压力容器制造中的变形与控制分析

李松明

青岛裕安石化装备有限公司

压力容器制造中的变形与控制分析

李松明

青岛裕安石化装备有限公司

压力容器的应用，在许多行业领域的生产当中都显得必不可少，而且其使用工况具有一定的特殊性，相关的标准、要求较高，需要耐腐蚀、耐高压、耐高温，如果压力容器在制造过程当中发生了变形，其这些方面的性能就会大幅度下降，达不到生产使用所需的标准、要求，影响正常生产，甚至可能导致严重的安全事故发生。为此，我们必须要加强相关的研究、探讨与实践，有效的控制好压力容器制造中的变形，从而保障生产。本文基于作者自身的实际工作与学习经验，首先对压力容器在制造中可能发生的几种类型的变形进行了分析，然后主要对如何控制其变形提出了部分探讨性建议，以期能为压力容器的制造实践提供参考。

压力容器制造；变形；控制

压力容器在石油、化工、军工等领域的生产当中，都属于是不可或缺的重要设备，影响着生产的效率、质量和安全，为此我们必须要严格控制、预防压力容器在制造中发生变形，确保其各方面的性能都能够达到生产使用的标准、要求，这样才能为生产提供可靠保障。

一、压力容器在制造中可能发生的变形

从实际的制造经验来看，压力容器在制造中主要可能会因应力影响和加工误差而发生变形，其具体情况如下。

（一）应力影响而发生的变形

在制造中，压力容器因应力影响而发生的变形，分数种类型，包括火焰切割变形、加工失稳变形、焊接变形、热处理变形。

火焰切割变形的发生，是因为当前压力容器制造在下料的过程中，以火焰切割技术为主，其切割速度快、精准度较高，不过切割时的材料受热可能不均匀，这就会导致材料本身产生内应力，进而引发变形，这样的材料被应用到压力容器的制造中后，便会最终导致压力容器的变形[1]。

加工失稳变形主要指的是，成型后的容器在进行切割时而产生的变形，因为切割过程当中，其同样可能产生应力，引起变形。

焊接变形也较为容易理解，在焊接过程当中，材料的表面会承受较高的温度，但并不均匀，而且冷、热不同步，此时应力的产生便会引起变形。

热处理变形，热处理本身便是为了消除应力，但是在实际的操作过程当中，如果方法和控制不当的话，则可能会导致更大的应力产生，引起更大幅度的变形。

（二）误差导致的变形

客观来讲，压力容器虽然在结构上算不上非常精密，但是对尺寸、大小、形状等也具有严格的要求，如果控制不到位，就可能会因为下料、成型、组装存在误差，而导致压力容器变形。

下料误差变形，指的是在下料过程当中，由于尺寸不准，存在误差，而最终导致的压力容器变形。

成型误差变形，即各个部件在制造成型的过程当中，由于摩擦或是其他错误的操作达不到设计要求，使压力容器发生变形。

组装误差变形，即使是下料、成型制造都符合设计要求，但是如果在组装的过程当中，误差超出了设计所允许的范围，就同样会使压力容器发生变形。

二、压力容器制造中的变形控制

（一）应力变形的控制

对于火焰切割变形的控制，首先是要选择好筒节，不要一味的求效率而选择大直径筒节，否则就会产生更大的应力，引起变形，小直径筒节则可以有效的消除和降低应力的产生，对变形起到控制效果。另外，在切割过程当中，通过机械加工或者采用对称切割的方法，也能够有效的预防和减小变形；其次是要处理好封头，在对材料进行火焰切割之后，封头由于环境、温度等因素影响，极易发生收缩变形，所以在设计和切割的过程当中都要考虑到这一点，处理好封头，控制好收缩变形量；最后是适当增大加工余量，这可以给制造留出更多的空间和余地，从而预防变形。

加工失稳变形是在加工的过程中，由于开孔及附近的强度的稳定性弱而导致变形，因此要尽量避免在单独筒节或单独封头上直接开大孔。即使是要开大孔，之前要用紧贴的加强材料将其四周固定，直至切割结束方可取走。

焊接容器中容器的形体、焊接的部位直接关乎变形与否。对于多焊道的大型压力容器，应先组装成整体再进行焊接。对于焊接的大型部件，应在焊接处用固定的卡具将其固定以免变形。对于较长的焊接容器，应在焊接前对每节进行精准测量，以有效弥补焊接后壳体缩短的现象的发生。对于结构复杂的压力容器，应要根据实际情况采取合理的焊接组装顺序，预防焊接过程中出现超出误差允许范围的变形[2]。

对于热处理变形的控制，首先应确保热处理炉必须符合规范要求，且炉内的温度要均匀合适，压力容器要避免直接与炉内的火焰近距离接触；其次是对于长度较大的压力容器，要根据实际长度加适量的临时支架；第三，对于分段预制的容器，分段端口处应加强支撑。

（二）误差变形的控制

下料误差变形，多是因为尺寸不准确而引起的，其根本原因可能是放大样有误、计算有误或操作有误，为了对这个问题进行有效的控制，必须要在放大样和计算过程当中，进行反复多次的核对，确保其准确性，同时要对操作人员进行技术方面的培训，规范他们的操作，从而防止误差和变形的产生。

成型误差变形控制，首先是要强调操作人员在操作中要严格按照工艺程序，及设计图纸要求对加工件进行加工处理；其次，在模具的设计过程中，应充分考虑制造过程中可能会出现的各种导致容器变形的诱因，并对这些诱因提供预防空间进行妥善处理，如考虑压力容器在制造过程中的磨损、热胀冷缩等问题[3]。

压力容器制造中，组装误差变形的发生，最主要的原因是因为组装工作存在问题，组装人员不能按照规定的技术、工艺、规程等进行操作，所以为了避免其发生，就重点需要对组装工作人员进行教育培训，一方面要提高他们对组装工作的重要性认识，让他们知道如果压力容器存在变形的情况，将可能带来哪些危害；另一方面要对他们进行专业业务能力培训，使他们能够规范操作，严格按照设计以及相关的技术、工艺、规程要求进行组织，避免误差，预防变形。

三、结语

在压力容器的制造过程当中，能否有效的控制、预防其变形，决定着压力容器的综合性能，是确保其能够达到生产使用所需标准、要求的关键，对生产使用具有非常大的影响，因此我们必须要引起高度的重视，加强相关的研究、探讨与实践，在实际的制造过程当中采取正确措施，有效控制、预防变形的发生。

[1]张金龙.研究怎样控制压力容器制造过程中的变形问题[J].山东工业技术,2017,02：28-29.

[2]戚坤.关于压力容器制造中焊缝错边的工艺质量控制探讨[J].石化技术,2016,05：241-242.

[3]陶磊洁.压力容器制造过程中的变形问题与预防措施研究[J].科技创新与应用,2015,21：132-133.