压力容器制造过程中的防变形分析

压力容器制造过程中的防变形分析

张文峰

一重集团大连核电石化有限公司 辽宁 大连 116600

摘要：压力容器是指盛装气体或者液体的密闭设备，它承载一定压力，工作条件相对复杂，在实际应用的过程中出现变形，将会直接导致介质的泄露或结构的损坏，严重时还会造成人员的伤亡，给企业带来不可挽回的损，必须重视压力容器制造的质量。本文对压力容器制造过程中，出现的变形问题进行根源分析，找出相应的防止变形的控制措施，有效地防止了制造过程中变形，提高了压力容器的使用寿命，促使了压力容器生产向更安全、更高质量的方向发展。

关键词：压力容器；制造过程；变形问题；控制措施

中图分类号：TS210

文献标识码：A

引言

压力容器是指盛装气体或者液体的密闭设备，它承载一定压力，工作条件相对复杂。它作为特种设备，需要承担各种高温、高压载荷。设备内部介质特殊，使用环境也相对恶劣，因此在压力容器制造过程中，必须保证不因变形而影响它的整体质量。从实际应用效果的角度来看，容器若发生变形，其内部常常会因为受力分布不均，而出现安全隐患。一旦发生事故，不仅会影响日常的工业生产，还会威胁操作人员的生命安全；从成本投入的角度来看，如果变形达到一定的程度，就会影响设备的运行效果，甚至导致设备不能正常工作，需重新购买设备的结果，增加用户的运营成本。因此，所以控制容器的变形具有很强的现实意义。

1压力容器的特点及要求

1.1特点

压力容器制造过程由六个相互关联的部分组成：结构、铆接、材料焊接、无损检测、理化测量和检验。设备广泛应用于许多行业，在不同行业发挥着不同的作用。因此，压力容器的性能是多种多样的。长期要求不同的功能和制造结构，不同的制造工艺和较高的安全性要求致使压力容器的生产必须符合生产标准和制度，因为大多数压力容器都是在恶劣的环境中工作的，例如带有高压容器的压力容器。温度、高压、真空、腐蚀等特性，而大多数压力容器都充满了破坏性的物质，首先要考虑爆炸、剧毒、有害物质对压力容器的质量的影响，做好施工工作。随着社会科学的不断发展，技术、工艺、材料、理念不断更新，规范了压力容器生产的发展，技术人员必须具备专业的压力容器设计知识，必须考虑压力容器设计的总体思路，由于压力容器涉及多个行业，所以要了解压力容器的种类，遵循多专业、多品种的原则，制造过程中加强对焊接过程的注意，对制造功能和受控机械结构的重视。

1.2生产要求

由于压力容器在生产和使用寿命中的重要性，在制造过程中必须有严格的要求，以保证其安全性。如果这个问题得不到足够的重视，就会导致严重的安全事故。因此，在制造过程中，必须保证压力容器有足够的厚度，并保持其安全的工作状态。还应确保压力容器的密封，防止有毒气体或物质从压力容器内溢出，并确保压力容器的形状不受外力变化的影响。为保证压力容器的耐久性，在压力容器的制造、安装和维护的各个过程中都应考虑到压力容器制造、安装和维护的方便性，并切实加强质量控制。

2变形问题的根源分析

2.1加工误差变形

压力容器封头压制后，会出现封头曲率与标准封头的曲率超差，造成设备使用过程中，封头处的压力和设计预计值偏差较大，影响容器的安全性能。所以，加工及备料过程，是一种导致变形的因素。究其原因，大多是工人放置胚料的位置不正确或封头模具不标准等所致。备料误差所致的变形，一般是钢板方面。钢材在吊装、运输及存放过程中，经常承受各种外力的作用，导致弯曲、扭曲、翘曲等变形。

