简析压力容器制造存在的问题及解决对策

简析压力容器制造存在的问题及解决对策

万逸锋陈红宇

万逸锋陈红宇

艾伯纳三圣（南通）环保有限公司江苏南通226009

摘要：本人根据多年从事压力容器制造设计的经验，总结了压力容器在制造中应注意的问题，和解决方法，供业界人士参考。

关键词：压力容器；制造；问题；建议

压力容器在工业机械制造业的发展中有举足轻重的地位。压力容器的类型和功能随着应用场合的不同而随之变化，其整个设计，制造和使用过程涉及冶金、结构设计、机加工、焊接、热处理、无损检测，自动化等专业技术门类。因此，压力容器的技术发展是在建立在各专业技术综合发展的基础之上。

一、压力容器制造主要技术

焊接质量的好坏直接影响设备的最终品质。我国通过认真吸收国外的先进技术，国内研制成功了多种牌号的焊接材料，适应用户不同材质、不同工艺、不同质量的需要。在焊接工艺方面，越来越多的自动化技术被运用到焊接工序中，大大提高焊接作业的效率、焊缝的成型质量及稳定性。

1.厚壁壳体窄间隙埋弧焊技术随着电站锅炉和石化压力容器的大型化、高参数化，锅炉筒体和压力容器壳体的壁厚在不断增加，我国从80年代中期先后从国外引进了这一技术，并于近年自主发明了“双丝窄间隙埋弧焊”技术，已成功应用于大型压力容器(如：加氢反应器）的生产，有效解决了焊接效率与质量的矛盾。

2.接管自动焊接技术接管的自动焊接有两种情况：一种是接管与筒体的焊接；另一种是接管与封头的焊接，通常都采用接管插入的形式。

3.管道内壁堆焊接技术（1）30°弯管内壁堆焊弯管内壁堆焊采用沿圆周环向方式进行自动堆焊，工艺方法为填丝的钨极氩弧焊或弱压缩等离子弧焊。30°弯管内壁自动堆焊机采用5轴协调运动，依据各自的数学模型，自动排列焊道。对应各轴运动的数学模型，以弯管的曲率半径R和内径d为参数，为保证焊接过程稳定运行，设备具有弧压自动跟踪系统和断点记忆、自动复位功能。（2）90°弯管内壁堆焊弯管内壁堆焊采用沿弯管母线纵向方式进行自动堆焊，工艺方法为熔化极气体保护焊(GMAW)。其主要特点是：工件安装在二维变位机上，工件旋转运动实现焊接过程；工件翻转运动，使每一条焊道处于平焊位置；90°弯曲焊枪安装在三维导轨上，用于焊枪的自动变位。

二、压力容器制造过程存在的问题

1.质保体系运转不正常一般非标压力容器的制造期限较紧张，从用户定货到制造厂家交货的时间紧迫，双方合同签定往往是设计部门、采购部门、制造生产部门同时行动，在没有生产图纸、制造工艺卡、原材料未验收合格的情况下就急忙下料生产，所有依据仅凭一张只有几个外观尺寸的草图。制造厂的目的是加快生产进度，但是结果往往适得其反，这样做首先违反了质量管理制度，而且一旦设计图尺寸及计算结果出现误差或材料验收不合格时，会造成较大的浪费，轻者返工，重者报废。

2.设计时选用标准不当部分厂家压力容器射线探伤仍选用JB4730-94而不选用最新的JB4730-2005，制造过程中采用磁粉探伤时，按JB4730-94标准应优先选用磁粉探伤，但制造厂家往往为了操作方便采用灵敏度相对不高的渗透探伤。特别是材料的新老标准替换，许多设计人员认为无关紧要，甚至把新老标准混为一同，这种不正确的想法和做法往往导致供应部门在采购材料时只认材料牌号而不重视材料的执行标准。有些产品有专业的标准，用户订购的产品规格超出专业标准的适用范围，而产品的某些工艺参数除此标准外又别无标准可以依据。此时，产品的设计、制造、检验等环节只能是参照此专业标准而不能完全按照此标准，而这些在设计图样的技术要求中均未注明。

