王振

（河南開元空分集團(tuán)有限公司，河南開封　475000）

壓力容器制造中的變形問題控制策略

王振

（河南開元空分集團(tuán)有限公司，河南開封475000）

壓力容器屬于特殊的設(shè)備，其應(yīng)用較為廣泛，但其應(yīng)用的環(huán)境比較特殊，多數(shù)是高溫高壓的環(huán)境，壓力容器因而很容易出現(xiàn)變形問題，帶來嚴(yán)重的后果?；诖耍饕槍?duì)壓力容器制造過程中的變形問題進(jìn)行有效的分析，并且提出控制策略。

壓力容器；變形；控制策略

因人工動(dòng)手會(huì)產(chǎn)生誤差等因素影響，在制造壓力容器的過程中，一些主體部件與設(shè)計(jì)圖紙的相關(guān)規(guī)范不符，因此，在制造過程中壓力容器很容易出現(xiàn)變形的情況，對(duì)于容器的正常使用造成了直接影響，如果不采取有效的控制措施，就無法保障產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性，甚至還會(huì)帶來生命財(cái)產(chǎn)的損失，對(duì)于整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)都會(huì)造成影響。要想使生產(chǎn)效率和產(chǎn)品的可靠性得到提高，就要對(duì)應(yīng)用的工藝技術(shù)進(jìn)行規(guī)范，嚴(yán)格遵守相關(guān)的流程。

1　壓力容器焊接變形問題和控制對(duì)策

在焊接金屬的過程中，高溫環(huán)境下母材會(huì)發(fā)生變形，這樣就會(huì)導(dǎo)致壓力容器在焊接過程中出現(xiàn)變形的情況。發(fā)生變形之后，母材自身的受力性能和耐腐蝕性能都會(huì)受到很大程度的影響。焊接工藝直接影響壓力容器的質(zhì)量，在實(shí)際焊接的過程中，對(duì)于壓力容器的質(zhì)量和安全性能具有直接的影響，還影響著生產(chǎn)制造的成本和生產(chǎn)效率。

選擇具體的焊接工藝時(shí)，對(duì)于焊接的先后順序、焊接工藝等各個(gè)方面都要進(jìn)行充分的考慮。在制造過程中，對(duì)于可能產(chǎn)生的焊接問題進(jìn)行有效的分析，從而制定出具有針對(duì)性的控制措施。如果是焊接大型的壓力容器，尤其是球形的壓力容器，首先需要組裝好整體，再進(jìn)行具體的焊接操作，為使各個(gè)部分得到均勻的受力，采用對(duì)稱焊接的方式。在壓力容器當(dāng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多組焊接的情況，因此在焊接過程中，需要預(yù)留出收縮量，根據(jù)不同的母材，從而預(yù)留出與此對(duì)應(yīng)的收縮量，這樣在阻焊完成之后，殼體才不會(huì)出現(xiàn)收縮的問題，否則容器就會(huì)出現(xiàn)變形問題［1］。焊接壓力容器的過程中，需要采取抑制形變的方式，并且結(jié)合焊接的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)可能會(huì)發(fā)生形變的部位進(jìn)行方向的變形處理，這樣就可以人為消除掉焊接后產(chǎn)生的焊接變形情況。

2　壓力容器的內(nèi)應(yīng)力變形和控制對(duì)策

壓力容器因?yàn)槭峭ㄟ^重?zé)崽幚淼模趯?shí)際操作過程中會(huì)出現(xiàn)多種重力的影響，使壓力容器產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，在組裝的過程中，還會(huì)產(chǎn)生不可控制的強(qiáng)制壓力，制造完成壓力容器之后，因?yàn)榇嬖趦?nèi)應(yīng)力，就會(huì)產(chǎn)生各種不同程度的變形現(xiàn)象，裂紋也會(huì)隨之出現(xiàn)，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的變形問題。

