浅析压力容器制作中的常见问题

刘国庆

【摘要】本文介绍了压力容器的结构构造特点，分析探讨了压力容器制作过程中的常见问题，供大家参考。

【关键词】压力容器制作；特点；常见问题

压力容器制作是一个非常复杂的过程，我们必须严格对待，这样才能生产出更高品质的压力容器。由于压力容器的用途的多样性和应用范围的广泛性，决定了压力容器的种类的多样性，所以，压力容器的设计、制作应考虑到不同的环境因素和应用条件的影响，如：对于盛装易燃、易爆物品，应把安全因素放在第一位考虑，当然，压力容器本身也是存在爆炸的危险，应采用品质可靠的材料生产，保证产品的抗压能力。

1、压力容器的结构构造特点

1.1压力容器的结构和参数具有多种多样。

由于压力容器所产品适用的范围非常广泛，所以产品的总类是非常繁多的，即使是同类的商品，由于客户的需求和用途的不同，在结构和制造工艺上也会出现不同。

1.2压力容器对安全因素必须足够可靠。

安全始终是生产的第一要领，由于压力容器所盛装的物品多为易燃、易爆等危险物品，且在高压力作用下，压力容器本身也存在爆炸的危险，所以必须对其制作严格的管理条例，随着科技的不断进步，新材料、新制作工艺的出现，对压力容器品质的提高做出了巨大的贡献。

1.3在制造过程中不同压力容器间存在着相似或者相同的部分。

在压力容器的制作过程中，不同的压力容器可能存在着相同或者相似的流程和零部件，正确合理的利用这一信息，就能有效提高产品生产的效率。

1.4焊接质量几乎决定了压力容器的品质。

钣金件的焊接是压力容器工业制造过程的薄弱环节。因此，应作为质量监控的重点。

2、压力容器制作过程中的常见问题

2.1旋压型椭圆封头和标准椭圆封头能否替代问题的探讨

在工业生产中，越来越多的旋压封头已开被应用到在压力容器上。大多数认为旋压型的封头不能等效替代椭圆封头，是因为旋压型封头应属于蝶形封头一类，他们不管实际形状上的相似度，而根据蝶形封头的计算公式所求得的壁厚不同而不能替代。当然也有人持不同的观点，在他们看来，只要最终产品的误差在可以忽略的范围之内，旋压型封头应属于标注椭圆封头，则完全是可以替代的。如：R=0.8Di，r=0.154Di以及R=0.904Di，r=0.173Di等5种深碟形封头，在形状上和标准椭圆封头非常相似，从理论上的偏差上分析，根据GB150-2011规定，所产生的误差未超过标准椭圆封头的允许的形状误差，因此他们觉得是可以替代的。根据以上论述，我个人的观点是按照GB150-2011采用标准椭圆封头的样板进行检查偏差未超过规定，是可以将旋压封头看作是标准椭圆封头的，从而标准型封头是可以用符合一定标准的旋压封头予以替代的。当然，还有特殊情况存在，采用冷旋压成型后，封头必须进行热处理才行，防止封头内的残留余力过大而影响封头品质，在必要的情况下，过渡区还需要作无损检测。

2.2管板与管子之间的胀焊结合时的正确施工顺序

二者之间的结合方式主要有：电焊连接、胀接多种连接方式同时运用。

2.2.1先焊后胀工艺

此种制造工序的优点是，在焊接前管板坡口之间的杂物容易清洗干净，在焊接时管子与管板间的空隙处的空气可以从正、反两侧排出，对防止焊接残生气泡非常有效，而且胀口胀后的残余应力的松驰现象得到了有效的控制，焊接时所产生的高温致使发生松弛的影响得到了有效的控制。

2.2.2先胀后焊工艺

先胀后焊工序的缺点非常明显，在胀接时会在管端及坡口处残留下大量油污及铁锈等影响焊接质量的杂物。当对其进行焊接时，这些杂物将可能发生一定程度的化学反应，水分和空气因为热胀的原因而局部膨胀，由于发生了堵死现象，那些带有一定气压的气体只能从焊道一侧排除，在焊接时金属由于处于熔化状态，完全是没有强度的，气体穿过焊道就变得轻而易举。

