壓力容器制造的新工藝及質量控制

顧文喜

甘肅省特種設備檢驗檢測研究院 甘肅蘭州 730050

壓力容器是指盛裝氣體或者液體，承載一定壓力的密閉設備，廣泛用于石油、化工、冶金、醫藥、食品等行業，屬于特種設備范圍。在其制造過程中對相關工藝、技術要求十分嚴格，制造企業必須在先進工藝、技術研究的基礎上，進一步完善現行的質量控制體系，加強制造過程中工藝的嚴格監督和管理，提高產品的可靠性。

1 壓力容器概述

壓力容器是具有爆炸危險性的承壓類特種設備，它承載著高壓、高溫、低溫、易燃、易爆、劇毒或腐蝕介質，一旦發生爆炸或者泄露往往并發火災、中毒等災難性事故，造成嚴重的環境污染，給社會經濟、企業生產和人民生活帶來損失和危害，直接影響社會安定。在設計、制造、運行環節中，必須及時進行設備質量方面的管控，避免事故發生，降低中毒、污染、火災等意外狀況的發生幾率。其次，壓力容器的制造環節中，必須考慮結構組織要求，要針對任務進行分工、分組和協調處理，力求建立行之有效的組織管理機構。及時進行質量工程師的任命和指派。要保證質量管理環節中，及時對質檢人員進行資質考核、培訓處理，提高產品質量。

2 壓力容器制造的新工藝

2.1 窄間隙埋弧焊接技術

在對壁厚較大的壓力容器進行焊接時，其壁厚如果大于100毫米，那么常規的焊接法就已經不能使用了。近年來，窄間隙焊接技術的運用和發展在國內受到了較高的關注，很多的企業都積極采用窄間隙焊技術進行焊接作業。但是，在實際操作當中，窄間隙焊技術在厚壁容器的焊接中，還要注意其操作的穩定性。

2.2 渦流檢測技術

壓力容器渦流檢測技術是利用電磁感應原理，通過測定被檢工件內感生渦流的變化來評定導電材料及其工件的性能，發現缺陷的無損檢測方法。制造單位常用渦流檢測熱交換器換熱管表面或近表面的缺陷，控制鋼管的產品質量，由于渦流因電磁感應而生，因此進行渦流檢測時，檢測線圈不必與被檢材料或工件緊密接觸，不需用耦合劑，檢測過程不影響被檢材料或工件的性能。

2.3 冷熱加工

雙相不銹鋼雖然可以進行熱加工，但是其允許的溫度范圍比較窄，而且在進行熱加工的過程中容易產生碳化物和氮化物，從而改變金相組織，降低其耐腐蝕性。因此，雙相不銹鋼在進行熱加工過后應該再進行固熔熱處理。另外，我們也可以采用冷加工工藝對設備的零、部件進行加工。采用冷加工的雙相不銹鋼冷作硬化現象明顯，但是采用冷加工工藝進行加工時應盡量減少變形次數，減少工序量，縮短工序的銜接時間。

3 壓力容器制造的質量控制

3.1 原材料上的質量控制

原材料作為壓力容器質量的源頭，對壓力容器作業質量產生較大影響。相關人員應從材料入廠檢驗出發進行管理，加強所有零部件的可追蹤性。實際操作中，原材料進入相應廠家時，相關負責人必須考慮訂貨協議的具體細節，供貨商要及時進行證明書、材料復驗方面的管理，保證原材料的各項性能可充分符合相關標準，保證材料符合行業規定的具體要求，各項性能指標等滿足供應標準后，方可進行入庫編號控制和處理。構建原材料入庫檔案，結合相關標準進行材料處理，并及時進行鋼印操作，對于不能進行硬印標記的材料，可采取有效的標記措施。

焊接材料的選用應使焊縫金屬的力學性能高于或等于母材的限值，當需要時，其他性能也不應低于母材相應要求。合適的焊接材料應與合理的焊接工藝相配合，以保證焊接接頭性能在經歷制造工藝過程后，還能滿足技術文件規定和服役要求。并符合相應標準的規定。使用單位應根據質量管理體系規定按相關標準進行驗收或復驗，合格后方準進入焊材庫。焊材庫應嚴格執行焊接材料入庫、保管、烘干、發放和回收制度。

3.2 加大結構設計的重視程度

在設計階段，設計人員應依據相關產品標準充分了解壓力容器的結構設計專項要求，并在設計圖紙上注明特殊結構的放大圖，同時在技術要求中明確相關注意事項。設計過程中為使壓力容器的結構設計合理，應充分考慮如下原則：①幾何結構形狀不連續元件間應有足夠的過渡圓弧半徑；②厚薄不同的連接件間應有足夠削薄過渡；③避免結構形狀突變，減少局部應力；④設置必要的連接墊板；⑤避免過大的溫度差；⑥各類焊接接頭應采用全焊透結構。

3.3 提升壓力容器制造工藝

從我國目前壓力容器制作工藝發展的現狀來看，大部分采用的是焊接的技術工藝，焊接工藝的再現性對壓力容器的最終質量影響很大。用于施焊壓力容器承壓類焊縫的焊接工藝須經過焊接工藝評定，其參數在合格的工藝評定范圍內。經過評定合格的工藝參數在施焊時必須嚴格遵守，不得改變。如果不按照焊接工藝文件的要求施焊，即使在無損檢測中沒有發現焊接缺陷，其焊接接頭的力學性能和金相組織也無法得到保證，產品具有潛在的危險性。

4 結語

為了有效壓縮企業生產成本，必須保證質量管理體系滿足系統化、科學化的要求，維持相關設備和國家標準、設計要求的匹配程度，建立系統全面的壓力容器質量保證體系，最大程度的改善傳統管理方法。將傳統管理結果的方法轉變為新時期管理過程的方法，加強產品質量、產品性能、產品制造方面的管控，提高壓力容器制造的整體質量。