压力容器制造过程中的变形控制分析

压力容器制造过程中的变形控制分析

张银烽

双良节能系统股份有限公司 江苏省无锡市 214444

摘要：压力容器在现代社会中使用的范围很广，从工业到农业生产中都广泛使用着。压力容器因其处于高温、高压的特殊工作环境，极易发生腐坏变形，在高热、强腐蚀环境下保持压力容器的质量要求，应引起我们的注意，因而在压力容器的制造过程中，严格把握质量标准，将压力容器的制造质量提升一个台阶得到了越来越多生产者和使用者的重视。鉴于此，本文针对压力容器制造过程中遇到的质量问题进行讨论分析。

关键词：压力容器；制造质量；变形控制

　　压力容器在制造过程中，易发生变形损坏，其主要原因是由于加工制造工人未按技术标准进行加工制造，从而使得部分零部件不能满足设计需求，使得加工出来的压力容器质量存在不足，这应该引起相关人员的注意。压力容器在生产加工过程中，存在着变形等质量问题，如果压力容器的变形问题不能较好的得到解决，将对其整体质量产生严重影响。这些质量问题对使用厂家会造成一定的损失，因而为很多厂家所重视。

　　1 备料误差问题与预防措施

　　压力锅炉加工过程中，材料误差精度及其他技术条件对该压力容器的影响比较大，因而像备料误差对其质量影响较大，备料误差是指在加工制造压力锅炉的工程中，因运输过程，或者其他加工过程中会存在材料损耗情况，也会使得材料产生其他应力作用，这些损耗及作用的结果是使得材料表面存在一定的变形，可使表面精度变低，加工出来的压力容器质量变差，针对此问题，在材料备料过程中，便需采取相应的措施，将加工制造过程中对压力容器产生的影响降至最低。

　　2 火焰切割问题与预防措施

　　压力容器在制造过程中，需要使用到火焰切割等技术，而火焰切割技术容易产生容器材料变形问题，尤其在切割压力容器筒节的过程中。当火焰切割处较筒节端口位置较近，则使得这种切割变形情况更为明显，火焰切割容易产生变形的机理是因为，筒节在进行火焰切割完成之后，其切口处会因温度骤然降低而产生收缩变形，故而无法与其他零部件进行对应的组装接触，使得加工制造精度降低，影响产品的质量。针对这种因火焰切割使得零部件受热不均匀而产生的变形问题，可采用对称切割技术，或其他机械加工技术，使得筒节受热对称均匀，变形相互抵消。火焰切割技术除了应用于筒节外，还大量应用于压力容器其他部分的加工过程中。如在容器加工时需要用到钢板材料，而对钢板材料进行下料需要用到火焰切割技术，板材在切割完成之后，其表面会产生不均匀形变，收缩明显，因而也需要使用机械切割方式来进行板材的下料，以减少制造过程中的变形，保证压力容器的制造精度及产品质量保持在一个较高的水平。

　　3 焊接变形问题及预防措施

　　压力容器在制造过程中，不可避免的要使用到焊接技术，压力容器的焊接质量严重影响着该产品的质量水平，而在容器焊接过程中，因为焊接过程中会产生大量热，使得压力容器产生变形，容器的变形不仅会使其表面应力状态改变，而且使得容器整体的抗腐蚀性和抗压力也会受到较大影响，若将其投入于生产制造过程中，将会产生极大的安全隐患，造成无法挽回的生产及安全损失，这也是我们应该极力避免的。

　　在压力容器的加工制造过程中，焊接工艺是不可避免的一项工序，而不同焊接工艺在应用于压力容器的制造过程中时，不同的焊接方式及机理因其焊接参数、焊接环境等客观条件的不同会产生有较大差别的结果，基于此，有必要针对压力容器的焊接需求选择适用的焊接工艺。在对圆球形大型压力容器进行焊接时，焊接工序应在其主体加工组装完成之后再进行，同时，焊接也应采用对称焊接方式，这样才可确保在焊接过程中压力容器的受热及表面应力均匀分布。在采取对称焊接等方式之后，焊件在完成之后也会产生一些热变形，针对此情况，应采用人为操作，将焊接变形的影响进一步减小，如采取反向处理等方式。采取了以上操作方式之后，焊件在完成焊接操作后或多或少有变形存在，故而在下料过程中，应为变形预留够变形减少的材料用量，这样方可将变形影响降至最低。

　　4 内应力的变形问题及预防措施

　　压力容器在加工制造完成之后，需进行组合装配，而在装配过程中，会因压力容器自身重力因素，或其他吊装机械设备的作用而产生较大的内应力；除此之外，压力容器在加工制造过程中，会经过多道序的热处理工艺，而这也不可避免的会增加容器的内应力，内应力的存在会对压力容器设备的质量有着很大影响，内应力在容器使用过程中慢慢发生变化，在内应力累积到一定程度之后，会导致容器发生宏观裂变，进而发生安全事故，这是在制造过程中应极力避免的，因而对压力容器的内应力控制极为重要。

压力容器中内应力的存在会导致极为严重的生产安全问题，为去除内应力，可通过热处理的工艺来进行。对加工完成的压力容器，可进行必要的热处理工艺，使得其内部温度变化情况较为均匀，不会产生较大的热变形，从而将其内应力降低或消除到一定的值。也可使用其他方式使得压力容器内部热变形较为均匀，以达到消除内应力的目的。在实际生产制造过程中，使用喷嘴加热方式来使压力容器内部热变形情况达到较为均匀的状况。在使用喷嘴加热时，可在容器内部加挡火装置，这样可避免压力容器内部某一部分因热处理而发生温度过高的现象。同时，在对压力容器进行热处理时，其内部的零部件也会因热变化而发生形变，因而为了减小零部件的形变，需要对容器内部零部件施加一定的固定装置。

　　5 成型误差的变形问题及预防措施

　　压力容器在制造过程中，对精度误差的控制极为重要，而容器整体误差的产生除了有装配过程及加工过程中产生之外，还和其组成的相应零部件的误差有关，因而针对压力容器的零部件的误差控制也极为重要。

　　 针对压力容器在制造过程中的误差问题，除了在加工制造、装配及其他工艺方面进行减少误差之外，也应在测量方面进行必要的误差控制，使用测量误差较小的根据及科学合理的测量方式，来对误差进行控制。同时，在工件加工制造过程中，及安装使用过程中，应严格按照操作规程来进行相关的操作，科学管理操作人员，使得压力容器的制造误差控制在合理水平。

　　6 结束语

压力容器在加工制造过程中，存在着变形问题，这对压力容器的整体质量有着重要影响，应因其足够的重视。在对压力容器进行加工的实际过程中，可从备料误差、火焰切割及内应力和成型误差等方面对其形变进行讨论，从而使得压力容器的形变问题大大减少，保证其质量合乎设计及使用要求。

参考文献：

[1] 金鑫, 张炳贤. 压力容器制造过程中变形问题的控制对策分析[J]. 化工设计通讯, 2018.

[2] 董林海. 压力容器制造过程中的变形控制分析[J]. 化工设计通讯, 2018, 44(3): 253-254.

[3] 陈雪琴. 压力容器制造过程中变形问题的控制对策分析[J]. 科技展望, 2015(3).

作者简介：张银烽（1988-10），男，汉族，籍贯：江苏省泰州市靖江市，当前职务：工艺工程师，当前职称：助理工程师，学历：本科