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)廣泛應用到石化工業(yè)和合成材料等各個建設(shè)領(lǐng)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(huán)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(jīng)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(chǎn)品的應用質(zhì)量。所以企業(yè)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(guān)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(yè)中得到了廣泛應用，并且自身的種類呈現(xiàn)出多元化特征，同時在安全性和生產(chǎn)制造過程中的專業(yè)性要求相對較高，這也從側(cè)面體現(xiàn)了壓力容器在社會生產(chǎn)生活中所具備的重要作用。而在生產(chǎn)制造壓力容器的過程中，對這些質(zhì)量指標產(chǎn)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(zhì)量影響程度的差異，如果在生產(chǎn)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(chǎn)工作效率產(chǎn)生負面影響，同時也會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)制造過程中不允許出現(xiàn)任何的誤差，實際上我國針對壓力容器的生產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量不符合相關(guān)標準。生產(chǎn)企業(yè)就需要進行二次的返工，這無疑是帶來了整個生產(chǎn)企業(yè)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(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，同時也是生產(chǎn)制造企業(yè)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(xiàn)封頭曲率與標準封頭的曲率超差，造成設(shè)備使用過程中，封頭處的壓力和設(shè)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(jīng)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(jīng)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(cè)因受熱膨脹變長，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

壓力容器因為體積較大，結(jié)構(gòu)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(chǎn)過程中可以發(fā)現(xiàn)目前主要存在如下幾個方面的問題。首先，一些企業(yè)對焊接過程缺乏科學性，由于不同的承壓設(shè)備對于焊接技術(shù)的要求也不同，因此需要能夠結(jié)合實際情況進行選擇，但是很多焊接技術(shù)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(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，常常根據(jù)自己的意愿更換焊接順序?qū)е鹿ぜ冃?，以上所論述的三個問題都會導致焊接過程中變形問題的產(chǎn)生。

2.4 應力變形

壓力容器在制作的過程中需要經(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(nèi)部會出現(xiàn)相應的內(nèi)部應力，這種力會存在于設(shè)備材料內(nèi)部，當外界環(huán)境發(fā)生變化或者承載力過大的時候，內(nèi)部應力得不到釋放會導致設(shè)備出現(xiàn)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(yè)溫度條件相對較高，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)出來的壓力容器無法維持正常的工作狀態(tài)。同時，材料自身的受力性能和耐腐蝕性能也會在高溫環(huán)境下發(fā)生

一定程度的負面變化，繼而導致最終的產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量無法滿足之前的設(shè)計要求，這也為后續(xù)的壓力容器在生產(chǎn)環(huán)節(jié)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(xiàn)的變形問題，相關(guān)的生產(chǎn)人員需要在嚴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，如果在進行金屬材料焊接的過程中出現(xiàn)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(chǔ)，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(yōu)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(tài)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(jù)所選材料的實際情況預留出適當?shù)慕饘偈湛s空間，以此來避免因為容器組件的收縮而出現(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，首先應對操作人員進行培訓，要求其按規(guī)范作業(yè)。相關(guān)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(shè)備和不符合生產(chǎn)規(guī)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(shè)計過程中，要積累經(jīng)驗，預見施工過程可能出現(xiàn)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(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)縫對接接口的錯邊量超差。一旦在下料前出現(xiàn)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(jīng)越來越受到各個領(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，嚴重時會影響使用。防止熱切割時產(chǎn)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(xiàn)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(jīng)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(chǎn)生相應的內(nèi)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(nèi)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(nèi)，且爐內(nèi)受熱應均勻，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，防止熱處理過程中產(chǎn)生二次變形。

4 結(jié)束語

壓力容器在諸多行業(yè)中有著廣泛的應用，但壓力容器在生產(chǎn)制造的過程中，對安全性要求相對較高。由于生產(chǎn)制造過程中，往往會出現(xiàn)火焰切割變形.材料變形等諸多問題。在這種情況下，相關(guān)企業(yè)需要在強化加工人員技術(shù)培訓力度的基礎(chǔ)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(chǎn)制造環(huán)節(jié)中變形問題出現(xiàn)的概率。

參考文獻

[1] 張永明.壓力容器制造過程中的變形控制探究[J].特種設(shè)備安全技術(shù).2019（03）：16-17.

[2] 董林海.壓力容器制造過程中的變形控制分析[J].化工設(shè)計通訊.2018.44（03）：253-254.

[3] 葉林軍.關(guān)于壓力容器制造過程變形問題的探討[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化.2016.6（11）：49-50.