压力容器制造中常见问题及分析

翁圣峰

摘 要：压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下，所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质，因此，其必须遵循强制性的规范和标准，以此来保证压力容器的安全性。现有压力容器制造主要包括检验、计量理化、设计、焊接、机加工、材料、铆接等部分，文章首先阐述了压力容器的构成和特点，其次，就压力容器制造中常见问题进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。

关键词：压力容器；制造；问题

引言

压力容器是一种广泛应用在生活、生产中的设备，除了要严格按标准规范来设计外，还要重视其制造过程。现有压力容器制造主要包括检验、计量理化、设计、焊接、机加工、材料、铆接等部分，这些部分相互制约、相互协调、相互联系，共同构成了压力容器制造。

1 压力容器的构成和特点

1.1 产品参数和结构多样性

压力容器产品适用于饮食、冶炼、石油、化工、制药等行业，使用范围广，这样一来就造成产品参数和结构多样性。

1.2 压力容器涉及多学科、多行业

压力容器制造技术涉及到众多行业，如安全防护、无损检测、冶金、腐蚀与防腐、机械加工等，这就需要多方面、多学科、多行业来协作完成制造过程。

1.3 压力容器制造过程存在着许多相似的信息

在压力容器制造过程中，存在着同事物处理过程相似性、产品结构相似性、零部件几何形状相似性、工艺流程相似性等多种相似信息，合理利用这些相似信息，能够大幅度提高制造企业的核心竞争力。

1.4 安全性要求较高

压力容器由于长期处于腐蚀、真空、高压、高温等恶劣环境条件下，所盛装的介质也通常为有害、剧毒、易爆、易燃物质，因此，其必须遵循强制性的规范和标准，以此来保证压力容器的安全性。

1.5 设计具有较强的专业性

压力容器产品不同于通用机械产品，在运用软件技术进行产品设计时，不仅要求人员掌握先进的计算机技术，更要具备化工设备的整体设计思想。

2 压力容器制造中常见问题

2.1 应力引起的变形

大直径壳体短筒节下料用火焰切割冷却后，通常会出现较为明显的收缩现象于加工边缘上，直线边就变为“弧线”边，引起的变形。如果变形误差较大，那么就很难满足焊接和组对的要求，为了避免出现这种变形，应该采用机械加工或者切割等方法。

在组焊多焊道的大型部件、大型压力容器、结构复杂压力容器时，应该综合考虑焊接后可能出现的变形形态、变形大小来制定出适合的焊接工艺流程。如：反变形措施、防变形措施、焊接工艺参数、焊接方法、焊接环境要求、焊条种类及直径、焊前和焊后处理、焊接坡口、焊道层数、焊接顺序等。

在切割压力容器上的密封圈或者大型法兰等坯料时，很容易会出现坯料板面不平的问题，这主要是由于钢板胀缩不均所导致，甚至严重时还会影响到坯料面的加工量。因此，应该及时进行平整矫形，特别是对于难以矫形的坯料板，更加应该密切注意，多增大其加工余量。

在封头开大孔或者加工成型筒节的过程中，稍不注意，就会出现失稳变形的问题，对于此类情况，不能直接在单独封头或者单独筒节上开大孔，应该将壳体组装成整体或者大段之后，再视其具体情况来开大孔。另外，热处理炉在热处理压力容器时，务必要符合规范要求，热处理件不能被火焰直接接近或接触，应该将挡火墙设置在炉壁火焰喷嘴处，热处理炉炉内温度应该保持在恒定状态。对于厚度较薄、直径较大的压力容器壳体，应该视其具体情况来进行加强、加固。

2.2 加强圈的制作

压力容器的加强圈在《压力容器安全技术监察规程》中并没有被列为主要受压元件，因此，很多压力容器制造厂家就不太重视加强圈的装配和制作，只是将其视为非主要受压元件看待。其实，加强圈能够与壳体组合来对外压进行抗击，属于一个较为重要的外压容器部件。如果加强圈的惯性矩不够或者出现失效现象，那么必然会导致压力容器失效。由此可见，压力容器制造厂家必须要高度重视加强圈的制造，要加以重点控制。如果加强圈出现装配、规格尺寸、材质等出现更改时，务必要与设计单位一起协商讨论。

2.3 管子与管板胀焊结合时的施工顺序

2.3.1 先焊后胀工序

焊前，应该清洗干净管板坡口，在焊接过程中，可以从正、反两侧排除管板与管子间隙处的空气，这样一来，无论是保证焊接接头的质量，还是避免焊缝出现气孔，无疑都是有益的。同时，先焊后胀工序还会保证胀口胀后，不会出现残余应力松弛的问题。但是对于那些焊接性较差的管板接头与管子，焊道在胀接过程很容易出现微裂纹，严重的情况还会胀裂焊道。针对这种情况，应该采用深度胀，焊道处尽量避开胀接部位，这样就能够最大程度地避免焊道影响到胀接。据研究资料表明，与先焊后胀工艺相比，先胀后焊工艺所造成的管板和管子焊后的泄漏率要高出10倍，且成形美观、有金属光泽、外观均匀。

2.3.2 先胀后焊工序

胀接时会在坡口处和管端留下大量的杂物，如铁锈、油污等，尽管会在焊接之前对管板坡口进行清洗，但是由于管子伸出管板、管桥较窄等诸多原因，很难彻底清洗管板坡口，这样一来，这些遗留杂物就会在焊接过程中出现较大的化学变化，会受热而局部膨胀，，进而给管孔和管子的间隙形成压力。先胀后焊工序由于堵死了胀后背面，只能从焊道一侧排除带压气体，很容易就会造成气体便穿过焊道，特别是在收弧处体现地更加明显，这样就会造成焊缝表面氧化、焊缝未熔合、焊缝高低不平。另外，焊接时产生的高温，会导致胀紧力减小甚至消失。因此，可以明显看出，先胀后焊工序的效果明显要劣于先焊后胀工序，应该优选先焊后胀工序，保证压力容器制造质量。

参考文献

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