壓力容器因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力而產(chǎn)生的變形問題，可以利用熱處理，將這個(gè)問題消除掉。在熱處理的過程中，需要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的操作規(guī)范，結(jié)合操作的流程來消除內(nèi)應(yīng)力。在這個(gè)過程中，需要嚴(yán)格控制熱處理爐溫度，熱處理爐的相關(guān)設(shè)計(jì)需要符合其規(guī)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(shè)置擋火裝置，這樣火焰就不會(huì)對(duì)容器造成傷害，從而發(fā)生新的形變。在熱處理的過程中，需要利用支架進(jìn)行有效的加固，使容器不能因?yàn)楦邷氐脑?，使其金屬性能發(fā)生變化，影響到壓力容器的穩(wěn)定性，導(dǎo)致出現(xiàn)安全事故。

3　壓力容器成型誤差變形和控制對(duì)策

制造壓力容器的過程中，有時(shí)候會(huì)因?yàn)椴磺‘?dāng)?shù)牟僮?，從而出現(xiàn)加工誤差，具體的部件就會(huì)出現(xiàn)成型誤差，和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相比，具有一些偏差。容器部件出現(xiàn)成型誤差，對(duì)于壓力容器的整體尺寸都會(huì)產(chǎn)生不良的影響，甚至對(duì)于接下來的裝配過程也會(huì)造成影響。如果加熱容器的封頭成型之后，可能會(huì)出現(xiàn)脫模的情況，這樣就會(huì)使封頭出現(xiàn)收縮變形的情況，改變其尺寸，和規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)不符，對(duì)于容器的使用還會(huì)產(chǎn)生影響。

有效地控制壓力容器的成型誤差造成的形變，可以利用相關(guān)的措施預(yù)防，來控制相關(guān)的變形問題。嚴(yán)格控制壓力容器的加工工藝，嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，完成成型制作。在實(shí)際成型之前，需要檢查和優(yōu)化模具的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，使模具設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性得到有效的保障，有效規(guī)范工件的形變誤差情況。制作壓力容器的過程中，需要結(jié)合模具的具體設(shè)計(jì)尺寸，有效控制模具的規(guī)格，以容器母本的高溫性能的變化情況為基礎(chǔ)，有效地改進(jìn)模具設(shè)計(jì)和施工步驟［2］。設(shè)計(jì)模具的過程中，需要全面考慮熱成型零件和體積收縮量，將因?yàn)閴毫θ萜鞒尚驼`差而引發(fā)的變形問題進(jìn)行有效的控制。

4　容器原料切割技術(shù)導(dǎo)致變形和控制措施

生產(chǎn)壓力容器的過程中，選擇的鋼板材料需要按照一定的尺寸進(jìn)行有效的切割。在實(shí)際作業(yè)過程中，需要利用丙烷燃?xì)夂吞烊粴獾?，但其?huì)產(chǎn)生高溫，使原料出現(xiàn)不同程度的熱脹冷縮，出現(xiàn)變形的情況。筒節(jié)端口出現(xiàn)變形，無法有效安裝配件，使筒節(jié)出現(xiàn)報(bào)廢的情況。鋼板材料在切割的過程中，具體的切割位置離端口比較近，鋼板材料因?yàn)闊崦浝淇s而出現(xiàn)變形的情況。切割作業(yè)都是在高溫下進(jìn)行的，易使整體的鋼板材料出現(xiàn)變形的情況。要想不因?yàn)楦邷厥逛摪宀牧弦蛘w的熱脹冷縮出現(xiàn)變形的情況，切割線不能緊挨臨筒節(jié)端口，需要盡量排除手工操作的情況，這樣才能減少切割誤差。利用數(shù)控切割機(jī)，可以對(duì)鋼板材料的精確度進(jìn)行有效的提高，使鋼板材料的溫度變化在很大程度上得到降低，這樣才會(huì)避免出現(xiàn)因?yàn)闇囟茸兓鸬臒崦浝淇s情況。