3.材料验收及代用压力容器受压元件的材料验收应遵守《压力容器安全技术监察规程》和设计要求进行验收，且必须有材料质量证明书或加盖印章的复印件，压元件的材料代用应属设计更改，必须由原设计单位同意，材料代用应包括材料牌号、规格及执行标准三方面，由于非标压力容器的订购往往规格、种类复杂，数量较少，造成制造非标压力容器的材料种类、规格是型多量少，特别是各种规格的接管，有时所需不足３０公分，这对材料采购带来了一定的困难。但是作为压力容器的受压元件其所用材料必须有质量证明书且要附和设计要求。目前，我国的材料标准多且杂，许多大型钢厂还执行工厂标准。因此采购来的材料不一定附和设计图纸的要求。材料质量证明书与实物不符的现象，如16MND法兰及管材锻件所用材料质量证明书上的执行标准为GB1591-88，这是错误的，因为GB1591-88上没有这一牌号。材料验收时该做１００％超声波或磁粉的检测项目只进行抽查等等严重的弄虚作假行为时有发生。

三、解决对策

1.在设计上的措施

在保证结构性能的前提下，按照JB1618-75的规定，尽量减少焊缝的长度、数量和截面尺寸。①当直径≤2200mm时，焊缝不能多于1条，直径＞2200mm时，不能多于2条，同时焊缝不能过于密集，又要避免交叉；②焊接时尽可能地降低接头刚度，选择刚性较小的接头形式；③采用反变形法，用翻边连接的方式替代插入管连接的方式，且尽量将平板少量翻边，以减少焊缝的约束，降低焊接应力。

2在焊接工艺上的措施

在焊接重要结构钢或焊接高强度钢时，进行构件整体焊前预热，将构件加热到一定温度后再焊接。预热可以减小焊缝区金属和周围金属的温差，焊后又能够相对均匀地同时冷却，从而降低了焊接的内应力。焊接塑性较好的钢材时，可以使用手锤锤击焊缝，锤击要在焊后热态情况下按一定方向进行，以延展焊缝材料金属的塑性，降低内应力。

（1）规范选材。一是采购人员利用设计图样和采购说明书，编制采购表格，对签约的供货单位建立档案，实地考察，查阅口碑，实现动态管理；二是签订采购合同，统一检验方法，设专人严把质量关；三是严格设立材料、零件入库验收，做到专人签字负责；四是规范保管环境符合要求、严格发放零件和材料，做到发放复核双控制。（2）严防变形。一要建立严格的下料尺寸核对机制，对下料人员的技术水平进行定期培训和考核；二要严格工艺技术标准；三是壳体组装定位，只有在特定的托辊上才能组装卧式壳体，不直度必须用经纬仪来测量。（3）标准焊接。错边和角变形的处理。在压力容器焊接作业中严格执行压力容器制造标准，把缺陷控制在允许范围内。气孔与夹渣的处理。操作人员必须合理选择焊接电流和焊速，在操作过程中，坡口边缘一定要清洁，同时必须按规定严格保管和焙烘焊接材料。

3.耐压试验质量控制

压力容器制造完成后，应当进行耐压试验。耐压试验分为液压试验、气压试验以及气液组合压力试验三种。耐压试验是产品制造完工后，试验产品强度和密封性能，确保压力容器在今后运行中安全可靠的重要手段，耐压试验时，压力表的数量、量程、精度、安装位置、校验情况、介质洁净度、试验场地、试验温度、试验方法和程序、安全措施等必须严格按照《固定式压力容器安全技术监察规程》和国家有关规定执行。

结束语：压力容器在石油化学工业、能源工业、科研和军工等国民经济的各个部门都起着重要作用的设备。只有加强压力容器的制造管理才能从根本上提高我国压力容器的水平。

参考文献：

[1]朱昆明;郭晓华;;压力试验在压力容器设计、制造、检验中的控制[J];科技信息;2010年17期

[2]杜俊香;;压力容器的监督检验问题探讨[J];科技创新导报;2011年18期