何旺、鄧清、皮秋萍、孫發(fā)建

（東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司， 四川 成都 611731）

氣瓶是用于存儲帶有一定壓力的液化氣體或者壓縮氣體混合物的壓力容器。本文所探討的氣瓶結(jié)構(gòu)如下：氣瓶殼體由兩個半球形封頭對焊而成，氣瓶頂部設(shè)置一個人孔，人孔密封采用內(nèi)開自緊密封結(jié)構(gòu)，殼體上有一個進出氣的接管，接管與外部管道的連接面為錐形內(nèi)螺紋的結(jié)構(gòu)。氣瓶通過底部裙座上的螺栓孔與地基基礎(chǔ)上地腳螺栓進行連接固定。

本文根據(jù)標準的要求，結(jié)合實際工作，就如何通過把關(guān)氣瓶制造過程中的關(guān)鍵零部件、關(guān)鍵工序的質(zhì)量檢驗，達到保證完工產(chǎn)品質(zhì)量的效果，進行了總結(jié)和歸納。

1 檢驗的原則

氣瓶產(chǎn)品檢驗須堅持 “三按、三檢、就高不就低”的原則。

“三按”，即按標準、按圖紙、按工藝對產(chǎn)品實物進行檢查；“三檢”，指對實物的產(chǎn)品標識、幾何尺寸、外觀質(zhì)量進行檢查； “就高不就低”，指當(dāng)標準、圖紙、工藝不一致時，按要求高的執(zhí)行。

2 檢驗前的準備工作

氣瓶產(chǎn)品檢驗前的準備工作可以概括為：“一確認、兩準備、三檢查”。具體如下：

“一確認”指檢驗條件的確認。檢驗前須根據(jù)產(chǎn)品上的標識（工號、部件圖號），核查流轉(zhuǎn)卡上前道工序均執(zhí)行完成且合格。

“兩準備”指檢驗量具準備和技術(shù)準備。檢驗量具準備指檢查前確認檢查量具在有效檢定期內(nèi)且可正常使用，可清晰讀取數(shù)值。技術(shù)準備指確認圖紙、工藝的版本，是適用的版本；核實是否有更改。

“三檢查”指對產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件進行檢查、對完工產(chǎn)品實物質(zhì)量進行檢查、對產(chǎn)品質(zhì)量記錄資料進行檢查。

3 關(guān)鍵零部件和關(guān)鍵工序的定義及選擇

關(guān)鍵零部件指含有關(guān)鍵特性，對最終產(chǎn)品的安全使用質(zhì)量，決定產(chǎn)品現(xiàn)場順利安裝的零部件。氣瓶的關(guān)鍵零部件有封頭、凸緣、人孔頂蓋、接管和裙座。

關(guān)鍵工序指在產(chǎn)品加工過程中，對產(chǎn)品主要使用功能、安全運行有重大影響的工序，一旦該工序質(zhì)量失控，將造成重大損失。作者通過梳理氣瓶制造工藝過程，氣瓶制造的關(guān)鍵工序有：原材料確認、劃線、裝配、焊接、無損探傷檢驗、熱處理、密封面質(zhì)量檢查、水壓試驗、完工檢查。

4 關(guān)鍵零部件的檢查

4.1 封頭

封頭是構(gòu)成氣瓶殼體的重要關(guān)鍵部件，氣瓶的質(zhì)量和容積主要由封頭所決定。封頭的質(zhì)量檢查主要包括，熱處理的檢查，形狀尺寸檢查。

4.1.1 熱處理的檢查

根據(jù)《封頭壓制技術(shù)協(xié)議》或熱處理工藝，審核封頭壓制的加熱曲線和記錄，封頭熱處理曲線和記錄是否符合技術(shù)文件的要求；審核封頭母材試板、焊縫試板與封頭的裝爐情況以及試樣的數(shù)量，是否滿足技術(shù)文件的要求。

資料審核合格，根據(jù)標準、圖紙和技術(shù)文件的要求，對封頭母材試樣按標準要求進行相應(yīng)的檢驗。

4.1.2 尺寸形狀檢查

根據(jù)GB25198和《封頭壓制技術(shù)協(xié)議》，按照圖紙，對封頭的形狀尺寸進行檢查。主要包括外圓周長、內(nèi)徑/外徑、圓度、內(nèi)表面形狀公差、深度/高度、成品最小壁厚進行檢查。

