壓力容器制造質(zhì)量控制的思考

文/冉龍華,云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心

壓力容器制造質(zhì)量控制的思考

文/冉龍華,云南麗江市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督綜合檢測(cè)中心

隨著人們?cè)絹?lái)越重視質(zhì)量，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的格局發(fā)生轉(zhuǎn)變，企業(yè)之間競(jìng)爭(zhēng)也轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)。各個(gè)企業(yè)越來(lái)越重視他們的產(chǎn)品質(zhì)量，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，他們應(yīng)用質(zhì)量管理的理論和方法，采用各種質(zhì)量控制的方法來(lái)提高產(chǎn)品的質(zhì)量，以提高企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中的優(yōu)勢(shì)。

壓力容器制造；質(zhì)量控制；特點(diǎn)；策略

1 壓力容器制造的相關(guān)特點(diǎn)

1.1 壓力容器種類(lèi)繁多

壓力容器種類(lèi)繁多，在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用較為廣泛，而不同行業(yè)對(duì)壓力容器的需求差別很大。根據(jù)壓力容器在工業(yè)生產(chǎn)中的作用類(lèi)型不同，可分為反應(yīng)壓力容器、換熱壓力容器、分離壓力容器和儲(chǔ)存壓力容器等。由于其種類(lèi)繁多，在不同工況下的結(jié)構(gòu)和相關(guān)的使用參數(shù)亦不同，因此壓力容器制造時(shí)的規(guī)范統(tǒng)一難度很大。

1.2 制造工藝復(fù)雜

壓力容器的制造工藝較為復(fù)雜，通常包括材料檢驗(yàn)、機(jī)加工、鉚焊、無(wú)損檢驗(yàn)、熱處理、壓力試驗(yàn)和表面防腐處理等多個(gè)工序，涉及到金屬材料冶金、機(jī)械加工、材料成型和現(xiàn)代檢測(cè)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。因此，生產(chǎn)制造企業(yè)需要合理控制壓力容器的生產(chǎn)流程，確保各個(gè)工序銜接恰當(dāng)，保證壓力容器的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。

2 壓力容器制造質(zhì)量控制策略

2.1 生產(chǎn)材料的控制

生產(chǎn)壓力容器的工作環(huán)境一般比較差,所以對(duì)生產(chǎn)材料的要求很高。能否合理地選材和用材,是壓力容器設(shè)備質(zhì)量保證的前提。對(duì)于壓力容器的材料,制造單位有必要對(duì)質(zhì)量證明書(shū)進(jìn)行核查,以確認(rèn)原材料不低于設(shè)計(jì)文件、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和其他相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定。如果壓力器質(zhì)量證明書(shū)是原件,那么檢查的重點(diǎn)在于檢查壓力容器制造標(biāo)準(zhǔn)是不是符合一定設(shè)計(jì)技術(shù)要求,其化學(xué)成分、性能、工藝等等是不是符合要求;另外,對(duì)于大批購(gòu)進(jìn)的材料,要仔細(xì)檢查質(zhì)量證明書(shū)的編號(hào)是不是唯一,化學(xué)成分、同一批號(hào)的力學(xué)性能是不是一致。如果在驗(yàn)收中發(fā)現(xiàn)壓力容器質(zhì)量證明書(shū)為復(fù)印件,驗(yàn)收人員應(yīng)該增強(qiáng)戒心,對(duì)提供復(fù)印件的經(jīng)銷(xiāo)商,要讓其出具原件來(lái)與復(fù)印件仔細(xì)核對(duì),核對(duì)后質(zhì)檢人員在復(fù)印件上要表上注“復(fù)印件與原件一致”的注腳。

2.2 制造工藝的控制

與普通的機(jī)械產(chǎn)品加工相比，壓力容器制造，具有多品種單臺(tái)套的特點(diǎn)。因此，制造廠對(duì)每一臺(tái)壓力容器，都要編制一套完整的工藝文件。這些工藝文件，具有指導(dǎo)生產(chǎn)、保證質(zhì)量、提高效率的作用。制定了正確、合理的工藝文件后，關(guān)鍵是在施工的過(guò)程中，要嚴(yán)格執(zhí)行已制定的工藝文件。每道工序完成后，操作者和制造廠的檢驗(yàn)員，都要在工藝流程卡上簽字認(rèn)可，做到在制產(chǎn)品隨工藝流程卡，一同進(jìn)入下道工序。特別應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：（1）鉚裝時(shí)，不按容器主焊縫布置圖，來(lái)組裝筒節(jié)對(duì)接焊縫的位置，造成不必要的焊縫上開(kāi)孔；（2）鞍座墊板，未鉆＜10的排氣孔，墊扳與容器的角焊縫兩側(cè)，未間斷焊，采用全封閉式焊接結(jié)構(gòu)；（3）耐壓試驗(yàn)時(shí)，安全意識(shí)差，在試壓時(shí)發(fā)現(xiàn)滲漏，不按規(guī)定卸壓后，再補(bǔ)焊或緊固螺栓，而是帶壓補(bǔ)焊或帶壓緊固螺栓，甚至在帶壓設(shè)備上進(jìn)行無(wú)關(guān)試壓的作業(yè)。（4）試驗(yàn)壓力值的確定。對(duì)設(shè)計(jì)溫度大于等于200℃的鋼制或大于等于150℃的有色金屬制成的壓力容器，應(yīng)重視Pr＝1.25[σ]／[σ]t公式的應(yīng)用；否則，試驗(yàn)壓力值，達(dá)不到GB150規(guī)定要求；直立容器臥置液壓試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)壓力要考慮立置時(shí)，液柱靜壓力；夾套容器在進(jìn)行壓力試驗(yàn)時(shí)，必須校核內(nèi)筒在試驗(yàn)壓力下的穩(wěn)定性。如不能滿足穩(wěn)定要求，必須同時(shí)在內(nèi)筒內(nèi)保持一定壓力，以使在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中的任一時(shí)間內(nèi)，夾套和內(nèi)筒的壓力差，不超過(guò)設(shè)計(jì)壓差。

