壓力容器制造過程中的變形控制探究

張家旭

摘要：壓力容器屬于承壓型的設備，這種容器已經廣泛應用到石化工業和合成材料等各個建設領域。因為這種容器在應用時能夠耐高溫，也可以耐高壓，而且能夠在易燃易爆的環境下運行，所以這種容器在運行時存在較多的安全隱患。在進行壓力容器制造時經常會存在一些變形問題，如果沒有對變形問題進行有效的控制，就會影響到產品的應用質量。所以企業在進行壓力容器制造時，必須制定完善的控制措施，對變形問題進行解決。

關鍵詞：壓力容器;制造過程;變形控制措施;分析研究

1 制造壓力容器中控制其變形的意義

正是因為壓力容器在各個行業中得到了廣泛應用，并且自身的種類呈現出多元化特征，同時在安全性和生產制造過程中的專業性要求相對較高，這也從側面體現了壓力容器在社會生產生活中所具備的重要作用。而在生產制造壓力容器的過程中，對這些質量指標產生直接影響的重要因素就是變形，變形程度也會帶來對壓力容器質量影響程度的差異，如果在生產制造壓力容器的過程中沒有重視并采取有效的措施控制容器變形程度，不但會對整個壓力容器的生產工作效率產生負面影響，同時也會直接影響到壓力容器的最終生產質量，甚至于在使用環節中引發安全事故。但這也并非意味著在壓力容器的生產制造過程中不允許出現任何的誤差，實際上我國針對壓力容器的生產制造有一個明確的形變誤差允許范圍，一旦超出這個允許范圍，就意味著壓力容器自身的產品質量不符合相關標準。生產企業就需要進行二次的返工，這無疑是帶來了整個生產企業制造成本的大幅度增加。通過有效地分析壓力容器制造過程中出現變形的原因，并采取有效的措施，不但是確保壓力容器質量的重要途徑，同時也是生產制造企業自身市場競爭力提高的必然要求。

2 變形問題的根源分析

2.1 加工誤差變形

壓力容器封頭壓制后，會出現封頭曲率與標準封頭的曲率超差，造成設備使用過程中，封頭處的壓力和設計預計值偏差較大，影響容器的安全性能。所以，加工及備料過程，是一種導致變形的因素。究其原因，大多是工人放置胚料的位置不正確或封頭模具不標準等所致。備料誤差所致的變形，一般是鋼板方面。鋼材在吊裝.運輸及存放過程中，經常承受各種外力的作用，導致彎曲.扭曲.翹曲等變形。

2.2 熱切割變形

壓力容器的制造過程中，經常采用熱切割。當采用熱切割的方法切割某些板材時，特別是條形板材，由于切割的一側因受熱膨脹變長，而未切割一側將產生拉力，致使該板材出現側彎變形或者翹曲變形。

2.3 焊接變形

壓力容器因為體積較大，結構復雜，因此在制造的過程中必須要通過焊接手段來將各個零部件進行組對連接，但是從很多的生產過程中可以發現目前主要存在如下幾個方面的問題。首先，一些企業對焊接過程缺乏科學性，由于不同的承壓設備對于焊接技術的要求也不同，因此需要能夠結合實際情況進行選擇，但是很多焊接技術工人未選擇具有針對性的焊接方法。其次，焊接溫度對焊接效果影響很大，溫度控制不均會導致焊接材料表面出現不均勻，從而出現施焊工件變形的情況。最后，因焊接工藝繁多，很多焊接人員為了能夠方便起見，常常根據自己的意愿更換焊接順序導致工件變形，以上所論述的三個問題都會導致焊接過程中變形問題的產生。

2.4 應力變形

壓力容器在制作的過程中需要經歷多道加工程序，其中包括壓力容器筒體的組對工作，有些壓力容器由于外形高度尺寸較大，在組對的過程中會受到自身重力，支座支撐力以及吊機的吊裝力影響，在眾多外部因素的共同作用之下，壓力容器內部會出現相應的內部應力，這種力會存在于設備材料內部，當外界環境發生變化或者承載力過大的時候，內部應力得不到釋放會導致設備出現變形。

