形

在制造中，壓力容器因應力影響而發生的變形，分數種類型，包括火焰切割變形、加工失穩變形、焊接變形、熱處理變形。

火焰切割變形的發生，是因為當前壓力容器制造在下料的過程中，以火焰切割技術為主，其切割速度快、精準度較高，不過切割時的材料受熱可能不均勻，這就會導致材料本身產生內應力，進而引發變形，這樣的材料被應用到壓力容器的制造中后，便會最終導致壓力容器的變形[1]。

加工失穩變形主要指的是，成型后的容器在進行切割時而產生的變形，因為切割過程當中，其同樣可能產生應力，引起變形。

焊接變形也較為容易理解，在焊接過程當中，材料的表面會承受較高的溫度，但并不均勻，而且冷、熱不同步，此時應力的產生便會引起變形。

熱處理變形，熱處理本身便是為了消除應力，但是在實際的操作過程當中，如果方法和控制不當的話，則可能會導致更大的應力產生，引起更大幅度的變形。

（二）誤差導致的變形

客觀來講，壓力容器雖然在結構上算不上非常精密，但是對尺寸、大小、形狀等也具有嚴格的要求，如果控制不到位，就可能會因為下料、成型、組裝存在誤差，而導致壓力容器變形。

下料誤差變形，指的是在下料過程當中，由于尺寸不準，存在誤差，而最終導致的壓力容器變形。

成型誤差變形，即各個部件在制造成型的過程當中，由于摩擦或是其他錯誤的操作達不到設計要求，使壓力容器發生變形。

組裝誤差變形，即使是下料、成型制造都符合設計要求，但是如果在組裝的過程當中，誤差超出了設計所允許的范圍，就同樣會使壓力容器發生變形。

二、壓力容器制造中的變形控制

（一）應力變形的控制

對于火焰切割變形的控制，首先是要選擇好筒節，不要一味的求效率而選擇大直徑筒節，否則就會產生更大的應力，引起變形，小直徑筒節則可以有效的消除和降低應力的產生，對變形起到控制效果。另外，在切割過程當中，通過機械加工或者采用對稱切割的方法，也能夠有效的預防和減小變形；其次是要處理好封頭，在對材料進行火焰切割之后，封頭由于環境、溫度等因素影響，極易發生收縮變形，所以在設計和切割的過程當中都要考慮到這一點，處理好封頭，控制好收縮變形量；最后是適當增大加工余量，這可以給制造留出更多的空間和余地，從而預防變形。

加工失穩變形是在加工的過程中，由于開孔及附近的強度的穩定性弱而導致變形，因此要盡量避免在單獨筒節或單獨封頭上直接開大孔。即使是要開大孔，之前要用緊貼的加強材料將其四周固定，直至切割結束方可取走。

焊接容器中容器的形體、焊接的部位直接關乎變形與否。對于多焊道的大型壓力容器，應先組裝成整體再進行焊接。對于焊接的大型部件，應在焊接處用固定的卡具將其固定以免變形。對于較長的焊接容器，應在焊接前對每節進行精準測量，以有效彌補焊接后殼體縮短的現象的發生。對于結構復雜的壓力容器，應要根據實際情況采取合理的焊接組裝順序，預防焊接過程中出現超出誤差允許范圍的變形[2]。

對于熱處理變形的控制，首先應確保熱處理爐必須符合規范要求，且爐內的溫度要均勻合適，壓力容器要避免直接與爐內的火焰近距離接觸；其次是對于長度較大的壓力容器，要根據實際長度加適量的臨時支架；第三，對于分段預制的容器，分段端口處應加強支撐。

（二）誤差變形的控制

下料誤差變形，多是因為尺寸不準確而引起的，其根本原因可能是放大樣有誤、計算有誤或操作有誤，為了對這個問題進行有效的控制，必須要在放大樣和計算過程當中，進行反復多次的核對，確保其準確性，同時要對操作人員進行技術方面的培訓，規范他們的操作，從而防止誤差和變形的產生。

成型誤差變形控制，首先是要強調操作人員在操作中要嚴格按照工藝程序，及設計圖紙要求對加工件進行加工處理；其次，在模具的設計過程中，應充分考慮制造過程中可能會出現的各種導致容器變形的誘因，并對這些誘因提供預防空間進行妥善處理，如考慮壓力容器在制造過程中的磨損、熱脹冷縮等問題[3]。

壓力容器制造中，組裝誤差變形的發生，最主要的原因是因為組裝工作存在問題，組裝人員不能按照規定的技術、工藝、規程等進行操作，所以為了避免其發生，就重點需要對組裝工作人員進行教育培訓，一方面要提高他們對組裝工作的重要性認識，讓他們知道如果壓力容器存在變形的情況，將可能帶來哪些危害；另一方面要對他們進行專業業務能力培訓，使他們能夠規范操作，嚴格按照設計以及相關的技術、工藝、規程要求進行組織，避免誤差，預防變形。

三、結語

在壓力容器的制造過程當中，能否有效的控制、預防其變形，決定著壓力容器的綜合性能，是確保其能夠達到生產使用所需標準、要求的關鍵，對生產使用具有非常大的影響，因此我們必須要引起高度的重視，加強相關的研究、探討與實踐，在實際的制造過程當中采取正確措施，有效控制、預防變形的發生。

[1]張金龍.研究怎樣控制壓力容器制造過程中的變形問題[J].山東工業技術,2017,02：28-29.

[2]戚坤.關于壓力容器制造中焊縫錯邊的工藝質量控制探討[J].石化技術,2016,05：241-242.

[3]陶磊潔.壓力容器制造過程中的變形問題與預防措施研究[J].科技創新與應用,2015,21：132-133.