4.1.2.1 外圓周長

以外圓周長為對接基準的封頭切邊后，在封頭直邊部分外側(cè)端部用卷尺測量外圓周長，結(jié)果需滿足GB25198第6.3.5.1條。

4.1.2.2 內(nèi)徑/外徑

以內(nèi)直徑為對接基準的封頭切邊后，在封頭直邊部分的端面采用鋼卷尺實測等距離分布的4個內(nèi)直徑，取平均值，即為封頭內(nèi)徑，結(jié)果需滿足GB25198第6.3.5.1條。

4.1.2.3 圓度

封頭切邊后，在封頭直邊部分的端面采用鋼卷尺實測等距離分布的4個內(nèi)直徑，實測的最大值與最小值之差即為封頭的圓度，結(jié)果需滿足GB25198第6.3.6條。

4.1.2.4 內(nèi)表面形狀公差

將樣板垂直于封頭待測表面放置，用鋼板尺或者焊縫檢驗尺測量樣板與封頭待測表面的間隙尺寸，即為封頭表面凹凸量，見圖1。結(jié)果需滿足GB150.4第6.4.2條。

圖1

4.1.2.5 深度/高度

封頭切邊后，在封頭端部任意兩直徑位置上放置直尺或拉緊鋼絲，用鋼直尺或者鋼卷尺在直尺或鋼絲交叉處垂直測量交叉點到封頭底部高度尺寸即為封頭深度，又稱為封頭高度，結(jié)果需滿足GB25198第6.3.7條。

4.1.2.6 最小壁厚

采用超聲波測厚儀對封頭的壁厚進行測量，實測壁厚需大于等于圖紙要求的最小壁厚。

4.2 凸緣、人孔頂蓋、接管的檢驗

凸緣、人孔頂蓋是人進出氣瓶的通道，接管是氣瓶對外連接的接口，都是依靠密封面密封。故凸緣、人孔頂蓋、接管密封面的機加質(zhì)量是確保氣瓶產(chǎn)品密封的關(guān)鍵。

按照圖紙和工藝的要求，使用游標卡尺，游標深度尺等量具，對凸緣、人孔頂蓋、接管機加尺寸進行檢查；采用粗糙度樣板或粗糙度儀對密封面的粗糙度進行檢查。檢查結(jié)果需滿足圖紙和GB1804的要求。

用螺紋通止規(guī)對管座內(nèi)螺紋尺寸進行檢查；用光規(guī)對螺紋角度進行檢查。

4.3 裙座的檢查

氣瓶是通過裙座固定在地基基礎(chǔ)上。裙座底板的平面度決定了氣瓶與地基基礎(chǔ)的接觸面的大小，決定了支座載貨的分布。螺栓孔的位置和大小決定氣瓶產(chǎn)品在現(xiàn)場能否按圖紙要求安裝。所以裙座的質(zhì)量制約了現(xiàn)場的安裝和產(chǎn)品的安全使用。裙座質(zhì)量的檢查，主要包括筒體的尺寸檢查、底板平面度檢查和底板上螺栓孔的檢查。

4.3.1 底板平面度的檢查

用鋼板尺的長邊一側(cè)垂直靠在底板平面上，用塞尺測量鋼板尺與底板之間的間隙，即是底板的平面度。檢測結(jié)果需滿足圖紙和技術(shù)文件的要求。

4.3.2 螺栓孔的檢查

對照圖紙，采用鋼卷尺對裙座底板上的螺栓孔的位置和大小進行檢測，需要滿足圖紙和技術(shù)文件的要求。

5 關(guān)鍵工序的檢查

5.1 原材料的確認

原材料自身性能是氣瓶長久安全運行的重要前提，如果原材料錯用將給產(chǎn)品的運行帶來巨大的安全隱患或巨額處理代價。因此投料前必須對原材料進行確認。

確認主要依據(jù)圖紙和流轉(zhuǎn)卡要求，按照原材料發(fā)放記錄，核實產(chǎn)品標識和原材料標記移植，確保產(chǎn)品和原材料具有可追溯性。

