壓力容器制造中的變形問題控制策略

程星辰

摘 要：我國社會經濟水平持續上升，工業化的生產進程也在迅速推進，在這樣的背景下，壓力容器的應用逐漸廣泛。本文主要對壓力容器制造過程中的變形問題進行分析，并根據分析結果提出有效的控制策略，希望能夠對今后壓力容器的制造和應用提供參考價值。

關鍵詞：壓力容器;變形問題;控制策略

由不同材料制造的壓力容器自身具有相對應的耐高溫性和承壓性，因此在各個行業中都有著較為廣泛的應用。但是在壓力容器制造的過程中，變形問題是影響壓力容器質量的主要問題。在不斷發展的過程中，需要對變形問題進行深入的研究，并制定有效地控制對策，從而對變形問題進行有效規避，提升壓力容器制造的技術，推動壓力容器更加廣泛應用的前景。

1 壓力容器制造中的變形問題

1.1焊接問題

焊接問題是壓力容易制造過程中變形問題產生的最為常見的影響因素，根據相關實踐過程中的數據可以發現，焊接引起的壓力容器變形主要有幾個方面的問題，本文在此進行簡要的闡述，希望能夠引起相關工作人員的重視：

（1）焊接流程不合理造成壓力容器的變形問題，在各個金屬焊接的過程中，需要按照相關的工序進行焊接，以此來確保焊接的準確性和有效性。但是從現階段個別的生產操作人員的工作來看，部門操作技術人員在焊接的過程中，都具有較強的一致性，并且會統一的按照一定順序來進行焊接，然而卻沒有對金屬進行合理的區分。

（2）在壓力容器焊接的過程中，操作人員并沒有細致性的操作，沒有嚴格執行焊接工藝規程里的參數，會導致焊接過程中出現縮小或者擴張的問題出現，這樣的情況在一定程度上也會讓壓力容器母材出現變形問題。

1.2內應力問題

壓力容器制造的過程具有一定的系統性，并且復雜程度較高，制造的過程中所涉及的制造環節較多，比如壓力容器部件熱處理、矯正、組裝等。但是壓力容器一般都具有較大的體積，尤其是在組裝的過程中，自身的重力、機械設備的夾持力以及吊裝設備的吊裝力等多個作用力的影響下，會產生變形問題，并且自身也會產生相對的內應力。從壓力容器的實質上來進行分析，壓力容易在制造的過程中，內部始終會存在一定的內應力，并且導致變形問題也不是只在壓力容器制造的過程中出現，在對壓力容器進行安裝、運輸和調試的過程中，如果壓力容器受到外在環境因素的影響，也會出現變形的問題[1]。

1.3成型誤差問題

壓力容器部件如封頭在成型之后，或者操作過程都會出現一定的變形問題，主要是因為熱成型封頭極為容易有脫模問題的出現，一方面產生這種情況是因為溫度過高而出現的脫模情況，會導致封頭出現變形問題，同時也會對幾何尺寸造成一定的影響。另外一方面這種情況是因為模具在設計過程中不夠科學合理，容器成型之后也會出現一定的變形問題。為了能夠有效地對這種問題進行規避，就必須要加強操作人員在加工的過程中，嚴格按照相關工序進行操作，對樣板進行定期的檢測，從而確保加工部件的形狀。但是從實際的工作過程來看，一些制造廠的技術人員沒有對操作工序有著明確的掌握，在壓力容器制造的過程中，經常憑借自身經驗來進行制造，設計人員在模具設計的過程中，也沒有對壓力容易加工、切割過程中變形問題進行全面的考慮，對模具的熱脹冷縮問題也沒有充分的了解，最終導致壓力容器部件出現變形問題。

1.4原材料問題

壓力容器在制造的過程中，如果選擇質量較差的原材料或以次代優，較易產生材料焊接變形，則會對壓力容器的強度、穩定性、安全性等各個方面造成嚴重的影響，甚至可能會引起原材料性質上的變化。另外在原材料選擇的過程中，不能只以材料常溫檢測數據為主要的依據，如必要還需做產品試板理化試驗驗證后，符合設計要求，再對原材料進行批量的采購。對不同制造環節下高性能、高質量材料所發生的性能變化也要加以重視，從而更好地對原材料性能進行保障。除此之外，在原材料選擇的過程中，還需要規避以厚代薄的問題出現，從而避免壓力容器連接處結構性產生變化。否則連接處焊接量大應力集中，則會導致壓力容器殼體在受外力變化時出現容器開裂問題。

