压力容器制造过程中的变形问题与预防措施研究

陶磊洁

摘 要：压力容器在工业、农业等多个领域都有着广泛的应用，由于压力容器的使用环境较为恶劣，对压力容器的结构会产生影响，而且其本身的介质也具有很强的毒性和腐蚀性，在高温、高压的环境下很容易发生变形，这对于压力容器使用的安全性会产生严重的影响，所以对压力容器制造质量也提出了更高的要求。基于此，文章就主要针对压力容器制造过程中的变形问题进行详细的分析。

关键词：压力容器；制造质量；变形问题

压力容器制造过程中产生的变形问题，主要是由于技术人员操作失误或者是加工工艺不当而导致压力容器的某些结构或者零部件发生变形，与设计方案中的要求相差较大，对于压力容器的验收和使用都形成了一定的不良影响。压力容器的变形是其制造过程中常见的问题，如果压力容器的变形问题不能得到有效的控制，可能会导致其产品质量受到影响，而且在使用过程中也会产生各种问题，对使用单位造成一定的经济损失。因此，压力容器的变形问题已经受到了越来越多的重视。

1 备料误差问题与预防措施

备料误差是导致压力容器制造过程中发生变形的一个常见因素，尤其是钢材作为压力容器的主要材料，在吊装和运输过程中很容易受到外部应力的影响而发生弯曲变形，这对于压力容器的精度必然会产生较大的影响。如果钢材表面出现凹凸不平的现象，就会对零部件的精度产生影响，增加压力容器变形的误差。因此，对于备料误差而引起的变形问题，需要在下料之前就采取相应的矫正措施，尽可能的降低钢材本身存在的误差对压力容器成型精度产生的影响，也可以确保后续的制造工艺顺利应用。

2 火焰切割问题与预防措施

火焰切割引起的变形问题体现在两个方面，一方面是筒节的切割问题。在短筒节的下料过程中，如果切割火焰的位置距离端口过近，就很容易产生变形问题，当切割完成后，切割边的位置会在温度快速降低的情况下形成收缩现象，导致变形，无法与其他零部件进行顺利的组装。针对这一问题，应当在进行切割时采用对称切割或者机械加工的方式，避免灼热的火焰直接接触到切割边，能够避免变形问题。另一方面是钢板材料的切割问题。压力容器制造过程中使用大量的钢板胚料，由于受到热胀冷缩原理的影响，很多钢板胚料在利用火焰切割以后，表面就会形成凹凸不平的现象，而且会使胚料减少，发生收缩。针对该问题，需要在钢板胚料切割时预留出适当的余量，可以在切割完成后使钢板变得平整。同时，在切割时也可以采取机械切割的方法，减少切割工艺对钢板胚料产生的损坏，可以预防变形问题的产生。

3 焊接变形问题及预防措施

焊接工艺是压力容器制造过程中一项重要的技术手段，也是影响压力容器品质的关键因素。在焊接时，压力容器使用的钢材会产生很大的热量，足以导致压力容器的变形，不仅影响压力容器的整体结构，而且也会降低压力容器的强度和抗腐蚀性，一旦投入使用，将会存在很大的安全隐患，因此对于焊接变形问题必须要进行有效的处理。

在压力容器制造过程中，要根据压力容器制造的要求，选择合适的焊接工艺，对焊材进行必要的处理，并且确定焊接的技术参数、方法和环境要求，同时选择合适的焊接顺序，才能保证焊接工艺的有效实施。针对不通过类型的压力容器也可以选择用不同的焊接处理方法，如以圆球形压力容器为代表的大型压力容器进行焊接时，需要把焊接操作安排到主体组装完毕之后，焊接顺序采用对称焊接来使得每一个部分均匀受力。然后需要结合焊接的经验，在压力容器焊接操作中提出抑制变形的对策，争取人为抵消焊接后的变形，提早对要发生变形的地方进行反方向处理。另外，为了预防压力容器发生壳体收缩的现象，在焊接时需要根据不同的焊接要求做出收缩量控制，这样可以满足不同母材的收缩量要求，预防压力容器产生变形问题。

4 内应力的变形问题及预防措施

压力容器在组装时会产生较大的强制力，而且压力容器本身也存在一定的重力，加之起重机的吊装力的影响，使得制造完成后的压力容器内部存在一定的内应力；同时压力容器在制造过程中会经过多重热处理，这也会增加容器的内应力。压力容器的内应力随着时间的延长和使用环境的变化会产生变化，当其变量集中到一定程度时，就会使压力容器产生裂纹或者变形，因此对于壓力容器内应力的有效控制十分重要。

对于内应力的消除，最有效的方法就是在压力容器的制造过程中对其进行适当的热处理，通过热处理产生的作用对压力容器内部的应力进行消耗和消除，以此来稳定压力容器结构内部的温度，同时也可以通过适当的操作方式使压力容器内应力变得均匀。实际的压力容器制造过程中，经常采用喷嘴式加热方式对其进行热处理，而为了预防热处理的火焰造成压力容器局部温度过高的现象，需要在压力容器内部安装挡火设备，这样可以保证热处理过程中火焰均匀，避免火焰造成压力容器的变形。另外，在压力容器制造的过程中，某些零部件的金属外壳在长时间高温条件下会产生变形，所以在利用热处理方式消除压力容器内应力时，也需要采用适当的加固措施，减少对压力容器金属零部件产生的影响。

5 成型误差的变形问题及预防措施

压力容器成型误差的产生，与其制造过程中使用的零部件本身的误差有一定的关系，如果其中某些零部件或者模具的尺寸没有达到设计标准的要求，就会影响压力容器整体结构的规范性。造成压力容器成型误差的原因，与测量时产生的误差和技术人员操作有着一定的关系，如果使用存在误差的零部件，则会使压力容器的变形问题升级为变质，这对于压力容器的使用性能和安全性都会产生较大的威胁。

对于压力容器成型误差而导致的变形问题，首先要对传统的测量方式进行改进，加强测量操作的科学化，消除由于测量误差而导致的零部件误差；其次要规范技术人员的操作方法，严格遵守相关的操作流程，从零部件加工的初期到结束，都要严格按照操作的标准要求进行准确的操作，避免人为因素对操作过程产生的影响。在模具的设计方面，不仅要保证其符合压力容器设计的要求，还应当考虑到外部因素对其产生的影响，避免外界环境导致零部件的结构和尺寸发生变化，同时在使用模具之前需要对其进行严格的检查，确保其符合要求之后才能使用。

6 结束语

总之，在压力容器制造过程中的变形问题，是影响压力容器制造质量的重要因素，所以必须要给予足够的重视。在实际的制造过程中，需要从备料误差、火焰切割、焊接、内应力控制以及成型误差控制等几个方面采取有效的控制措施，预防制造过程中变形问题的出现，可以有效的提高压力容器的制造质量。

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