压力容器制造过程中常见的变形问题及控制对策

李永欣

（江门市新会区同达化工机械制造有限公司，江门 529100））



压力容器制造过程中常见的变形问题及控制对策

李永欣

（江门市新会区同达化工机械制造有限公司，江门 529100））

摘 要：压力容器由于其具有抗高温、高压、耐腐蚀等特性，因此常用于石油、化工等具有特殊工况的环境中。但在工程使用中经常会出现设备的变形问题，影响工业工作质量。本文从压力容器的制作过程开始，介绍理论中可以防止压力容器的变形方案，同时提出压力容器出现变形问题的相应控制对策。

关键词：变形 压力容器 控制

1 前言

随着科学技术的日益更新，很多制造业的产品较以往显得更加精进，但是仍然存在一部分设备因为人工误差或者制造技术上的缺陷，导致所产出的产品设备不符合实际生产要求，较设计图纸也存在一定的差距。大部分的压力容器在制造过程中出现的变形误差，在理论范围内是被允许的，但是仍然有一部分压力容器出现的变形严重影响设备的正常使用。因此，必须在设备制造过程中采取相应的改进措施，以保证压力容器的品质和安全性，利用严格的技术规范、严格的制造流程来提高压力变容器的质量和生产效率。

2 压力容器制造过程中常见的变形问题及控制对策

2.1 制作材料引起的变形问题及控制对策

钢材是制造钢制压力容器的最主要材料。虽然它本身具有硬度大、耐高温、不易变形等特点，但是在运输和吊运过程中容易出现扭转、弯曲变形等损害，这样在钢材切割过程中就会影响压力容器零件的精密度。特别是用凹凸不平的钢材制作卷筒时，会导致卷筒的筒节直径与设计严重不符，引起零件与主体不相符的问题。不但影响压力容器的整体质量，而且还在一定程度上造成了原料的浪费。解决这类问题主要的方法是在钢材制作成零部件前，对钢材进行变形矫正，使钢材的形状不影响零部件的精确度，以此来保证压力容器的质量符合标准，从而保证其在生产过程中使用的安全性。

2.2 火焰切割过程中引起的变形问题及相应措施

2.2.1 筒节变形

用钢材制作直径较大的壳体短筒节是一种精加工，但是在对钢材切割时采用的是火焰切割技术。等到切口冷却至室温后，因热胀冷缩的原因导致切口有弧边变形问题出现，这样把筒节制作成辊圆时，由于切口的变形而不能进行准确的焊接或组对，从而引起压力容器整体的质量问题。对于此类问题，可以将钢材进行对称切割，或者利用机械加工等方法来避免由火焰切割带来的变形问题，以有效提高产品的质量。

2.2.2 钢板坯料变形

压力容器内的密封圈、大型法兰都是用钢板坯料制作而成的。制作过程中，一般选用火焰切割，因此难以避免因热胀冷缩引起钢板表面不平整等问题。除此以外，火焰切割还会导致钢板坯料在加工过程中数量有所减少，严重影响加工效率。为避免上述问题的发生，一般在钢板坯料切割后及时进行钢板形状矫正。在矫正过程中，可采用增大加工余量的措施保证钢板坯料的平整度。在对钢板坯料封头的切割中，由于火焰切割的温度会使原本已经成型的封头再一次变形，封头口部因收缩而变小。所以，在对封头切割时应选用机械切割的方法避免由火焰切割带来的问题，或者可以采用将封头口部的直径放大等有效措施来避免钢材坯料的变形。

2.3 压力容器焊接引起的变形问题及相应措施

压力容器的焊接工艺是决定压力容器安全性能和质量品质的主要因素之一。由于钢材在焊接过程中本身会直接受电焊时产生的高温影响而产生变形，且在这个过程中，钢材自身的耐腐蚀性、耐压性会被破坏，同时它承受压力的情况也会随之改变，最后导致由钢材制作出的零件或者压力容器的整体发生形变，进而影响压力容器的整体质量。所以，在进行焊接工艺过程时，必须按照焊接工艺的技术要求、规范方法和环境要求，按照焊接顺序对零部件进行焊接，力求钢材在焊接过程中的变形降到最低。