2.3 封頭壓制工藝質(zhì)量控制

根據(jù)封頭尺寸差異，常選擇水壓機(jī)或油壓機(jī)成形方法。壓制過(guò)程中，封頭有明顯的塑性變形，由此引起加工硬化現(xiàn)象應(yīng)該足夠重視，避免出現(xiàn)裂紋。所以，當(dāng)封頭鋼板的厚度與直徑之比大于0.6%時(shí)，宜采取熱態(tài)壓制成形。同時(shí)在壓制成形時(shí)，要盡量使用壓邊圈將鋼板毛坯固定，增加毛坯在壓應(yīng)力作用下的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)鼓包和皺紋等缺陷。為了使封頭各部分變形均勻，要綜合考慮材料性能、封頭形狀以及沖模工作狀態(tài)，一般情況下，塑性較好的材料變形較均勻，橢球封頭較半球封頭形狀變形較小，上下模具之間間隙越小，變形越均勻。封頭的尺寸需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，封頭材質(zhì)不同加熱溫度也不同，一般低于1100℃。沖壓封頭完成后，要檢驗(yàn)尺寸精確程度、形狀完整程度和缺陷。機(jī)械加工主要包括封頭邊緣修整和邊緣部分加工成焊接坡口，為下一步與筒身焊接做好準(zhǔn)備。

2.4 外觀質(zhì)量和幾何尺寸的控制

壓力容器產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和幾何尺寸，往往被人們所忽視，由此，引起的爆炸事故也屢見(jiàn)不鮮。外觀質(zhì)量中的咬邊和根部未焊透等，都是嚴(yán)重引起應(yīng)力集中的缺陷！缺陷尺寸不太大時(shí)，可進(jìn)行修磨，但尺寸嚴(yán)重超標(biāo)，就必須修磨補(bǔ)焊，消除缺陷。另外，電弧打傷、機(jī)械劃傷等也應(yīng)該修磨消除，尤其，對(duì)不銹鋼制的壓力容器，其內(nèi)壁接觸介質(zhì)工作面上的這類(lèi)缺陷，就更不容忽視；設(shè)備的不直度，要控制在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定之內(nèi)，否則會(huì)影響化工工藝流程和增加設(shè)備的附加應(yīng)力。

2.5 殼體組裝及熱處理

封頭、筒身及簡(jiǎn)節(jié)的裝配同時(shí)進(jìn)行，環(huán)縫無(wú)損檢測(cè)后，進(jìn)行退火熱處理，最后進(jìn)行水壓試驗(yàn)。熱處理是控制質(zhì)量的最后一道工序，為了提高質(zhì)量往往需要進(jìn)行多次熱處理，最常采用的是熱處理工藝是退火。如果殼體采用電渣焊則需要進(jìn)行正火處理。退火能夠有效去除殘余應(yīng)力，達(dá)到穩(wěn)定尺寸和形狀的目的，有助于焊縫中有害氣體的析出。對(duì)殼體一般進(jìn)行整體熱處理，達(dá)不到整體熱處理?xiàng)l件可以進(jìn)行局部的熱處理，但必須注意較高的溫度梯度，避免再次產(chǎn)生附加應(yīng)力。正火處理的主要目的是細(xì)化晶粒，改善電渣焊產(chǎn)生的粗大的柱狀晶組織，需要注意的是正火產(chǎn)生的應(yīng)力應(yīng)通過(guò)回火消除。不同使用用途的鍋爐壓力容器，結(jié)構(gòu)、材質(zhì)不同，在實(shí)際加工中應(yīng)因材選擇合理的加工工序和工藝，嚴(yán)格控制加工的每一道工序，確保缺陷在可控范圍之內(nèi)。

[1]和麗鋒.壓力容器制造缺陷對(duì)殼體安全的影響[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010（1）：142

[2]石中玉.壓力容器制造中存在的問(wèn)題及解決方案[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012（4）.