2 壓力容器制造中的變形問題控制策略

2.1焊接變形的控制

在壓力容器焊接的過程中，高溫的環境會對壓力容器焊縫質量產生嚴重的影響，這樣的情況就需要操作技術人員能夠對焊接方式和種類有著全面地掌握，根據壓力容器自身的特點和操作環境來對焊接技術進行合理的選擇，同時還需要根據焊接工藝規程適當的調整操作的焊接電流，焊接速度等相關參數。另外也要嚴格控制層間溫度，如高鎳合金材料層間溫度要控制在≤60℃，奧氏體不銹鋼材料層間溫度控制在≤150℃，普通碳鋼材料層間溫度控制在≤200℃，以較少焊接熱輸入。在焊接的過程中，有資質的焊接人員必須要嚴格地按照WPS焊接操作規程進行焊接，憑借自身的焊接工作經驗，采用適當的抑制手段防止焊接變形問題的產生[2]。

2.2內應力變形的控制

壓力容器制造的過程中，必定會對部分構建進行熱處理，這也能夠有效地對壓力容器內應力進行消除，但是為了能夠在一定程度上確保熱處理的基本效果，還需要在實際操作過程中嚴格按照熱處理程序和技術規范來進行，確保壓力容器熱處理的過程中內在的溫度能夠滿足設計的基本要求，實現壓力容器內部受熱均勻。在熱處理進行的過程中，可以使用噴嘴來進行操作，最大程度上確保施工的基本效果，在操作的過程中合理的對擋火裝置進行安裝，避免在熱處理中火焰噴射的范圍超出規定的標準，造成不必要的損失。在熱處理中需要注意的是加熱過程中，壓力容器局部會因為受熱過多導致變形問題的產生，并且在高溫的情況下壓力容器的構建也會出現穩定性較差的情況。

2.3成型誤差變形的控制

為了能夠對成型誤差變形問題進行有效地控制，在設計的過程中必須采取有效的方式進行預防，保證壓力容器的制造能夠符合相關的標準，并以此為基礎進行成型的加工。在壓力容器成型之前，必須要保證操作技術具備一定的科學性以及可靠性，避免壓力容器部件出現較為嚴重的誤差，對壓力容器部件進行有效的檢查和優化[3]。在對壓力容器實際的設計過程中，需要對模具的規格進行控制，將誤差控制在最小的范圍內，以壓力容器本體的基本性能變化作為設計的基礎，不斷對制造技術進行優化和完善。在壓力容器實際的制造過程中，需要對成型的零件、體積收縮量以及成型誤差影響加以統計與總結，有效地避免壓力容器出現變形的問題。

2.4原材料的控制

原材料的設計采購及入廠驗收應當以保證質量符合材料標準為基本原則，不同材料的規格選擇在制造過程中都有明顯的區別。如設計選用材料時要考慮原材料板厚引起的焊后變形，較薄的板材易引起嚴重變形，會影響壓力容器使用工藝性能。壓力容器原材料入廠檢驗時，如遇境外牌號的材料要按照國內相應的材料標準進行復驗，檢查化學成分，力學性能等參數，確保原材料符合標準規定。壓力容器制造過程中，設備轉動，吊裝也會對容器原材料產生外力發生變形，要對壓力容器加以工裝或吊耳來增加受力面積，控制壓力容器材料變形。

結束語：為了能夠更加有效的確保壓力容器的安全性和穩定性，就必須要對制造過程中變形問題進行有效地控制，從焊接、內應力、成型誤差等方面進行有效地控制，確保壓力容器能夠在高溫、高腐蝕的環境中發揮出自身獨有的作用，確保壓力容器的實際應用效果。

參考文獻：

[1]華雷. 簡析壓力容器制造過程中的變形問題與控制策略[J]. 輕松學電腦， 2019， 000（030）：P.1-1.

[2]張永明. 壓力容器制造過程中的變形控制探究[J]. 特種設備安全技術， 2019， 000（003）：16-17.

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