壓力容器制造中常見質(zhì)量問題與處理策略

項好明

東營市特種設(shè)備檢驗所 山東東營 257091

壓力容器是一種特殊設(shè)備，不僅要承受很大的壓力，還要具有一定的密封性。隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，壓力容器在石油、航天、電力、化工等領(lǐng)域的使用越來越廣泛，各國也將壓力容器作為特種設(shè)備予以強制性管理，正是這種特殊性，壓力容器制造質(zhì)量的要求更加嚴格，因此壓力容器制造過程的控制也變得尤為重要。該文從壓力容器制造特征、壓力容器的分類進行了闡述，重點總結(jié)了壓力容器制造過程中需要注意的要點。

1 壓力容器的制造要求

壓力容器在我國的生產(chǎn)和生活過程中起著至關(guān)重要的作用，因此，對于壓力容器的制造過程，我國也有著較為嚴格的制造要求，以此來保證壓力容器制造和使用的安全性，降低安全事故的發(fā)生率。具體要求如下：第一，壓力容器在實際的制造過程中，制造人員需要保證壓力容器的內(nèi)部承受性，保證其承受強度，從而在實際的生產(chǎn)過程中，可以保持安全穩(wěn)定的使用狀態(tài)；第二，制造人員需要保證壓力容器的密閉性能，防止容器內(nèi)的毒氣或物質(zhì)外溢；第三，制造人員還需要合理控制壓力容器的外力作用，避免其受到外力作用的影響，出現(xiàn)外形的改變，影響其使用壽命。總而言之，在進行壓力容器制造時，制造人員需要綜合考慮各個環(huán)節(jié)，加強對壓力容器的制造、安裝和維護，最終實現(xiàn)對壓力容器制造質(zhì)量的有效控制[1]。

2 壓力容器的制作特點

①結(jié)構(gòu)復(fù)雜、類型分散。由于壓力容器的應(yīng)用范圍十分廣泛，類型也較為分散，因而造成了壓力容器制作結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特點。但是，由于壓力容器各部件之間有著較強的獨立性，因而壓力容器也更加容易形成系列化的產(chǎn)品。②設(shè)計專業(yè)性較強。壓力容器作為特種承壓設(shè)備，在設(shè)計過程中就要綜合考慮整個工藝流程，并使機械部件與壓力容器實現(xiàn)緊密結(jié)合，這樣才能保證壓力容器的使用性能。這就對壓力容器設(shè)計人員提出了更高的要求，不僅要求其具備專業(yè)的理論知識，而且必須要具備扎實的操作水平，這樣壓力容器的質(zhì)量才能得到根本的保證。③整體安全性要求較高。由于壓力容器所處的工作環(huán)境十分復(fù)雜，一般都是在高溫、高壓、真空或者易腐蝕的環(huán)境下工作，這就使得壓力容器的失效概率大幅增加。同時，在壓力容器內(nèi)部由于承裝的液體或者氣體多為有毒有害的物質(zhì)，如果一旦發(fā)生爆炸或者破裂的現(xiàn)象，必將給使用者帶來無法估量的經(jīng)濟損失。因此，壓力容器制作過程中必須嚴格遵照國家的相關(guān)標準執(zhí)行[2]。

3 壓力容器制造中存在的質(zhì)量問題

3.1 材料選擇方面存在問題

和普通容器相比，壓力容器應(yīng)盡量采用高質(zhì)量、高安全性材料，這樣才能確保壓力容器質(zhì)量和安全性。但是，有些制造企業(yè)進行壓力容器制造時，為了獲得更高的經(jīng)濟效益，就會使用質(zhì)量比較差的材料，或是使用比較薄的材料，還有的制造企業(yè)還會對材料品種進行改變，使用這些材料制造的容器自然不會有很高的安全性。

3.2 制造過程出現(xiàn)變形現(xiàn)象

很多壓力容器制造過程中都會發(fā)生變形問題，變形現(xiàn)象的出現(xiàn)會大大降低壓力容器質(zhì)量，而且還可能導(dǎo)致制造過程出現(xiàn)安全隱患。通過對制造中發(fā)生變形現(xiàn)象的原因進行探索和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，很多因素都可能導(dǎo)致發(fā)生變形問題，如，如果壓力容器有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而且部件有著很多焊縫，當應(yīng)力比較集中時，容器經(jīng)過焊接后就會出現(xiàn)變形，另外，強力對接受壓元件時，也會經(jīng)常出現(xiàn)變形問題[3]。

4 壓力容器制造過程質(zhì)量優(yōu)化策略

4.1 設(shè)計圖紙的審查

任何行業(yè)，在產(chǎn)品制造前必須先經(jīng)過設(shè)計，優(yōu)秀的設(shè)計才能制造出一流的產(chǎn)品。因此設(shè)計的正確性直接關(guān)系著產(chǎn)品的制造質(zhì)量。一般情況下，設(shè)計在接收到設(shè)計任務(wù)書時，開始設(shè)計，并以設(shè)計說明書、設(shè)計計算書和設(shè)計圖樣等形式輸出，期間還包括設(shè)計評審、設(shè)計驗證、設(shè)計更改、設(shè)計確認等內(nèi)容。設(shè)計圖紙是制造的基礎(chǔ)，更是制造的依據(jù)，它的合理性、完整性與壓力容器使用的安全性、壽命息息相關(guān)，因此，設(shè)計完成后應(yīng)對設(shè)計圖紙進行審核，減少設(shè)計不足和設(shè)計變更，具體操作如下：①審查圖紙資料是否齊全。②審查圖紙信息是否符合工程要求，是否滿足法規(guī)、安全技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標準。③審查設(shè)計圖紙是否符合設(shè)計輸入條件的要求。