在圆球形的压力容器焊接过程中，为了使焊接的每个部分都能均匀受力，一般采用的是主体焊接方法。也就是说，所有的零部件全部组装完成，将其看作是一个主体来进行焊接。在焊接过程中，同样需要注意焊接的顺序。但是，为了避免压力容器发生变形，在焊接过程中需要提前采取防变形对策，对已经发生变形的地方需要进行人工变形反方向处理，以此来达到降低变形程度的目的。在压力容器整体焊接过程中仍然会出现热胀冷缩的现象，因此在焊接前应根据不同母体的情况预留出可以收缩的空间，以此来避免壳体收缩而引起的压力容器变形。

2.4 内应力引起的压力容器变形及相应措施

在生产过程中，由于压力容器是由零部件组装而成的，因此无法避免组装过程中强制力的影响。同时，压力容器自身的重量，运输过程中吊装的影响等都会引起压力容器的内应力。除此以外，在压力容器的加工过程中，其受到焊接、火焰切割等的热处理，也会导致压力容器产生内应力。长时间下的内应力会影响压力容器的质量，使之在使用过程中容易产生裂纹变形，因而影响生产安全和生产质量。因此，使用适当的手段消除内应力引起的压力容器变形问题非常关键。

消除压力容器的内应力的原理是热处理消除内应力的方法，其基本步骤是调节热处理炉内的热处理温度。这个温度的高低是以设计上的要求来设定的，然后将压力容器放入高温炉内进行热处理。采用这样的方法可以利用压力容器内的热应力来消耗内应力。但是，在对容器进行热处理的时候，需要注意容器的均匀受热问题。采用经过挡火装置处理后的喷嘴式火焰加热容器，能很好地将压力容器的内应力消除。但是，经过高温处理后的压力容器又会引起容器外壳金属的稳定性。因此，为了保证在热处理过程中容器金属外壳不会发生形变，通常需要使用支架等来加固容器。对于外壳较薄、直径大的压力容器应从内部加强固定，防止其变形。

2.5 误差引起的变形及措施

在压力容器的制造过程中，有很多因素会造成容器不符合生产标准。压力容器制造过程中有可能因为零部件的模型道具不符合规范，引起零部件也不符合标准。在人工测量的过程中，因没有按照规范要求操作，人为产生的测量误差也会引起零部件的误差。压力容器是由零部件组装而成的，若生产过程中零部件含有较大误差，那么将直接影响压力容器整个设备的质量。具有质量问题的压力容器，在运行过程中容易产生变形而影响整个工程的效率和进度。

想要减小零件加工过程中的误差，需要从两个方面进行改进。首先，就是人为测量误差。在人工测量过程中，测量人员应该按照规范的测量程序和测量规范进行测量，提高测量人员的内部思想意识，使其认识到测量的规范性和准确性对压力容器制造的重要性，以保证在长期的测量工作中能保质保量地完成零部件的测量工作。其次，在零部件的加工模型上，应该按照设计标准和规范尺寸来制模，并且在使用该模具前应严格检查模具是否符合制作标准，以保证零件制作过程中不会出现误差。

3 结束语

压力容器耐高温、高压的独特性质，决定了它在石油、化工工业上面的使用。它使用的环境一般都比较复杂，因此压力容器的质量和安全性是保证工程作业正常运行的基础。通过上述对压力容器在制造过程中常见的一些引起压力容器变形的程序做出简要分析，根据其制作过程和实际情况提出相应解决问题的措施，使压力容器在制作过程中能保质保量完成。在完善压力容器制作过程的同时，需要注意其他可能引起其变形的因素，并且能在实际生产实践中找到解决这类问题的关键，从而进一步完善压力容器的制造过程，以制作出更精确、更标准的压力容器。

参考文献

［1］刘亚明.压力容器制造过程中变形问题的控制对策探究［J］.科技创业家，2013，（13）：217.

［2］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）：159.

The Common Deformation Problems and Control Measures in the Manufacturing Process of Pressure Vessels

LI Yongxin
（Jiangmen City Xinhui District Tongda Chemical Machinery Manufacturing Co. Ltd， Jiangmen 529100）

Abstract:Pressure vessel is a kind of s pecial equipment. Because of its high tem perature resistance， high pres sure，corrosion resistance and other characteris tics， it is commonly used in petroleum， chemical and other special conditions of the environment. But in engineering use， the deformation of equipment often occurs， which affects the quality of industrial work. In this paper， from the beginning of the production process of the pressure vessel， the theory of the deformation of the pressure vessel can be prevented， and puts forward the corresponding control measures for the deformation of the pressure vessel.

Key words:deformation， pressure vessel， control