壓力容器制造中的變形控制探討

楊昆

摘要：壓力容器是指能夠在密閉空間內承受壓力的容器，壓力容器的應用范圍較廣，主要用在工業、民用、軍工、科研等領域，由于壓力容器所處的環境較為復雜，基本上都處在高溫環境內，因此則很容易發生變形等現象，進而造成較為嚴重的后果。對此，本文主要對壓力容器在制造過程中發生的變形控制問題提供具體解決措施。

關鍵詞：壓力容器;變形;控制策略

受人工測量的誤差因素，在進行壓力容器的制造時，其主體部分與設計的圖紙存在一定誤差，這也是導致壓力容器在高溫環境下容易發生變形的主要因素，嚴重影響了壓力容器的使用，若不及時采取有效策略，則會對產品的質量和安全造成很大影響，嚴重情況下會給財產造成很大損失，同時也會影響經濟的發展。因此，若要提升生產效率和質量安全，必須嚴格要求工藝技術的規范性和專業性，嚴格把控生產流程[1]。

一、壓力容器焊接變形問題和控制對策

金屬焊接的過程會受高溫影響而出現母材變形等現象，進而造成壓力容器在高溫焊接期間發生變形，變形后，母材的耐受性及耐腐蝕性與變形前相比其各受力情況變得較低，焊接工藝會對壓力容器的質量造成很大影響，在焊接時，會對壓力容器的質量及安全性均產生較多的不利條件，進而對生產制造的效率及利益均造成一定影響。

因此在選擇相關焊接工藝應尤其注重焊接的前后順序和方式，在制造期間，對可能發生的焊接問題進行分析和探討，并采取相關解決或防護策略。若壓力容器的需求較大時，或是制造球形容器時，必須將整體組裝完整之后再進行焊接，因此為了使焊接時所有力度都均勻應采取對稱的方式進行焊接。在壓力容器中，常發生多組焊接情況，因此需預留出收縮量，并根據母材的類型預留出合理的收縮量，只有這樣才在焊接結束后，其殼體才不會發生收縮變形現象。在壓力容器的焊接中，需采取防護或抑制變形的方式，并要求技術工的操作水平較為嫻熟，才可對發生變形問題合理控制，進而改善焊接后高溫變形的情況。

二、壓力容器的內應力變形和控制對策

壓力容器因為是通過重熱處理的，在實際操作過程中會出現多種重力的影響，使壓力容器產生內應力，在組裝的過程中，還會產生不可控制的強制壓力，制造完成壓力容器之后，因為存在內應力，就會產生各種不同程度的變形現象，裂紋也會隨之出現，產生對應的變形問題[2]。壓力容器因為內應力而產生的變形問題，可以利用熱處理，將這個問題消除掉。在熱處理的過程中，需要嚴格遵守相應的操作規范，結合操作的流程來消除內應力。在這個過程中，需要嚴格控制熱處理爐溫度，熱處理爐的相關設計需要符合其規范，處理爐要得到均勻的受熱。通常壓力容器主要是利用熱處理方法——噴嘴式加熱法，其需要設置擋火裝置，這樣火焰就不會對容器造成傷害，從而發生新的形變。在熱處理的過程中，需要利用支架進行有效的加固，使容器不能因為高溫的原因，使其金屬性能發生變化，影響到壓力容器的穩定性，導致出現安全事故。

三、壓力容器成型誤差變形和控制對策

若在焊接或制造壓力容器時，常會發生因操作失誤而出現誤差，因此在制造完成后與設計圖紙相比會存在些許偏差。容器部件出現偏差后，其整個壓力容器的尺寸會整體發生變化，在之后的安裝過程也會產生不利因素。若容器在高溫加熱后，極易發生脫模現象，進而發生封頭發生收縮變形的現象，若改變尺寸后和原來的標準又不相符，進而還會造成容器整體尺寸發生變化的情況發生。