5　火焰切割的變形問題和控制對(duì)策

大直徑殼體的短筒下料時(shí)，對(duì)端口位置進(jìn)行火焰切割加工，很容易出現(xiàn)變形的情況。當(dāng)切割溫度逐漸降低后，加工邊緣會(huì)因熱脹冷縮而出現(xiàn)弧度。當(dāng)筒節(jié)完成輥園之后，端口無法保持在一個(gè)平面，很容易出現(xiàn)誤差，使焊接無法順利完成。針對(duì)這類問題，可以利用對(duì)稱切割和機(jī)械加工的方式，有效地避免變形情況的出現(xiàn)。

在壓力容器的密封圈和大型的法蘭當(dāng)中，廣泛地應(yīng)用鋼板坯料，因?yàn)闊崦浝淇s的原因，火焰切割完成后，鋼板表面無法始終保持平整，還會(huì)減少坯料的加工量。要想有效解決變形問題，在切割坯料板之后，需要及時(shí)采取有效的矯正措施，增加加工余量，使坯料板保持平整。同時(shí)，需要有效控制封頭，針對(duì)已經(jīng)成型的封頭，經(jīng)過火焰切割之后，很容易出現(xiàn)收縮變形的情況，使封頭的口徑逐漸縮??；加工瓣片式封頭的端口時(shí)，需要利用機(jī)械加工的方式，或者可以將封頭組裝的具體口徑進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆糯螅@樣可以有效避免出現(xiàn)變形的情況，針對(duì)整體成型的封頭端口的加工，在成型模具設(shè)計(jì)的過程中，需要充分考慮火焰切割的收縮量。

6　備料誤差的變形問題和控制對(duì)策

鋼材是制造壓力容器最重要的材料，在吊裝和運(yùn)輸過程中，鋼材很容易受到應(yīng)力的作用，使其發(fā)生扭轉(zhuǎn)和彎曲等各種變形，對(duì)于切割劃線帶來不利影響，對(duì)于零部件的成型精度也會(huì)帶來影響。如果出現(xiàn)大波浪和凹凸不平的情況，那么卷筒后期筒節(jié)的誤差也會(huì)不斷增加。對(duì)于這類問題，需要及時(shí)進(jìn)行矯正，在實(shí)際下料之前對(duì)鋼材的變形情況進(jìn)行有效的糾正，使零件的精度得到最大限度的提升，從而順利完成壓力容器的制造。

7　結(jié)語(yǔ)

在制造壓力容器的過程中，很多因素都會(huì)導(dǎo)致容器出現(xiàn)變形。因此，壓力容器制造企業(yè)需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)容器變形，采取有效的控制辦法，從而嚴(yán)格防范在容器制造過程中易發(fā)生變形的情況，使壓力容器在制造過程中有效地控制每一個(gè)環(huán)節(jié)，使制造出來的壓力容器產(chǎn)品可以讓用戶更加滿意，做到質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，為壓力容器制造企業(yè)贏得更多的經(jīng)濟(jì)效益，也為我國(guó)的發(fā)展帶來更多的社會(huì)效益。

［1］丁超.芻議如何控制壓力容器制造過程中的變形問題［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（18）：95.

［2］朱海鷹，潘俊興，段瑞君.中國(guó)化工裝備協(xié)會(huì)2014年壓力容器制造許可評(píng)審單位在質(zhì)量控制及產(chǎn)品方面存在問題綜述［J］.中國(guó)化工裝備，2015（2）：3-13.

Control Strategy of Deformation in Manufacturing of Pressure Vessel

Wang Zhen
（Henan Kaiyuan Air Separation Group Co Ltd，Kaifeng Henan 475000）

Pressure vessel belongs to the special equipment，its application is more widely used，but its application environment is more special，most is high temperature and high pressure environment，pressure vessel is prone to de?formation，resulting in serious consequences.Based on this，the problem of the deformation of the pressure vessel manufacturing process was analyzed，and the control strategy was put forward.

pressure vessel；deformation；control strategy

TH49

A

1003-5168（2016）08-0059-02

2016-07-12

王振（1983-），男，本科，助理工程師，研究方向：壓力容器。