5.2 劃線檢驗

人孔的位置影響著人孔的打開和封閉的難易程度，還影響到密封的質(zhì)量，同時也影響到充氣后氣瓶的受力分布情況。接管的位置是氣瓶與外部管道連接的通道，如果接管位置錯誤將影響氣瓶與管道的連接。故人孔和接管的位置檢查是關(guān)鍵質(zhì)量控制點，需要重點把控。

5.2.1 封頭人孔位置的檢查

首先，檢查封頭開口四象限線。具體檢查方法：用鋼卷尺分別測量I-II象限、II-III象限、III-IV象限、IV-I象限的圓弧長，圓弧長的偏差符合GB/T 1804 m級的要求。

注意：測量圓弧長的位置要等高，要在同一水平面高度進行弧長測量。

然后，對封頭人孔所在圓的圓心O的檢查。具體檢查方法：采用鋼卷尺分別測量人孔圓心O到四象限點的位置。計算O點到I象限的尺寸與O點到III象限的尺寸偏差A(yù)1，O點到II象限的尺寸與O點到IV象限的尺寸偏差A(yù)2，偏差應(yīng)符合GB/T 1804 m級的要求。

5.2.2 接管位置的檢查

首先，接管位置檢查前須確認封頭坡口已按圖紙和工藝要求加工到位。

然后，根據(jù)圖紙標注的接管所在圓在封頭開口端面（也即是水平面）的投影位置，確定接管所在半圓截面位置，見圖2示。

圖2 圖示接管位于270°-90°的截面上

最后，按圖紙標注的角度，計算接管在半圓截面的弧長B，根據(jù)計算的弧長確定接管在截面圓上的位置，見圖3示。弧長計算如下：

圖3 圖示接管位于270°-90°的截面上，與水平面成25°的弧長處

B=θ∏ф/360

θ—接管中心與封頭端面的角度

ф—封頭的直徑

5.3 裝配質(zhì)量檢驗

裝配是指將零件按規(guī)定的技術(shù)要求組裝起來，便于后續(xù)工序的施工，裝配始于裝配圖紙的設(shè)計。裝配的質(zhì)量是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。故氣瓶的裝配質(zhì)量很重要。

裝配尺寸應(yīng)符合工藝、圖紙、標準和項目專用技術(shù)文件的要求。

氣瓶上下封頭環(huán)縫以及封頭與凸緣環(huán)縫的裝配時，應(yīng)對零件的擺放位置進行調(diào)整，確保圓滑過渡，不能有明顯的突起。

接管裝配時，要注意接管上螺栓孔與瓶體的相對位置，避免接管方位裝錯；對接管的伸長尺寸進行調(diào)整和測量，需滿足圖紙的要求。

裙座與瓶體裝配時，需注意接管和裙座上螺栓孔的相對位置，須復(fù)合圖紙的要求。同時，還需對氣瓶的位置進行調(diào)整，需保證裙座中心線與氣瓶中心線的同軸度X需滿足圖紙的要求。具體測量方式如下：

氣瓶放置于平臺上。刀口尺跨人孔所在圓的中心放置，從圓心處向兩側(cè)2000mm處各取1點，采用線錘將該點投影到平臺上，分別測量投影點到裙座外邊緣的最短距離L1，L2，見圖4示。至少互為90°測量。同軸度計算如下：

圖4

同軸度X=|L1-L2|

5.4 焊接檢驗

焊接是把兩個金屬零件或者多個金屬零件連接成一個部件最常用的加工方法，焊接的質(zhì)量決定了部件的使用壽命和安全性。故要加強對焊接質(zhì)量的管控。

施焊前，對施焊焊工的資質(zhì)進行檢查，資質(zhì)能覆蓋施焊產(chǎn)品；施焊所用工藝文件和產(chǎn)品實物的匹配性進行核實，不能 “張冠李戴”。

焊接過程中，巡查焊接工藝參數(shù)（電流、電壓等）、預(yù)熱溫度、層間溫度、后熱或消氫溫度等滿足規(guī)定焊接工藝文件的要求。埋弧自動焊時，還需注意核查焊絲與焊劑的匹配情況。

