分析壓力容器制造過程中變形問題的控制對策

黃星泉

（珠海高新區九圓熱交換設備制造有限公司，珠海 519040）

人工手動誤差經常會使壓力容器制造過程中，主體部件與設計圖紙規范不符，從而導致壓力容器在制造過程中出現變形。雖然，壓力容器生產過程中變形情況十分常見，但是超出誤差范圍的變形，將會對壓力容器的質量以及應用造成不良影響。因此，要采取相應的措施，對壓力容器的生產進行控制，避免導致壓力容器的質量問題，甚至對人們的生命造成危害。

1 內應力引起的變形及控制措施

由于壓力容器在制造過程中，要經過多重熱處理加工操作，并且在組裝過程中，要受到起重機吊裝力、壓力容器自身重力以及強制力的影響，因此，完成制造后，勢必會存在較大內應力。壓力容器在投入應用后，受內壓力作用的影響，會出現變形或裂紋，從而對其性能造成較為嚴重的影響[1]。因此，在壓力容器制造過程中，要采取合理的措施消除壓力容器中的內力，避免變形的出現。

通過熱處理方式消除壓力容器本體制造過程中形成的內應力。在利用熱應力處理方式對應力進行處理時，應當采取規范操作規則和手段。熱處理爐內的設計溫度應當同設計的具體要求相符，同時，在處理期間，要確保壓力容器受熱均勻。許多熱處理爐采用噴嘴式對熱容器進行熱處理。通過合理的方式消除內應力時，為了確保作業的順利進行，應設置擋火裝置。該方式可以避免噴嘴火焰對熱容器本體直接加熱，從而避免了直接加熱導致的局部受熱過高及新的變形[2]。

除此之外，在利用熱處理方式對壓力容器中的內應力進行處理期間，由于壓力容器的部件或殼體處于較高溫度狀態，會導致金屬的穩定性發生改變，因此，要利用一定的支架或加固措施進行處理，確保壓力容器的穩定性能夠達到相應的要求標準，實現對變形的合理控制。

2 材料和成型方面引起的變形及控制措施

在準備原材料時，如果操作不規范，可能會導致壓力容器在制造期間出現變形。例如，采用的零件尺寸不準確、零件運輸時沒有采取良好的防護措施、部件發生了嚴重的脫模現象等。由此可見，做好原材料準備工作，是避免壓力容器制造過程中出現變形問題的一項基礎工作。成型后的加工要嚴格的依據相應的流程進行操作，也就是要加強對每一個環節的重視，只有這樣才能最大程度降低變形的發生幾率。針對壓力容器制造過程中，材料、成型等方面可能出現的各種問題，采取的具體控制措施如下：

選用鋼材時要采取矯正措施，通常都是在下料前進行，從而確保壓力容器中使用的各項零部件成型時的精度，為生產工作的持續進行提供強有力的支持。

嚴格校驗各個零部件設計的具體要求，保證零部件的性能、尺寸等各項內容都與壓力容器的制造工藝相符，同時要安排專業技術人員完成相應的檢查工作。

對樣板進行細致、全面檢查，確保規格與相關參數相符。例如，需要熱加工操作和熱處理操作時，應當加強對熱脹冷縮造成影響的重視，避免壓力容器體積變形[3]。

3 焊接方面引起的變形及控制措施

依據焊接過程操作的具體情況可以發現，在焊接過程也中會形成大量的熱，從而導致焊接材料的溫度快速升高。因此，焊接期間鋼材出現的變形，也是制造壓力容器過程中必須重視的一項內容。一般來說，在制造壓力容器過程中，壓力容器中的每一個部件都有可能受到高溫的影響，從而出現不同程度的變形，從而導致這些部件的具體性能降低，并影響壓力容器的最終質量。例如，壓力容器的耐腐性、抗堿性都會降低，同時也會影響焊接的精準度，最終影響壓力容器的在實際應用過程中的安全性、可靠性。

針對上述的各種情況，在制造壓力容器過程中，針對焊接方面，應當采取下列措施進行控制：

對焊接設計期間涉及到的各項參數指標內容、技術、順序、環境等進行全面分析，并且做好相應的確定工作，從而降低各項因素造成的不良影響。

例如，在焊接大型壓力容器時，需要先對主體部分進行組裝，再焊接其他部分；進行對稱焊接操作時，要對壓力容器各部分的受力情況進行準確把握，確保焊接過程中受熱、受力均勻，減少變形情況的發生；進行多種焊接操作組裝時，要依據實際情況預留收縮量，確保制造完成的壓力容器在整體收縮后，不會出現較為嚴重的變形現象，從而避免對壓力容器的質量造成不良影響。一般來說，上述情況中提到的收縮量，是在對容器的技術、特點、設計、方案等各項內容明確后確定的[4]。因此，操作人員要具備較高的專業能力、以及豐富的實踐操作經驗，焊接過程中，可以及時準確的對焊接效果進行判斷，從而避免壓力容器發生較大變形，避免對其性能和安全造成不良影響。

（2）對焊接操作正式開始前及完成后，所涉及到的各項材料進行科學處理，檢查焊接作業過程中應用的各項材料的性能，再次審核使用的各項材料的尺寸，最大程度降低由焊接操作引起的變形。

4 火焰切割引起的變形及控制措施

4.1 控制筒節

大直徑殼體中的短筒節下料期間，通過火焰切割對端口位置進行加工處理，容易引起變形。切割高溫冷卻后，加工將會出現“熱脹冷縮”現象，從而出現“弧度”變。并且，筒節輥圓后，端口無法處于同一水平面，從而形成誤差，導致無法順利焊接。針對上面出現的各項問題，可以通過對稱切割，或機械加工方法，避免變形情況的出現。

4.2 控制鋼板坯料

鋼板坯料被普遍應用在壓力容器密封圈或大型法蘭中。在具體應用期間，受膨脹作用影響，在通過火焰方式完成相應的切割后，會造成鋼板包面不平整情況，同時也會導致坯料加工減少[5]。在壓力容器生產過程中，為了解決這種變形問題，在對坯料板進行切割后，應當通過矯形措施進行處理。在該過程中，可以適當增加拱余量，從而使坯料板的平整度達到相應的要求標準，使壓力容器的質量得到提高。

4.3 控制封頭

對已經成型的封頭周邊利用火焰切割后，會出現收縮變形，從而導致封頭口徑發生收縮。因此，在對瓣片式封頭端口處進行加工時，應當直接通過機械加工法進行加工，或適當放大封頭組裝時的口徑，這都會對避免變形情況的出現起到關鍵性的控制作用。而對于加工整體成型的封頭端來說，在進行成型模具設計時，要充分考慮火焰切割后的具體收縮量。

5 結束語

壓力容器在生產過程中，為提升壓力容器質量，使其應用的安全效率得到提高，需要對可能導致壓力容器變形的各項因素進行分析，并且采取相應的處理措施，從而確保壓力容器在可控的情況下完成制造，確保最終制造的壓力容器符合相應的要求標準。