為了能有效控制壓力容器成型誤差問題，可采取相關措施來預防，進而達到控制變形的效果。所以壓力容器制造的工藝技術要求高，嚴格按照標準操作，模具和設計標準對比后，才能有效地保證設計出的模具的質量，從而提高因工藝調整引起的誤差現象[5]。在制造容器時，需對模具的尺寸進行有效控制，以容器母體的高溫性能為控制基礎，進而改進模具設計及施工標準。模具的設計需綜合全面考慮熱成型零件及體積的收縮量，進而有效控制因壓力容器誤差問題而產生的變形。

四、容器原料切割技術導致變形和控制措施

在生產壓力容器時其鋼板材質需結合設計標準進行嚴格切割，在實際操作時還要充分利用天然氣或丙烷燃氣進行高溫操作，對原材料進行熱脹冷縮，讓其發生變形現象，由于筒節端口會發生變形，進而配件無法安裝，筒節則會報廢。所以在切割鋼板材料時，切口要靠近板材受熱膨脹冷縮變形的地方。只有在高溫環境下才能進行切割操作，因此極易給鋼板材料造成變形，若想避免此現象，則在切割時可離筒節端口稍遠一點，并采取機器操作，進而才能有效降低切割誤差。可采用數控切割機，不僅能精確地切割鋼板材料，還能有效避免因熱脹冷縮的溫度落差而產生的影響。

五、火焰切割的變形問題和控制對策

大直徑殼體在進行短筒下料時，則可對端口位置進行火焰切割操作，進而造成殼體變形問題。若切割的溫度在逐漸降低時，在鋼板材料的位置會因熱脹冷縮而出現輕微的弧度。在完成筒節焊接后，端口與筒節不處于一個平面上，進而發生誤差現象，導致焊接操作失敗。對此，可采用對稱的方式進行機械加工，進而可有效改善熱脹冷縮而帶來的誤差情況[4]。壓力容器的密封圈和大型法蘭中應采用鋼板坯料，受高低溫因素的影響，在火焰下完成切割會后，導致鋼板表面與筒節口無法處于同一個水平面，同時還會使坯料的加工量減少。為改善以上問題，可在完成坯料板的切割后進行糾正操作，加大余量，保持坯料板平整。另外，對嚴格控制封頭，并已經成型的封頭可在火焰切割后發生收縮變形現象，進而封頭的口徑會縮小許多。在對瓣片式的端口進行封頭時，可采取機械加工或將封頭組裝口徑放大的方式，這樣可有效改善封頭變形問題，對整體端口進行封頭時，需綜合考慮火焰切割的收縮量。

六、備料誤差的變形問題和控制對策

壓力容器的制造離不開鋼材，但在運輸或吊裝期間很容易因擠壓或其他原因而造成彎曲變形情況，加上火焰切割發生的變形、誤差問題，對零部件的精度成型問題造成一定影響。若壓力容器出現高低不平現象時，其卷筒后期的誤差則會越來越大[5]。對此，需及時糾正變形或誤差問題，在真正下料前可有效糾正鋼材變形問題，使零部件在最大程度上得到有效提升，進而完成壓力容器的操作。

結語：

綜上而言，在壓力容器的制造下，其導致變形的原因較多且較復雜。因此，經過多次制造的經驗，對壓力容器的變形問題可采取相關防控措施，進而才能在制造壓力容器時避免發生高低溫變形情況，使每一個制造壓力容器的環節中都能進行有效控制，使制造出來的不同形狀的壓力容器均得到合格檢測，讓用戶更加滿意，質量過關，進而才能使制造商及公司企業收獲更大的利潤，同時也為我國經濟的發展帶來更大效益。

參考文獻：

[1]馮艇.關于壓力容器制造中的變形控制分析[J].石化技術，2020，27（10）：10-11.

[2]孫建軍.談壓力容器制造過程中的變形問題及控制措施[J].科學技術創新，2020（21）：183-184.

[3]王寧振.壓力容器制造過程中變形問題的控制對策分析[J].科技創新導報，2020，17（06）：39-40.

[4]韓燕良.壓力容器制造過程中的變形控制措施研究[J].化工管理，2020（05）：145-146.

[5]柳溪，華柏生，朱章全.壓力容器制造中的變形控制探析[J].化學工程與裝備，2019（11）：152-153.