壓力容器制造中常見問題及分析

＊呂增明 王春初

（山東龍興化工機械集團有限公司 山東 261432）

1.前言

壓力容器普遍應用于許多行業，尤其是石油化工和其他能源行業。這就是為什么壓力容器的生產要求很高，因此材料和方法的選擇對此類容器的最終制造結果有很大的影響。所以，必須嚴格控制每種化合物的制造工藝，避免和減少問題，及時發現問題，達到預期的目的。壓力容器在生產的過程中存在的問題，對壓力容器的生產質量也有一定的影響。因此，在壓力容器的生產過程中，有必要根據壓力容器的特點進行適當的制作，提升壓力容器的生產質量，提高壓力容器的安全性。現階段，我國壓力容器的發展取得了很大的成就，但是在生產過程中，在材料選擇和應力控制方面還存在許多問題。因此，我們必須充分考慮和分析這些問題，并將它們結合起來。在這樣的前提下，研究壓力容器制造理論具有重要意義。

2.壓力容器的特點及要求

(1)特點

壓力容器制造過程由六個相互關聯的部分組成：結構、鉚接、材料焊接、無損檢測、理化測量和檢驗。設備廣泛應用于許多行業，在不同行業發揮著不同的作用。因此，壓力容器的性能是多種多樣的。長期要求不同的功能和制造結構，不同的制造工藝和較高的安全性要求致使壓力容器的生產必須符合生產標準和制度，因為大多數壓力容器都是在惡劣的環境中工作的，例如帶有高壓容器的壓力容器。溫度、高壓、真空、腐蝕等特性，而大多數壓力容器都充滿了破壞性的物質，首先要考慮爆炸、劇毒、有害物質對壓力容器的質量的影響，做好施工工作。隨著社會科學的不斷發展，技術、工藝、材料、理念不斷更新，規范了壓力容器生產的發展，技術人員必須具備專業的壓力容器設計知識，必須考慮壓力容器設計的總體思路，由于壓力容器涉及多個行業，所以要了解壓力容器的種類，遵循多專業、多品種的原則，制造過程中加強對焊接過程的注意，對制造功能和受控機械結構的重視。

(2)生產要求

由于壓力容器在生產和使用壽命中的重要性，在制造過程中必須有嚴格的要求，以保證其安全性。如果這個問題得不到足夠的重視，就會導致嚴重的安全事故。因此，在制造過程中，必須保證壓力容器有足夠的厚度，并保持其安全的工作狀態。還應確保壓力容器的密封，防止有毒氣體或物質從壓力容器內溢出，并確保壓力容器的形狀不受外力變化的影響。為保證壓力容器的耐久性，在壓力容器的制造、安裝和維護的各個過程中都應考慮到壓力容器制造、安裝和維護的方便性，并切實加強質量控制。

3.常見的問題

(1)設計不合理

壓力容器是石油能源行業的專用設備，其設計階段的效率對整體生產有著重要的影響。從我國壓力容器生產的現狀來看，質量標準體系設計的某些方面還不夠完善。有些設計人員不了解壓力容器的使用環境和要求，根據自己的經驗和評價來設計壓力容器。許多壓力容器的計算參數不能滿足使用和安全的要求，壓力容器生產屬于特種設備生產范疇，其質量取決于生產效率和產品質量。因此，熟悉壓力容器及各種材料的使用標準，無疑是衡量產品技術條件和質量的重要標準之一。許多設計人員沒有做相應的工作，設計過程中選用的材料或參數不符合標準，設計的設備最終試驗結果不準確，采購的壓力容器不準確，不符合國家設計標準和規范等都會導致事故的發生。

(2)標準控制不嚴格

壓力容器在不同的生產區域有不同的生產標準，導致不同的設計標準。從目前的發展來看，不同地區工藝的成熟度是不同的，所以在設計中采用的設計標準也是不同的。一般壓力容器的設計應符合國家標準，但隨著工業的發展和生產技術的提高，對生產標準的要求也越來越高。然而，更高標準的出現并不意味著安全性越高，許多企業采用新的設計標準制造壓力容器，并立即投入使用，帶來了更大的安全風險。此外，他們生產的產品使許多公司的利益最大化，他們雖然對壓力容器的制造提出了更高的要求，但在實際生產中沒有按照選定的標準進行，而是擅自修改標準，嚴重影響了產品的質量安全。此外，我國目前只有壓力容器行業標準，缺乏明確的設計標準也是選擇設計標準比較難的原因之一。今后要解決這一問題，必須根據不同行業的具體生產需要，盡快制定明確的壓力容器設計標準，加強制造過程監管。