4.2 加強對壓力容器的材料選取質(zhì)量的控制

制造企業(yè)在實際的壓力容器制造過程中，還需要加強對壓力容器的材料選取質(zhì)量的控制。為此，第一，工作人員需要加強對壓力容器的材料質(zhì)量的分析，保證材料可以承受較大的壓力，進而保證壓力容器的制造標準；第二，工作人員還需要保證材料的厚度，結(jié)合壓力容器的結(jié)構(gòu)強度的要求，將材料的厚度控制在可行的范圍內(nèi)；第三，工作人員在進行壓力容器的選材時，還需要加強對材料的抗耐腐蝕性的分析，保證其符合壓力容器的制造質(zhì)量要求；第四，工作人員還需要加強對材料特性的檢查和檢測，重點需要檢測材料的承壓能力和結(jié)構(gòu)強度的保持能力。另外，工作人員還需要對材料的其他參數(shù)進行嚴格的測試，例如，材料的表面特征、規(guī)格型號以及標準號等；第五，工作人員需要加強對材料的保管工作的重視，避免由于材料的保管不當而出現(xiàn)材料質(zhì)量問題，影響壓力容器的制造質(zhì)量。

4.3 對技術(shù)流程進行規(guī)范，對變形程度進行減小

對于壓力容器經(jīng)常出現(xiàn)的變形問題應(yīng)從以下幾個方面進行控制：首先，工作人員應(yīng)嚴格按照程序進行操作，并實時監(jiān)督作業(yè)中的各種情況，而且設(shè)計壓力容器時，需要將生產(chǎn)中可能會發(fā)生的各種誤差情況都考慮進去，如，熱磨具需要對冷縮情況進行考慮，冷磨具則需要對熱脹情況進行考慮，這樣才能避免由于變形所導(dǎo)致的計算誤差。很多時候加工壓力容器都會遇到熱加工程序，而熱加工程序會造成巨大強制力的出現(xiàn)，當強制力和限度持平時就會出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力，從而導(dǎo)致壓力容器出現(xiàn)變形和裂縫的概率增加。進行實際制造時一定要對產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力采取有效方法進行消除，同時還要嚴格控制處理階段的溫度情況，為了對火焰溫度進行隔絕，也為了更好的進行熱處理，可以將擋火墻設(shè)置到爐壁火焰的噴嘴位置。如果壓力容器沒有足夠的外殼厚度，為了穩(wěn)定內(nèi)部環(huán)境，就需要在符合實際加工情況的基礎(chǔ)上采取相應(yīng)措施加強內(nèi)部厚度。

4.4 控制無損檢驗

導(dǎo)致無損檢測問題的發(fā)生原因有的是因為檢測人員沒有深入理解現(xiàn)行法規(guī)和標準，而且相關(guān)知識掌握不扎實，還有是因為檢測人員沒有強烈的責任心，不知道出具檢測報告的人員還需要承擔責任，為了提高檢測效率就會進行違規(guī)操作。針對這些情況，制造企業(yè)一方面需要通過培訓(xùn)的方式幫助檢測人員了解相關(guān)法規(guī)標準，同時還可以利用激勵措施來促使檢測人員對自身檢測和管理水平進行積極提升；另一方面，制造企業(yè)還要對管理工作進行強化，通過批評教育的方式對檢測人員的不良行為進行約束，并借助懲戒措施來為檢測質(zhì)量提供保障。

4.5 焊接質(zhì)量控制

壓力容器的成型尺寸標準的控制也是十分重要的。壓力容器制作與普通容器制作有著明顯的區(qū)別，如果尺寸不符合相關(guān)要求，將會給容器內(nèi)部的可用空間的壓強大小帶來影響，也有可能導(dǎo)致其在實際使用過程中的內(nèi)部壓強與設(shè)計要求壓強出現(xiàn)偏差。一旦偏差超標，勢必會導(dǎo)致容器強度失效。由于不能合理把握壓力容器的尺寸而造成的質(zhì)量問題有很多，因此，尺寸問題應(yīng)當引起企業(yè)及相關(guān)人員的高度重視。

4.6 壓力試驗質(zhì)量控制

壓力試驗是壓力容器制造過程中的一個重大里程碑，是驗證產(chǎn)品質(zhì)量是否合格的重要手段，GB150.4-2011和TSG21-2016都對壓力容器壓力試驗的介質(zhì)、壓力、保壓時間、過程控制、壓力試驗合格要求進行了規(guī)定。目前，壓力容器檢驗運用最為廣泛的是以水為介質(zhì)的壓力試驗，稱為水壓試驗。水壓試驗要嚴格控制各個環(huán)節(jié)，做好試壓前的準備工作，注意升壓和保壓的各個步驟、壓力試驗順序等事項，它的準確性直接影響了壓力容器的安全性和可靠性，關(guān)系到壓力容器后期使用的安全隱患。

5 結(jié)語

安全生產(chǎn)，質(zhì)量第一是企業(yè)發(fā)展的重中之重，尤其是在壓力容器制造行業(yè)，我們不僅要注重產(chǎn)品結(jié)果，更應(yīng)關(guān)注產(chǎn)品制造過程中的各個環(huán)節(jié)，將產(chǎn)后把關(guān)改為以預(yù)防為主，確保壓力容器各個環(huán)節(jié)高效、高質(zhì)量的生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的生命力，提高企業(yè)的核心競爭力，為企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。