焊接完成后，檢查焊縫成型尺寸及表面質(zhì)量，應(yīng)滿足標準、圖樣及工藝要求，對要求磨平的焊縫，修磨后不得有低于母材的情況出現(xiàn)。

定期抽查焊材庫的溫度、濕度須符合工藝文件的規(guī)定。焊條的烘焙溫度、保溫溫度、保溫時間，須符合標準和工藝文件的要求。

5.5 無損探傷檢驗

通過無損探傷在不破壞焊縫和產(chǎn)品的情況下發(fā)現(xiàn)焊縫內(nèi)部存在的缺陷，并確定缺陷的性質(zhì)和測量缺陷大小及深度，對標準不允許存在的缺陷進行甄別。焊縫焊接完成后續(xù)按標準、圖紙和工藝文件等要求對焊縫進行無損探傷。無損探傷是專職無損探傷人員，采用專用的檢測設(shè)備進行檢測。焊縫無損探傷合格后，產(chǎn)品方可流轉(zhuǎn)下道工序。

5.6 熱處理檢驗

熱處理是指采用適當(dāng)?shù)姆绞綄饘俨牧匣蛘吖ぜM行加熱、保溫和冷卻等過程，以獲得預(yù)期的組織結(jié)構(gòu)與性能的工藝。熱處理的效果直接決定產(chǎn)品的性能。

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(chǎn)品標識，確保即將熱處理的實物、熱處理工藝一致；確認熱處理前的工序已執(zhí)行完并合格；檢查產(chǎn)品實物以及試樣的擺放，應(yīng)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。

熱處理過程中檢查主要是監(jiān)控?zé)崽幚頎t正常運行，實物熱處理的曲線走向符合熱處理工藝的要求。

熱處理后的檢查主要是檢查產(chǎn)品有無過燒（顏色異常）、脹粗和異常變形等現(xiàn)象，對懷疑可能產(chǎn)生脫碳的部位，可委托進行現(xiàn)場金相檢驗；審核產(chǎn)品實物的熱處理的曲線和記錄，需符合熱處理工藝的要求。

5.7 密封面質(zhì)量的檢查

零件加工后、產(chǎn)品熱處理前、產(chǎn)品水壓試驗前，產(chǎn)品封人孔蓋前分別按照圖紙和工藝要求對零件密封面的質(zhì)量進行檢查，并做好檢查記錄。如有必要須采用專用檢具進行檢查。如內(nèi)螺紋，須采用對應(yīng)的標準光規(guī)、塞規(guī)對螺紋尺寸進行檢查，采用粗糙度樣板對機加表面的粗糙度進行檢查。

5.8 水壓試驗

水壓試驗的目的是檢查氣瓶的宏觀強度、焊縫致密性和密封件的密封性。

水壓試驗前須核實水壓前的工序已執(zhí)行完畢。

水壓試驗檢查首先核實壓力表的選用需滿足圖紙和GB150.4第11.4.9條的要求，試驗的溫度應(yīng)符合GB150.4第11.4.9.3條的要求；然后再按照圖紙、工藝和標準要求對水壓試驗過程進行檢查，其結(jié)果應(yīng)符合GB150.4第11.4.9.4，11.4.9.5條的要求。

5.9 完工檢查

完工檢查又稱最后檢驗，是指氣瓶完工后，須按照標準、圖紙和工藝的要求，對產(chǎn)品的實物質(zhì)量進行的最后一次全面檢查，并對產(chǎn)品實物的最終質(zhì)量進行評判。

6 總結(jié)

氣瓶的質(zhì)量保障得益于制造過程對各關(guān)鍵部門和關(guān)鍵工序的質(zhì)量檢驗。準確確定關(guān)鍵部件，有效篩選關(guān)鍵工序，正確選擇檢驗方法，是確保氣瓶完工產(chǎn)品質(zhì)量的有效措施。本文通過總結(jié)和提煉的氣瓶制造過程關(guān)鍵部件和關(guān)鍵工序質(zhì)量檢驗要點及檢驗方法，有助于提升企業(yè)質(zhì)量檢驗的規(guī)范操作，避免重大質(zhì)量錯漏檢，提升制造企業(yè)的質(zhì)量把關(guān)能力。