2.2应力变形

压力容器在制造过程中需要经历多道工序，包括筒节组对。有些容器由于外形高度较大，组对过程中受到自身重力、支座支撑力和起重机的吊装力的共同作用。容器内部会出现一定的内部应力。这种应力会潜伏在容器的材料内部，当外界环境发生变化，或者承载力偏大时，内部应力得不到释放，就会导致容器变形。

2.3焊接变形

常见的压力容器体积较大，结构复杂。在制造的过程中，需要通过焊接手段将各个部件进行组接。但从许多的制造过程中可以发现，经常出现如下几方面的问题：一是，焊接的程序缺乏科学性。不同的压力容器对于焊接技术的要求不同，因此需要结合实际进行选择。然而很多技术工人未选择有针对性的焊接方法；二是，焊接效果受焊接温度的影响较大，温度控制不均，就导致了焊接材料表面出现不均匀的现象，从而造成工件焊后变形；三是，焊接工艺方法繁多，一些焊接人员为了方便，常根据自己的习惯更换焊接顺序，未执行焊接工艺规程，导致部件变形。

3防止变形的控制措施

3.1加工误差控制

为防止加工及备料误差变形，首先应对操作人员进行培训，要求其按规范作业。相关工作人员应对加工误差过大问题高度重视；其次，通过各种科学方法，采取专门的、针对性的控制措施，严格控制工艺流程和检测模具的大小尺寸。及时更换老旧设备和不符合生产规范的模具，严格控制模具的形状误差和尺寸；再次，在模具的设计过程中，要积累经验，预见施工过程可能出现的热胀冷缩量，提前预留一定的空间。另外，在下料前，还应纠正钢材的变形问题。为防止筒节卷制后的直径误差，杜绝钢板不平整、波浪形等现象。也能有效防止环缝对接接口的错边量超差。一旦在下料前出现问题，应提前采取矫正措施。

3.2热切割变形控制

如何降低热切割钢板的变形，已经越来越受到各个领域技术人员的重视。热切割产生的变形，矫正难度很大，严重时会影响使用。防止热切割时产生变形，可采取在切割板材时跳留若干间断点段，使母材板与被切割工件的板材相连，抑制工件的上翘和冷缩现象。待完全冷却后，再将连接点断开；还可以使用工装将被切割工件夹好、固定，然后再进行切割操作，待工件完全冷却后，再松开。这两种方法都是实践证明，能有效的防止热切割变形的方法。

3.3应力变形控制

压力容器的制造完成需经历多道工序。在组装、吊装和运输过程中，会因为许多因素产生相应的内应力。如果处理不当，就会在运行时出现问题。现阶段消除内部应力比较有效的方法是：做好热处理工作。遵循规定的规章，保证标准规定的热处理温度范围，尽量使炉内受热均匀。注意，炉内应设置大小合适的支座，用来安放压力容器，防止产生二次变形。

3.4焊接变形控制

规范焊接过程是控制变形的主要手段。主要应从以下几方面入手：一是，安排技术过硬的人员，严格按规范的焊接工艺焊接。在焊接过程中，结合具体工件选择最科学、合理的施焊方法；根据工件的材质选择焊条或焊丝；根据工件的厚度选择适合的坡口形式、焊接方法、焊道的层数和电焊机的参数等等。将焊接过程中变形的可能性降低到最小；二是，严格控制焊接温度。焊接温度越高，焊接的接合度会越好，但焊后变形也相应会加大。所以，既要保证焊接接合率，又要尽可能降低焊接温度，找到合理的参数最佳值，才能有效控制焊接的热膨胀/收缩量，防止焊接变形；三是，合理选择焊接顺序。由于焊接量大，应对各部件的焊接实施科学规划，防止出现较大变形。

结束语

本文对压力容器制造过程中出现的变形问题进行了根源分析，发现加工误差、内应力、焊接工艺是导致变形的主要原因，对根源问题一一阐述解决，并在技术、管理上采取相应的措施，很好的防止了压力容器制造过程中的变形，提升产品质量，提高了生产效率，增强产品的安全性和可靠性。从而提升企业的市场竞争力。

参考文献

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