張家旭

摘要：壓力容器屬于承壓型的設(shè)備，這種容器已經(jīng)廣泛應(yīng)用到石化工業(yè)和合成材料等各個(gè)建設(shè)領(lǐng)域。因?yàn)檫@種容器在應(yīng)用時(shí)能夠耐高溫，也可以耐高壓，而且能夠在易燃易爆的環(huán)境下運(yùn)行，所以這種容器在運(yùn)行時(shí)存在較多的安全隱患。在進(jìn)行壓力容器制造時(shí)經(jīng)常會(huì)存在一些變形問(wèn)題，如果沒(méi)有對(duì)變形問(wèn)題進(jìn)行有效的控制，就會(huì)影響到產(chǎn)品的應(yīng)用質(zhì)量。所以企業(yè)在進(jìn)行壓力容器制造時(shí)，必須制定完善的控制措施，對(duì)變形問(wèn)題進(jìn)行解決。

關(guān)鍵詞：壓力容器;制造過(guò)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?yàn)閴毫θ萜髟诟鱾€(gè)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，并且自身的種類呈現(xiàn)出多元化特征，同時(shí)在安全性和生產(chǎn)制造過(guò)程中的專業(yè)性要求相對(duì)較高，這也從側(cè)面體現(xiàn)了壓力容器在社會(huì)生產(chǎn)生活中所具備的重要作用。而在生產(chǎn)制造壓力容器的過(guò)程中，對(duì)這些質(zhì)量指標(biāo)產(chǎn)生直接影響的重要因素就是變形，變形程度也會(huì)帶來(lái)對(duì)壓力容器質(zhì)量影響程度的差異，如果在生產(chǎn)制造壓力容器的過(guò)程中沒(méi)有重視并采取有效的措施控制容器變形程度，不但會(huì)對(duì)整個(gè)壓力容器的生產(chǎn)工作效率產(chǎn)生負(fù)面影響，同時(shí)也會(huì)直接影響到壓力容器的最終生產(chǎn)質(zhì)量，甚至于在使用環(huán)節(jié)中引發(fā)安全事故。但這也并非意味著在壓力容器的生產(chǎn)制造過(guò)程中不允許出現(xiàn)任何的誤差，實(shí)際上我國(guó)針對(duì)壓力容器的生產(chǎn)制造有一個(gè)明確的形變誤差允許范圍，一旦超出這個(gè)允許范圍，就意味著壓力容器自身的產(chǎn)品質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)企業(yè)就需要進(jìn)行二次的返工，這無(wú)疑是帶來(lái)了整個(gè)生產(chǎn)企業(yè)制造成本的大幅度增加。通過(guò)有效地分析壓力容器制造過(guò)程中出現(xiàn)變形的原因，并采取有效的措施，不但是確保壓力容器質(zhì)量的重要途徑，同時(shí)也是生產(chǎn)制造企業(yè)自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力提高的必然要求。

2 變形問(wèn)題的根源分析

2.1 加工誤差變形

壓力容器封頭壓制后，會(huì)出現(xiàn)封頭曲率與標(biāo)準(zhǔn)封頭的曲率超差，造成設(shè)備使用過(guò)程中，封頭處的壓力和設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)值偏差較大，影響容器的安全性能。所以，加工及備料過(guò)程，是一種導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(yùn)輸及存放過(guò)程中，經(jīng)常承受各種外力的作用，導(dǎo)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(guò)程中，經(jīng)常采用熱切割。當(dāng)采用熱切割的方法切割某些板材時(shí)，特別是條形板材，由于切割的一側(cè)因受熱膨脹變長(zhǎng)，而未切割一側(cè)將產(chǎn)生拉力，致使該板材出現(xiàn)側(cè)彎變形或者翹曲變形。

2.3 焊接變形

壓力容器因?yàn)轶w積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此在制造的過(guò)程中必須要通過(guò)焊接手段來(lái)將各個(gè)零部件進(jìn)行組對(duì)連接，但是從很多的生產(chǎn)過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)目前主要存在如下幾個(gè)方面的問(wèn)題。首先，一些企業(yè)對(duì)焊接過(guò)程缺乏科學(xué)性，由于不同的承壓設(shè)備對(duì)于焊接技術(shù)的要求也不同，因此需要能夠結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇，但是很多焊接技術(shù)工人未選擇具有針對(duì)性的焊接方法。其次，焊接溫度對(duì)焊接效果影響很大，溫度控制不均會(huì)導(dǎo)致焊接材料表面出現(xiàn)不均勻，從而出現(xiàn)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(jiàn)，常常根據(jù)自己的意愿更換焊接順序?qū)е鹿ぜ冃?，以上所論述的三個(gè)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致焊接過(guò)程中變形問(wèn)題的產(chǎn)生。

2.4 應(yīng)力變形

壓力容器在制作的過(guò)程中需要經(jīng)歷多道加工程序，其中包括壓力容器筒體的組對(duì)工作，有些壓力容器由于外形高度尺寸較大，在組對(duì)的過(guò)程中會(huì)受到自身重力，支座支撐力以及吊機(jī)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(nèi)部會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的內(nèi)部應(yīng)力，這種力會(huì)存在于設(shè)備材料內(nèi)部，當(dāng)外界環(huán)境發(fā)生變化或者承載力過(guò)大的時(shí)候，內(nèi)部應(yīng)力得不到釋放會(huì)導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)變形。