2.3压力容器制作过程中的变形问题

2.3.1压力容器成型误差变形问题及措施

压力容器在制造过程中，部分部件在加工成型后，由于操作不当或加工误差以及部件的制造模具尺寸偏差，导致部件产生成型误差。成型误差直接导致零部件尺寸不标准、整体装配过程必然产生变形。针对压力容器成型误差导致的变形问题，应当在制造过程中予以重视，并采取相应的措施。

首先，应当严格执行加工工艺标准，严格按照標准规程进行成型操作。对样板和模具进行严格仔细的检查，标准的样板和模具才能合理控制工件的形位误差。模具的设计对部件的成型控制有重要作用。在模具设计过程中，应当根据设计原则，控制模具尺寸，同时应当充分考虑压力容器部件在加工成型的过程中由于热胀冷缩等变化造成的零部件变化。对于热成型零部件，设计模具的过程中应当充分考虑零部件冷却后的体积收缩量；对于冷成型的零部件，应当考虑工件成型的回弹量。

2.3.2压力容器焊接变形问题及措施

由于金属焊接过程中产生的高温会使母材在高温下发生形变，最终导致压力容器的部件或整体在焊接过程中发生变形。变形后母材的受力性能和耐腐蚀性能都发生了巨大的变化，对压力容器的受力和承压以及耐腐蚀性能产生很大的影响。因此压力容器的质量受其焊接工艺的影响巨大，焊接过程很大程度上直接决定了压力容器的质量和安全性能，同时对生产制造过程中的成本和生产效率都有极大的影响。

首先，针对大型压力容器的焊接时，尤其是圆球形压力容器焊接时应当先将主体组装起来后再进行焊接操作，同时在焊接顺序上，为保持各部分受力均匀，应当采用对称焊接的顺序。其次，针对压力容器中存在多组焊接组焊的情况，应当在焊接过程中预留相应的收缩量，具体的收缩量应当根据母材的不同预留对应的收缩量，避免组焊后壳体发生收缩问题，导致容器主体变形。最后，在压力容器焊接的过程中应当采取抑制形变的措施，结合焊接经验，在可能产生变形的部位采取反方向变形处理，使焊接后焊接变形被人为抵消。

2.3.3压力容器内应力变形问题及措施

压力容器在制造过程中，必须经受多重热处理加工操作，同时在压力容器的组装过程中，起重机的吊装力加上压力容器自身的巨大重力，以及组装过程中的较大的强制力的影响，压力容器在制造完成后必然存在内应力。内应力在压力容器投入实际运行之中会随着时间的推移和运行环境的变化使压力容器产生变形或裂纹的可能性增大。因此，必须采取相应的措施或处理来消除压力容器的内应力导致的变形问题。对压力容器本体进行热处理是消除制造过程中产生内应力的有效手段。在利用热处理消除内应力时应当采取规范的操作手段和操作规程，热处理炉内的温度应当符合设计要求，并且使压力容器均匀受热。许多热处理炉采用喷嘴式加热方式，在对容器进行热处理消除内应力时应当设置挡火装置，避免喷嘴的火焰直接加热容器本体，使容器局部受热过高，产生新的形变。此外，压力容器在热处理消除内应力的过程中，由于压力容器的壳体或部件在高温状态下，金属的稳定性发生变化，因此应当采取一定的加固措施或支架等措施，保证压力容器的稳定性。

结束语

随着社会的发展与科技水平的提高，压力容器在很多行业中的应用越来越广泛，对人类的进步产生了深远的影响。基于压力容器的特殊性考虑，在制作过程中必须要严格的控制，保证压力容器的制作质量，针对压力容器制作过程中存在的问题及时采取有效的措施，才能保证压力容器的安全性，消除安全隐患。

参考文献：

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[2] 赵臻.谈谈压力容器制作过程中的预防控制[J].城市建设理论研究，2014，（02）.