3 制造壓力容器中變形控制的要點分析

3.1 焊接變形控制

壓力容器一般情況下都是由鋼材等金屬材料制作而成的，而在焊接這些金屬材料的過程中，由于作業溫度條件相對較高，使得金屬材料可能容易出現變形現象，而在這種情況下生產出來的壓力容器無法維持正常的工作狀態。同時，材料自身的受力性能和耐腐蝕性能也會在高溫環境下發生

一定程度的負面變化，繼而導致最終的產品生產質量無法滿足之前的設計要求，這也為后續的壓力容器在生產環節中的應用埋下了重大的安全隱患。為了更為有效的控制壓力容器在材料焊接過程中出現的變形問題，相關的生產人員需要在嚴格遵循容器焊接工藝流程和參數的前提下，選擇合理的焊接技術，并根據焊接環境的差異選擇合適的處理措施，如果在進行金屬材料焊接的過程中出現了一些不可控制的焊接變形問題，則需要以形變問題的實際狀況分析作為基礎，制定出合理的解決方案。對于那些體積相對較大的壓力容器而言，可以優先進行焊接部件的組裝工作，借此在保障各部分受力維持均勻狀態的前提下，嚴格遵照焊接工作的流程順序進行焊接操作。此外，在進行金屬材料焊接工作的時候，需要根據所選材料的實際情況預留出適當的金屬收縮空間，以此來避免因為容器組件的收縮而出現的形變現象。

3.2 加工誤差控制

為防止加工及備料誤差變形，首先應對操作人員進行培訓，要求其按規范作業。相關工作人員應對加工誤差過大問題高度重視：其次，通過各種科學方法，采取專門的.針對性的控制措施，嚴格控制工藝流程和檢測模具的大小尺寸。及時更換老舊設備和不符合生產規范的模具，嚴格控制模具的形狀誤差和尺寸：再次，在模具的設計過程中，要積累經驗，預見施工過程可能出現的熱脹冷縮量，提前預留一定的空間。另外，在下料前，還應糾正鋼材的變形問題。為防止筒節卷制后的直徑誤差，杜絕鋼板不平整.波浪形等現象。也能有效防止環縫對接接口的錯邊量超差。一旦在下料前出現問題，應提前采取矯正措施。

3.3 熱切割變形控制

如何降低熱切割鋼板的變形，已經越來越受到各個領域技術人員的重視。熱切割產生的變形，矯正難度很大，嚴重時會影響使用。防止熱切割時產生變形，可采取在切割板材時跳留若干間斷點段，使母材板與被切割工件的板材相連，抑制工件的上翹和冷縮現象。待完全冷卻后，再將連接點斷開：還可以使用工裝將被切割工件夾好.固定，然后再進行切割操作，待工件完全冷卻后，再松開。這兩種方法都是實踐證明，能有效的防止熱切割變形的方法。

3.4 應力變形控制

壓力容器會經過多道的制作工藝處理，在進行組裝或者吊運過程中會因為重力等因素的影響產生相應的內應力，如果沒有處理得當，將會在運行期間出現隱患，一般情況下消除內部應力最有效的方法就是做好熱處理工作，并在實際操作的過程中遵循規定的規章制度，保證熱處理溫度在標準范圍之內，且爐內受熱應均勻，壓力容器放人熱處理爐內，需根據設備大小合理設置安放支座，防止熱處理過程中產生二次變形。

4 結束語

壓力容器在諸多行業中有著廣泛的應用，但壓力容器在生產制造的過程中，對安全性要求相對較高。由于生產制造過程中，往往會出現火焰切割變形.材料變形等諸多問題。在這種情況下，相關企業需要在強化加工人員技術培訓力度的基礎上，通過有效的分析各類變形問題影響因素制定出臺有針對性的預防和解決方案，以此來有效的降低壓力容器生產制造環節中變形問題出現的概率。

參考文獻

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