3 制造壓力容器中變形控制的要點(diǎn)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(guò)程中，由于作業(yè)溫度條件相對(duì)較高，使得金屬材料可能容易出現(xiàn)變形現(xiàn)象，而在這種情況下生產(chǎn)出來(lái)的壓力容器無(wú)法維持正常的工作狀態(tài)。同時(shí)，材料自身的受力性能和耐腐蝕性能也會(huì)在高溫環(huán)境下發(fā)生

一定程度的負(fù)面變化，繼而導(dǎo)致最終的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量無(wú)法滿足之前的設(shè)計(jì)要求，這也為后續(xù)的壓力容器在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的應(yīng)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(guò)程中出現(xiàn)的變形問(wèn)題，相關(guān)的生產(chǎn)人員需要在嚴(yán)格遵循容器焊接工藝流程和參數(shù)的前提下，選擇合理的焊接技術(shù)，并根據(jù)焊接環(huán)境的差異選擇合適的處理措施，如果在進(jìn)行金屬材料焊接的過(guò)程中出現(xiàn)了一些不可控制的焊接變形問(wèn)題，則需要以形變問(wèn)題的實(shí)際狀況分析作為基礎(chǔ)，制定出合理的解決方案。對(duì)于那些體積相對(duì)較大的壓力容器而言，可以優(yōu)先進(jìn)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(tài)的前提下，嚴(yán)格遵照焊接工作的流程順序進(jìn)行焊接操作。此外，在進(jìn)行金屬材料焊接工作的時(shí)候，需要根據(jù)所選材料的實(shí)際情況預(yù)留出適當(dāng)?shù)慕饘偈湛s空間，以此來(lái)避免因?yàn)槿萜鹘M件的收縮而出現(xiàn)的形變現(xiàn)象。

3.2 加工誤差控制

為防止加工及備料誤差變形，首先應(yīng)對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，要求其按規(guī)范作業(yè)。相關(guān)工作人員應(yīng)對(duì)加工誤差過(guò)大問(wèn)題高度重視：其次，通過(guò)各種科學(xué)方法，采取專門的.針對(duì)性的控制措施，嚴(yán)格控制工藝流程和檢測(cè)模具的大小尺寸。及時(shí)更換老舊設(shè)備和不符合生產(chǎn)規(guī)范的模具，嚴(yán)格控制模具的形狀誤差和尺寸：再次，在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要積累經(jīng)驗(yàn)，預(yù)見(jiàn)施工過(guò)程可能出現(xiàn)的熱脹冷縮量，提前預(yù)留一定的空間。另外，在下料前，還應(yīng)糾正鋼材的變形問(wèn)題。為防止筒節(jié)卷制后的直徑誤差，杜絕鋼板不平整.波浪形等現(xiàn)象。也能有效防止環(huán)縫對(duì)接接口的錯(cuò)邊量超差。一旦在下料前出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)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(jīng)越來(lái)越受到各個(gè)領(lǐng)域技術(shù)人員的重視。熱切割產(chǎn)生的變形，矯正難度很大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響使用。防止熱切割時(shí)產(chǎn)生變形，可采取在切割板材時(shí)跳留若干間斷點(diǎn)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(xiàn)象。待完全冷卻后，再將連接點(diǎn)斷開(kāi)：還可以使用工裝將被切割工件夾好.固定，然后再進(jìn)行切割操作，待工件完全冷卻后，再松開(kāi)。這兩種方法都是實(shí)踐證明，能有效的防止熱切割變形的方法。

3.4 應(yīng)力變形控制

壓力容器會(huì)經(jīng)過(guò)多道的制作工藝處理，在進(jìn)行組裝或者吊運(yùn)過(guò)程中會(huì)因?yàn)橹亓Φ纫蛩氐挠绊懏a(chǎn)生相應(yīng)的內(nèi)應(yīng)力，如果沒(méi)有處理得當(dāng)，將會(huì)在運(yùn)行期間出現(xiàn)隱患，一般情況下消除內(nèi)部應(yīng)力最有效的方法就是做好熱處理工作，并在實(shí)際操作的過(guò)程中遵循規(guī)定的規(guī)章制度，保證熱處理溫度在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，且爐內(nèi)受熱應(yīng)均勻，壓力容器放人熱處理爐內(nèi)，需根據(jù)設(shè)備大小合理設(shè)置安放支座，防止熱處理過(guò)程中產(chǎn)生二次變形。

4 結(jié)束語(yǔ)

壓力容器在諸多行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用，但壓力容器在生產(chǎn)制造的過(guò)程中，對(duì)安全性要求相對(duì)較高。由于生產(chǎn)制造過(guò)程中，往往會(huì)出現(xiàn)火焰切割變形.材料變形等諸多問(wèn)題。在這種情況下，相關(guān)企業(yè)需要在強(qiáng)化加工人員技術(shù)培訓(xùn)力度的基礎(chǔ)上，通過(guò)有效的分析各類變形問(wèn)題影響因素制定出臺(tái)有針對(duì)性的預(yù)防和解決方案，以此來(lái)有效的降低壓力容器生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中變形問(wèn)題出現(xiàn)的概率。

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