(3)材料質量問題

壓力容器的生產主要需要金屬材料，材料的質量直接影響產品的質量和耐久性。過去壓力容器行業在材料選擇，特別是生產中有著質量差的問題。為了節省成本，采用相對成本不高的合金鋼代替碳鋼，劣質材料生產的容器存在很多的安全問題。此外，在易成形材料的選擇差別很大。一些生產頭和簡單接頭“以薄為厚”，即厚板薄，但沒有相應的厚板結構，連接結構容易改變，也存在一定的安全風險。在選擇拉伸接頭時材料也存在用單純的厚度代替有厚度的結構的現象，導致壓力容器剛度顯著提高，但安全得不到保障。為了解決這些問題，選擇合理的材料是容器能夠承受壓力的關鍵所在。特別是鑒于壓力容器的耐久能力，針對實際的生產環境提出建議；材料的選擇應符合實際設計的要求，并具備抵抗腐蝕的能力；材料厚度必須充分考慮使用的場景。壓力容器材料自身必須具備很強的適應能力，以達到實際運用的需要。一些制造企業為了節約成本或對壓力容器環境了解甚少，在制作時選擇廉價、質量差的材料，設備安裝調試后對壓力容器安全構成很大風險，容易導致安全事故。

(4)識別問題

壓力容器在進入使用之前一定要通過質量檢查。無損檢測是我國壓力容器常見的質量檢測方法。特別是X射線檢測要求：在壓力容器產品無損檢測之前，根據實際情況開發記錄流程，但很多公司還不成熟。實際測試主要是基于經驗，測試結果不夠準確，質量問題很多，這給安全使用帶來了極大的隱患。要解決這一問題，必須加強無損檢測標準的制定，提高無損檢測技術水平。

(5)焊后熱處理

焊后熱處理是設備生產最后階段的關鍵。一般來說，在壓力容器的生產制作過程中，不同的焊接板材有不同的力學性能，焊接和焊后熱處理非常重要，它應在其它工序后進行。但許多企業對此并不了解，存在許多不合理的現象，焊后熱處理存在諸多問題，造成了很大的隱患。

(6)變形問題

焊接是生產中的主要變形因素。焊接變形是壓力容器生產中的重要因素，焊接過程的不確定性導致變形。在焊接實踐中，為了保證焊接精度，需要焊接不同的金屬，但目前的焊接順序是非常一致的，而且金屬之間的差異是一定的，焊接區域不在焊接過程中，容器的變形往往增大或減小。工人對焊接過程中的材料和溫度控制不當。焊接和材料熱處理應在不同溫度下進行，但目前的焊接方法、材料和溫度沒有很好的復制。這種變形對壓力容器的生產質量有很大影響，但很多制造企業忽視了壓力容器的變形，沒有科學計算壓力容器在制造過程中的載荷并采取有效的控制措施。變形后的器皿不能投入使用，即使可以使用，也會留存隱患。

4.對策

(1)重視設計質量

設計的質量是決定容器質量好壞的重要環節。因此，設計階段的質量控制是壓力容器質量管理的重點。在設計前，必須保證設計人員具有較高的專業水平，充分了解制造工藝，保證壓力容器的質量；同時，了解壓力容器的使用情況，掌握材料和零件的選擇，以確保壓力容器的設計符合要求。有效提高設計質量，確保壓力容器設計滿足制造要求。

(2)材料選擇與管理

壓力容器應從傳統制造商處采購，并對材料進行取樣，以確保符合設計要求。同時，設計人員在設計壓力容器材料時應首先明確壓力容器的用途，在介紹材料時，應根據使用情況選擇合適的材料，試驗設計要求，在整個試驗過程中應根據化學成分進行科學的試驗材料的組成和機械性能。組件應由制造商進行標識，其使用和儲存應明確規定，以便于取用，確保質量。

(3)變形控制

在壓力容器制造過程中，應適當預留必要的加工量，以保證壓力容器的適當變形能控制在有限的范圍內，并嚴格遵守工藝要求。應采取系統的設計要求和措施，提高制造過程的穩定性，降低壓力容器的變形張力。另外，在拆裝零件時，要掌握強度和裝配順序防止變形。

5.結束語

本文總結了壓力容器生產過程中普遍存在的問題及解決方法。每個過程的控制對整個產品的生產質量有著無可替代的影響。要優化設計、強化工藝、有效控制壓力容器生產過程，嚴格按照生產質量目標提高生產水平和質量，促進行業秩序的可持續發展。壓力容器的生產工藝是保證其質量的基礎，對此必須給予應有的重視。針對問題，不停改進工藝，增強質量控制和監督管理，才能減少問題的發生。