耿小鵬 曹政

西安航天動力試驗技術研究所 陜西西安 710100

1 壓力容器變形問題解決的主要意義

1.1 生產意義

壓力容器是生產制造業(yè)中的核心機械設備，在運行的過程中會承載比較大的壓力，如果設備的自身質量無法承受外部的作用力則會出現(xiàn)一定的安全事故。從實際應用的效果來看，容器在發(fā)生變形之后內部往往會因為受力分布不均的現(xiàn)象導致出現(xiàn)安全隱患。事故的發(fā)生不僅會影響到日常的工業(yè)生產，同時對于設備的操作人員也會造成比較大的生命威脅，因此控制壓力容器變形問題對于工業(yè)制造的正常運行都是具有比較重要的意義。

1.2 經濟意義

在傳統(tǒng)的工業(yè)制造領域中，實現(xiàn)經濟效益增長主要是通過增加產出以及降低能耗兩個途徑來實現(xiàn)，其中壓力容器作為非常重要的設備，一旦在局部出現(xiàn)了過大的變形，就會影響到生產安全而必須要被更換下去，這就造成了成本的重復投入。因此應控制壓力容器的變形問題，強化實際利用效果，能夠幫助生產企業(yè)控制投入成本，提高企業(yè)經濟效益[1]。

2 解決壓力容器變形的主要措施

2.1 加強焊接質量管理

在對焊件進行沖擊試驗時，需要考慮到焊件在完成焊接工藝焊接之后，焊件的焊道厚度≥6mm，從而確保符合補加因素的規(guī)定，并且符合沖擊試驗的規(guī)定的規(guī)格：長5mm、寬10mm、高55mm的樣品符合沖擊試驗的規(guī)格。

嚴格檢驗選定制造制品的產品厚度和確定常用的焊接手法，當在考慮采用一種焊接方法時，需要滿足相對應的焊縫金屬厚度。

焊接工藝判定需要根據《承壓設備焊接工藝評定》的規(guī)定，如果焊縫的厚度在20mm以內，焊接的金屬厚度有效范圍不能超過兩倍T或者200mm，應為2t。在確定焊接金屬厚度范圍時，需要確定焊道的厚度。

對于TIG焊、雙脈沖MIG焊兩種新技術的應用來說，是對傳統(tǒng)焊接技術進行的有效升級和創(chuàng)新，雙TIG焊技術的主要應用原理是利用電源正負極的位置，合理安裝TIG焊槍，利用電流的流動作用，形成并建立有效的應用電弧，完成相應的焊接操作。雙TIG焊接技術的運用優(yōu)勢在于電弧集中能力更強，熔深相對較大，厚板焊接更加簡便靈活，在焊接完成之后，不容易發(fā)生形變和裂縫等問題。由于此焊接技術的質量有保證，焊接效率高、污染小，所以，受到廣泛青睞。雙脈沖MIG焊，用0.5-50Hz的低頻脈沖對單位脈沖的峰值和時間進行調制，使單位脈沖的強度在強和弱之間低頻周期性切換，得到周期性變化的強弱脈沖群。其使用優(yōu)勢為保證焊接表面整體美觀性，有效減少氣孔的出現(xiàn)，對焊縫晶粒進行細化，可以有效降低裂紋發(fā)生率[2]。

2.2 加強人員培訓

壓力容器的生產質量除了材料和焊接工藝外，還有人的影響。一方面要強化對作業(yè)人員的專業(yè)技能培訓，以提高專業(yè)技術人員的水平。另一方面是要落實好每個作業(yè)人員的執(zhí)行力，比如采購人員要嚴格按照規(guī)定計劃購買生產材料，不合格的材料不能采用，而焊接人員則要嚴格按照制定的焊接流程進行操作。

2.3 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(xiàn)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(guī)定的規(guī)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，壓力容器放入熱處理爐內，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。

2.4 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。熱切割后的工件產生的變形，會為工件后續(xù)矯正帶來很大難度，變形嚴重時甚至影響使用，為解決熱切割產生的變形，可以采取在切割條形板材時通過留取若干間斷點，使被切割工件與母板連在一起，以牽制冷縮和上翹現(xiàn)象，待工件冷卻后再將間斷點斷開；也可以使用專用夾板將被切割工件固定后切割，待工件冷卻時再將夾板松開。以上方法均可達到控制工件在熱切割過程中產生變形的作用。

2.5 熱處理檢查

熱處理是指采用適當的方式對金屬材料或工件進行加熱、保溫和冷卻以獲得預期的組織結構與性能的工藝。通過熱處理可以松弛焊接殘余應力；穩(wěn)定結構的形狀和尺寸，減少畸變；改善母材、焊接區(qū)的性能，提高焊縫金屬的塑性；降低熱影響區(qū)的硬度；提高斷裂韌性；改善疲勞強度；改善蠕變特性；恢復或提高冷成形中降低的屈服強度；提高抗應力腐蝕的能力；進一步釋放焊縫金屬中的有害氣體，特別是氫氣，防止延遲裂紋的發(fā)生。壓力容器制造中常采用的熱處理有成形受壓元件的恢復性能的熱處理和焊后熱處理。熱處理的效果直接決定產品的性能。

熱處理的檢查是壓力容器制造過程中非常重要的一項檢查。熱處理檢查分熱處理前檢查、熱處理過程中檢查、熱處理后檢查。

熱處理前檢查主要包括：核實產品標識，確保即將熱處理的實物、流轉卡、熱處理工藝一致；翻閱流轉卡，核查熱處理前的工序已執(zhí)行完并合格，需特別注意無損探傷已經合格；核查NCR以及NCR的處置情況；核查是否存在臨改，以及臨改的執(zhí)行情況；產品實物以及試樣的擺放，應滿足工藝文件的要求，特別注意熱電偶的布置是否符合工藝文件的要求；儀器儀表的選用應滿足產品的要求，檢定合格且在有效期內[3]。

3 結語

壓力容器具有廣泛性、種類較多、對安全性及制造的專業(yè)性要求較高的特征，在生產制造的過程中容易產生并影響較大的便是壓力容器變形問題，常見的導致壓力容器變形的主要是材料的選擇不當，焊機操作不當以及人工操作不當，因此為了在壓力容器制造過程中減少變形現(xiàn)象的出現(xiàn)。